차단기, 스위치 등에 쓰이는 용어 파헤치기 (In, Icu, Icw, Ics 등)

 

차단기, 스위치에 관련된 문서를 보면 각종 용어들이 헷갈릴 때가 있다.

그 용어들에 대해 정리해보고, 해당 용어에 대한 수치가 기재되어 있을 때 어떤 식으로 이해하면 되는지 살짝 알아보겠다.

 

해당 용어들 중 일부는 차단기 말고도 각종 스위치나 다른 장비에도 사용되는데,

앞으로는 편의상 차단기라고 퉁쳐서 적겠다.

 

 

Ue (Rated operational voltage, 정격전압)

정격 전압. 이름 그대로 Ue수치 이하의 전압을 차단기에 사용하라는 의미이다.

 

 

Ui (Rated insulated voltage, 정격절연전압)

차단기의 최대 절연내력이 유효한 전압 수치이다.

절연내력 테스트를 하는 기준이 되기도 하는데, 일반적으로 Ui의 약 2배의 전압으로 절연내력 테스트를 한다.

연면거리(Creepage)를 정하는 기준으로 Ui를 사용하기도 한다.

 

차단기를 사용할 때에는, Ui 를 초과하는 전압을 인가하지 말자.

차단기가 적절한 절연내력을 발휘하지 못할 것이다

(모든 차단기 제조사의 데이터 시트를 찾아보면 Ue < Ui로 기재되어 있을 것임)

 

 

Uimp (Rated impulse-withstand voltage, 정격임펄스내전압)

차단기가 고장없이 견딜 수 있는 단시간내 전압 수치이며, 단시간 내의 수치이기 때문에 Ue처럼 지속적으로 인가되는 전압의 기준이 아니다.

낙뢰, 서지와 같은 순간적인 고전압에 대한 피크치이고, 1.2/50μs 파형을 가진 전압으로 Uimp를 테스트한다.

 

여기서 '1.2/50μs 파형의 전압' 이란? 예시와 함께 간단하게 설명하자면

만약 차단기의 데이터시트에 Uimp : 6kV라고 기재되어 있을 경우,

• 0V - >6kV 까지의 시간: 1.2μs
• 0V -> 6kV -> 0V까지 서지 전압의 총 시간: 50μs 의 파형을 가진 충격전압을 인가하는 테스트를 차단기가 통과했구나~

 

라고 이해하면 된다. 참고로 '피크(최대)값'이 기재된 수치이므로 이는 우리가 흔히 말하는 실효값(RMS)수치가 아니다.

 

※RMS란?

Root Mean Square, 제곱평균제곱근....이라는 의미인데 간단히 우리가 220V 380V 100A 등 일반적으로 이야기하는 실효값을 뜻한다.

 

그런데 여기서 왜 1.2/50μs 파형이 시험에 사용되는가?

1.2/50μs는 IEC 60060-1 High-voltage test techniques – Part 1: General definitions and test requirements 에 정해져 있는 수치이다. 이 IEC 규정에서 고전압 시험 기술에 대한 기준을 제시하고 있다.

 

 

In (Rated current, 정격전류)

차단기가 무한정으로 차단할 수 있는 전류의 최대치다.

(제조사에서 명기한 온도 또는 습도 등 환경 조건이 있다면 해당 환경 조건 하에서)

 

간단히 말하면 그냥 일반적으로 우리가 AT(Ampere Trip)이라고 말하는, 즉 차단기가 동작하는 전류다.

In을 초과하는 전류가 차단기를 통과하면 차단기는 트립될 것이다.

 

 

Icn 또는 Icu

(Rated short-circuit breaking capacity 또는 Ultimate breakcing capacity,

정격차단전류 또는 극한차단전류)

차단기가 손상되지 않고 차단할 수 있는 최대 전류 값을 의미한다.

 

 

Ics (Rated serivce short-circuit breaking capacity, 서비스차단전류)

Ics는 보통 퍼센티지 수치로 나타내는데, 차단기가 재차단 능력을 표현한 수치라고 할 수 있다.

