전력퓨즈의 일반적인 적용방법

가. 개요

전력퓨즈의 특징에서 설명한 것처럼 전력퓨즈에는 같은 과전류보호장치인 다른 차단기에 비해 특이한 점이 있으므로 그 장점을 발휘시켜, 그 단점이 나타나지 않도록 적용하는 것이 필요하다.

나. 적용시 고려사항

1. 용도의 한정

전력퓨즈의 용단특성은 소전류영역 등 통과전류의 변화에 대해 용단시간의 변화가 크며, 따라서 동일정격의 퓨즈도 용단시간의 散布가 크다. 이와같이 소전류영역에서 기기 등의 과전류보호를 퓨즈에 기대하는 것은 적절하지 못하며 결상운전을 일으킬 우려도 있다. 또한, 퓨즈로 과부하보호를 하도록 하면, 자연히 적은 정격전류의 퓨즈를 사용하게 되어, 과부하전류나 과도전류 등이 비보호영역에 들어 열화하여 불필요한 용단을 일으키기도 한다. 더우기 한류 퓨즈에서는 최소차단전류라고 하는 차단불능한 전류의 下限이 있다.

전력퓨즈에는 과부하보호를 기대하지 말고 단락보호만, 과부하보호는 가능한 한 다른 기기로 보호차단케 하는 것이 가장 기본적인 사용법이다.
퓨즈는 재투입이 되지 않으므로 퓨즈 동작후에 재투입이 필요한 개소에는 사용하지 않는 것이 지배적이다.

2. 사용장소의 제한

퓨즈에는 옥내용과 옥외용으로 나누어져 사용애자,금구의 재료,도금, 구조등이 다르며, 옥외용을 옥내용에 사용은 가능하나, 옥내용을 옥외에 사용하지는 못하므로 주의를 할 것. 또한, 염분이나 부식성가스가 심한 분위기에는 표준 퓨즈를 사용할 수 없다.

2-1. 환경조건(상규사용상태)

상규사용상태는 KS, JEM 등의 규격에서 규정되어 있으나 그 표현은 다르나 기본적으로 다음의 상태를 말하며, 특수사용상태인 경우에는 제조업체에 협조를 구한다.

표고 1000m를 넘지 않는 장소에서 사용하는 경우
주위온도가 최고 40℃, 최저 -20℃의 범위를 넘지 않는 장소에서 사용하는 경우
먼지,연기,수증기,부식성가스 및 빙설이 그다지 많지 않은 장소에서 사용하는 경우
폭발성, 가연성 그외 유해한 가스가 없는 장소 및 同가스의 습래(襲來)를 받지 않는 장소에서 사용하는 경우.
이상한 진동 및 충격을 받지 않는 장소에서 사용하는 경우

3. 형식의 선정

부하에 대응한 퓨즈의 형식을 선정하는 것이 필요하다.

[표] 고압,특고압 한류퓨즈(LG산전)-참고

용도	형식
PT용	SFL-P,J형
변압기용 콘덴서용	SFL-G형 (SFL-M형)
전동기회로용	SFL-M형

4. 정격전압의 선정

한류퓨즈는 차단시에 과전압을 발생하므로, 회로전압보다 일반상의 정격전압의 퓨즈를 사용하는 것은 일반적으로 피하게 되어 있으며, 회로의 절연강도가 퓨즈의 동작과전압보다 높은 것을 확인할 필요가 있다.

5. 퓨즈를 넣는 극수

퓨즈는 3상회로에서는 3극 각각에, 단상회로에서는 2극 각각에 사용하는 것을 전제로하여 제작되고 있으므로 이것 이외의 다른 방법으로 사용하는 경우에는 제조업체에 문의하여 협조를 구하는 것이 좋다.

6. 차단용량의 선정

퓨즈는 그 설치장소에 나타나는 단락전류가 얼마가 되어도 충분히 차단할 수 있는 차단용량을 가지고 있어야 한다. 일반적으로 퓨즈의 차단용량부족은 퓨즈가 폭발을 일으킬 위험이 있으므로 특히 부족하지 않도록 충분히 주의하여야 한다.

회로의 단락전류
회로의 대칭단락전류는 퓨즈의 전원측에 들어있는 발전기,변압기 및 전동기의 용량과 그것들의 기기로부터 퓨즈까지의 케이블의 寸法과 길이에 따라 정해지며, 퓨즈 이후의 기기용량에는 관계없다.
소요차단용량
회로의 대칭단락용량을 구해 그것 이상의 대칭차단용량을 가지는 퓨즈로 한다.

