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| Circuit Breaker(CB)영어 |
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1. 개요
통전상태의 전로를 수동 또는 전기 조작에 의해 개폐할 수 있으며, 퓨즈처럼 과부하, 단로, 누전 등으로부터 전기 회로를 보호하는 안전장치다. 보통 구어로는 두꺼비집이라고 부른다.2. 특징
이 회로 차단기의 버튼을 누르면 스위치가 저절로 내려가며 정전이 되는 것을 볼 수 있는데, 이게 바로 회로 차단기가 정상으로 작동한다는 증거다. 반대로 버튼을 눌러도 스위치가 내려가지 않고 그대로면 불량이다.일상 생활에서는 저압 배선용 차단기와 누전 차단기[1], 멀티탭의 과부하 차단 스위치[2]가 흔히 볼 수 있는 형태이며, 서킷 브레이커라고 따로 부르는 경우는 일부 관련분야 전문 직종( 항공정비사, 전기기능사 등)에 한한다. 차단보다는 감시에 중점을 둔 누전경보기도 있다.
누전 및 과부하가 아닌데도 차단기 스위치가 다시 올라가지 않을시, 스위치를 완전히 끝까지 딸깍 내린 후 다시 올리면 정상위치로 올라가 작동할수 있다.
태양광 발전이나 배터리 등 직류 전원 시스템을 위한 회로 차단기도 있다. 동작 원리는 일반 교류용 차단기와 비슷하나, 아크가 보다 쉽게 발생하는 직류 특성상 아크를 제거하는 장치를 동시에 포함한다. 만일 교류용 차단기를 직류에 사용할 경우 아크 방전으로 인한 화재 위험이 발생한다. 직류/교류 겸용 차단기도 있으나, 직류 내압이 교류 내압보다 낮은 편이다. 직류용 누전 차단기는 직류에서의 누전 검출이 어려우므로 교류용보다 비싸다.
차단기 역시 일종의 기계 장치이므로 수명이 있다. 정격전류 100A 이하 저압용 차단기의 경우 기계적 내구 수명[3] 8500회 내외이고 전기적 내구 수명[4]은 1500회 정도 된다. 내구 수명이 있어서 테스트 버튼을 눌러보는 것은 차단기의 수명을 조금씩 갉아먹는 일이다. 하루에 두세 번씩 테스트 버튼을 눌러 작동시키면 그 차단기는 2~3년 내에 반드시 고장이 나기 때문에 1~12개월마다 한 번씩 시험해보는 것이 좋다. 그리고 과부하(정격전류의 6배) 차단 수명은 12회, 단락 차단 수명은 2회 정도로 과부하/단락으로 인해 차단되는 경우 내구 수명이 훨씬 적다. 단락 차단과 과부하 차단이 일어나면 접촉부와 주변 전선이 열화되어 타버리므로 새 제품으로 교체하는 것이 좋다.
차단기 제조 업체인 태성전기산업에서 권장하는 점검 주기는 다음과 같다.
- 사용 개시 약 1개월 후 1회 점검
- 정기 점검 시기
- 청결하고 건조한 환경 : 2~3년에 1회
- 먼지, 가스, 증기, 염분 등이 포함된 환경 : 1년에 1회
- 위보다 열악한 환경이거나 해안인접지역의 경우 : 1개월에 1회
3. 일반 스위치와의 비교
일반 스위치[5]와 차단기의 차이점은 전기 회로계통에 문제가 발생하여 큰 고장전류가 발생하고 있을 때 회로를 차단시킬 수 있는지의 차이이다. 차단기는 매우 큰 전류에서도 동작하여 회로를 끊고, 더이상의 고장전류가 흐르지 못하게 하기 위한 아크를 없애는 메커니즘이 들어가 있어 일반 스위치에 비해 값이 비싼 편이다.MCB소형 차단기[6], MCCB배선용 차단기\, MBB자기 차단기[7], ACB기중 차단기[8], ABCB공기 차단기[9], OCB유입 차단기[10], VCB진공 차단기[11], GCB가스 차단기[12] 등 종류가 다양한데 작동방식이나 동작 시에 발생하는 아크 발생을 어떻게 억제할지를 기준으로 나누는 편이다. 흔히 가정집이나 소규모 사무실 "두꺼비집"에서 보이는 차단기들은 MCB, MCCB 타입으로 전력부하에 가장 가까운 용량의 차단기를 사용하는 것이 일반적이다.
동작 방식은 MCB의 경우에는 갑자기 큰 전류가 흐를 때는 차단기 내부의 전자석이 회로를 잡아당겨 끊어버리거나 바이메탈에 전류가 흐르면서 열이 많이 발생하면 휘어지면서 작동하는 메커니즘이 많이 쓰인다. 누전 차단기는 나가는 전류와 돌아오는 전류의 차가 0이 아닌 순간을 감지하여 동작한다. 한 번 쓰고, 버리는 퓨즈와 다르게 재사용이 가능하다. 대용량 차단기의 경우에는 외부에 보호계전기라는 전압, 전류 등의 이상징후를 감지하는 계기류를 설치하여 작동신호를 만드는 방식이 흔히 쓰이게 된다.
- 배선용 차단기(MCCB, Molded Case Circuit Breaker): 과부하(과전류), 단락(합선)과 같은 전류 이상을 감지하여 회로를 차단하는 기기. 누전 차단 기능은 없다.
- 누전 차단기(ELCB, Earth Leakage Circuit Breaker[13]): 누전을 감지하여 차단하는 기기. 국내에서는 과부하(과전류) 및 단락(합선) 차단 기능을 겸하는 경우가 흔하지만 외국에서는 누전만 감지하는 경우도 있다.
원래 대한민국에서는 누전 차단기(ELCB)를 인입선과 연결하고 각각의 회로(전등, 전열)마다 배선용 차단기를 연결하였으나 규정이 변경되어 MCCB를 인입선과 연결하고 ELCB를 회로마다 설치한다. 이 때문에 좀 오래된 집(대략 80년대 지은 집)은 ELCB가 1개만 있는 경우도 흔하다. 이로 인해 누전이 발생하면 그 쪽 배선뿐만이 아니라 집 전체 전기가 나가버리는 일이 발생한다. 1990년대 이후 아파트들은 대부분 회로 차단기가 메인 스위치 + 회로별 스위치 여러 개가 동시에 들어있다.
4. 주요 제조사(산업용 포함)
[1]
차단기가 동작하는 누설 전류 크기와 시간 기준이 법으로 설정된 나라가 많음
[2]
멀티탭 스위치 자체 혹은 별도의 버튼 형태를 가지며, 바이메탈을 이용해 과부하시 회로를 끊는다.
[3]
차단기의 핸들을 올리거나 내려서 작동하는 횟수
[4]
테스트 버튼을 눌러 작동시키거나 누전 등 이상 전류로 차단기가 작동된 횟수
[5]
가령, 단로기(DS: Disconnecting Switch).
[6]
Miniature Circuit Breaker
[7]
Magnetic Blast Circuit Breaker
[8]
Air Circuit Breaker
[9]
Air Blast Circuit Breaker
[10]
Oil Circuit Breaker
[11]
Vacuum Circuit Breaker
[12]
Gas Circuit Breaker. GCB에는 SF6(육불화황) 가스를 사용하는데, SF6 가스는 전기적으로 절연 내력이 높으며 절연 회복이 빠르고, 아크가 안정되어 있으며 소호(아크 제거) 성능이 우수하다는 특징이 있다.
[13]
GFCI(Ground Fault Circuit Interrupter) 또는 RCD(Residual Current Device)로 불리기도 한다.