Icn 수치만큼의 전류를 인가 동작 시험을 한 뒤에, 차단기를 재투입하고 다시 Icn 만큼의 전류를 인가한 경우, 차단기가 정상적으로 차단 동작을 수행해낸다면 Ics를 100%로 표기한다.

 

같은 조건(이미 Icn 전류를 차단한 상태)에서

100%*Icn 전류를 차단하지 못하고, 50%*Icn 전류를 차단해낸다면 그 차단기의 Ics는 Ics = 50% x Icn으로 표기한다. 일반적으로 25%, 50%, 75%, 100% 성능을 가진 차단기가 제작, 유통되고 있다. 산업용으로는 100% 차단기를 사용한다.

 

 

Cat.A, Cat.B (Category.A, Category.B)

차단기가 가지고 있는 동작 특성(차단 특성)에 대한 카테고리를 나타내는데, 몇몇 제조사 데이터 시트에서는 적용범위라고 번역해서 사용하고 있다.

 

그렇다면 Cat.A와 Cat.B의 동작 특성 차이가 무엇이냐?

먼저, Cat.A제품들은 Short time delay 동작 기능을 가지고 있지 않다. 즉, 과부하나 단락 등에 대해서 순시차단만 가능하다는 의미이다.

 

Cat.B 제품들은 Time delay 동작 기능을 가지고 있다. 즉, 단한시 또는 장한시 특성으로 전류를 차단할 수 있다는 의미이다. 다이얼을 통해 time delay 또는 차단 전류를 설정하는 제품이 주로 나오고 있다.

 

 

Icw (Rated short-time withstand current, 정격단시간전류)

차단기가 단시간 내에 '견딜 수 있는' 전류의 RMS값을 나타내며, 보통 데이터 시트에는 시간과 함께 표기되어 있다. 국산 제품의 데이터 시트에는 기재되어 있지 않는 경우가 많다.

 

 

Icm (Rated making capacity, 정격투입전류)

Uimp와 비슷하다고 생각하면 된다. 차단기가 단시간 내에 견딜 수 있는 전류의 피크치이다.

마찬가지로 RMS값은 아니다. 국산 제품의 데이터시트에는 기재되어 있지 않는 경우가 많다.

 

 

It 또는 Ii (Instantaneous trip current, 순시 차단전류)

차단기의 동작 특성 중 순시 차단에 관한 수치이다.

보통 In x 배수 라고 데이터 시트에 기재되어 있다.

 

 

Ir 또는 Irth (Long time protection 또는 Long time delay current, 장한시 차단전류)

보통 In x 배수 로 기재되어 있다. 정격 전류의 몇배수 전류가 설정된 시간동안 흐르면 차단한다는 의미이다.

 

tr (Long time delay time, 장한시 차단시간)

Ir에 '설정된 시간'을 의미한다. 즉, Ir (Irth)를 감지하여 차단하는 딜레이 시간을 의미한다.

 

 

Isd 또는 Im (Short time protection 또는 Short time delay current, 단한시 차단전류)

Ir과 유사하다. 차이점은 배수가 Ir보다 크고, Ir 의 배수로 표현하는 제조사도 있고

In의 배수로 표현하는 제조사도 있다.

 

tsd 또는 tm (Short time delay time, 단한시 차단시간)

Isd를 감지하여 차단하는 딜레이 시간을 의미한다.

 

 

Ig (Ground fault current, 지락차단전류)

해당 수치 이상으로 지락전류가 설정된 시간만큼 감지되면 차단한다는 의미이다.

 

tg (Ground fault delay time)

Ig를 감지하여 차단하는 딜레이 시간을 의미한다.

 

 

I△ (Rated residual current)

누설 전류가 해당 수치 이상으로 감지되면 차단한다는 의미이다.

 

t△ (Residual delay time)

I△를 감지하여 차단하는 딜레이 시간을 의미한다.

 

 

 

자 이제 차단기 데이터 시트를 보면서 위에서 정리한 내용들을 체크해보자.

대표적인 차단기 제조사 LS, 슈나이더일렉트릭의 데이터 시트다.