7. 최소차단전류의 선정

한류퓨즈에는 차단가능한 소전류에 한계가 있다. 이 영역에 있어서는 아래 사항에 주의한다.

최소차단전류 이하에서 퓨즈가 동작하지 않도록 큰 정격전류의 퓨즈를 사용한다.
최소차단전류 이하는 다른 기기로 보호한다.

한류퓨즈를 소형,경제적으로 제작하기 위해서는 최소차단전류를 정격전류의 數倍로 잡는 것이 보통이며, 용단특성이 KSC-4612의 G종의 퓨즈에서는 정격전류의 3~5배, 최소용단전류의 1.5~3배 정도로 되는 것이 많다. 따라서 변압기,전동기 등처럼 시동시에 과도전류가 흐르는 회로에 G종 퓨즈를 적용하는 경우에는 회로의 정상부하전류는 퓨즈의 정격전류보다 상당히 작게 적용되므로 퓨즈의 최소차단전류의 회로 정상부하전류에 대한 배율은 상기의 수치보다 한층 크게되며, 이와같은 회로의 보통 과부하영역의 보호를 퓨즈에 기대하는 것이 무리한다는 점에 주의를 요한다.
이러한 점으로부터 일반적인 사용조건에는 퓨즈는 단락보호에 한해, 회로의 과부하영역의 전류에서는 퓨즈가 용단하지 않도록 여유가 있는 큰 정격전류의 퓨즈를 사용하는 것이 보통이다.
사용조건으로부터 상기의 방법이 적용되지 않을 때는 최소차단전류가 좀더 적은 퓨즈를 사용하던가, 최소차단전류 이상의 전류영역의 보호를 분담할 개폐기류를 직렬로 조합하여 사용하는 것이 필요하다.

[LG 산전제품 기술자료]

1. 광역 퓨즈

광역퓨즈는 Back-up 퓨즈보다 소전류장시간영역까지 차단가능하기 때문에, 보호범위가 넓어 Back-up 퓨즈로는 다른 차단기와의 동작협조가 되기 어려운 곳에도 이 광역퓨즈를 사용하면 전역 차단이 가능해 지므로 보호레벨이 향상된다.
광역퓨즈로서는 범용의 G형 3.6KV, 7.2KV G5~100A가 全광역의 특성을 가지고 있다. 또한, 정격최소차단전류가 아주 적은 초광역형으로 GP형이 있다. 이 2종류를 용도에 적합하게 사용토록 하면 그림에 나타낸 것처럼 퓨즈차단 가능영역이 넓어진다.
그러나 광역 및 초광역 퓨즈라 해도 엄밀히는 퓨즈의 본질상 정격최소차단전류라 하는 한계가 있어 그 이하에서는 열화하기도 하며, 차단불능으로 되는 위험영역을 가지고 있으므로 주의를 요한다.
또한, 부하측 또는 저압측의 과전류차단기(저압퓨즈 또는 과전류차단기)를 생략해서 과부하보호 또는 저압말단의 단락까지 고압퓨즈만으로 회로를 보호하는 경우에는 광역퓨즈가 적당하다고 일컬어지고 있으나, 이 경우에는 퓨즈라는 것은 열화영역을 가진점, 과도돌입전류에 약한점, 재투입이 되지 않는 점 등 고유의 결점을 가지고 있으므로 부하전류에 가까운 낮은 정격전류의 퓨즈를 사용하는 것은 좋지 않으며, 따라서 과부하 또는 적은 단락전류의 보호는 일반적으로 추천되지 않는 것에 주의를 요한다.

2. Back-up 퓨즈

퓨즈의 최소차단전류가 정격전류의 5배정도에 있어도 단락사고시 대부분의 경우 단락전류는 퓨즈의 최소차단전류 이상으로 되기 때문에 고압퓨즈 단독으로 차단된다. 또한, 고압퓨즈의 소전류영역에 대해서는 그림에 나타낸 것처럼 고압측의 트립장치부 고압전자접촉기 또는 차단기 등으로 협조를 취하며, 또 저압측의 고장에 대해서는 저압 퓨즈나 배선용차단기로 차단해서 협조를 하게 되므로 Cover가 가능하다. 이와같이 정격전류의 선정만 바르게 하면 일반적인 단락보호용에는 Back-up 퓨즈로 충분한 보호를 할 수 있다.