반갑습니다. 김대호교수 입니다.

차단용량을 구하는 문제에서 왜 단락용량 공식인 Ps = (100/%Z) * Pn을 사용하는지?

'정격차단전류'와 '단락전류'를 동일한 것으로 보아도 되는지?

강사마다 설명이 달라 혼란스러운데, 어떤 것이 정확한 기준인지?

이에 대해 국가기술자격검정 채점 기준과 한국전기설비규정(KEC)에 입각하여 명확히 설명해 드리겠습니다.

1. 차단용량과 단락용량의 개념적 차이

두 용어의 정의를 명확히 구분하는 것이 가장 중요합니다.

단락용량 (Short-circuit Capacity, Ps)

정의: 전력계통의 특정 지점에서 단락 사고가 발생했을 때, 계통으로부터 공급될 수 있는 **최대 사고 전력(피상전력)**을 의미합니다. 이는 계통의 특성을 나타내는 값입니다.

계산: Ps = (100 / %Z) × Pn

또는 Ps = √3 × V × Is 로 계산합니다.

여기서 %Z는 계통의 총 임피던스, Pn은 기준용량, Is는 단락전류입니다.

차단용량 (Breaking/Interrupting Capacity)

정의: 차단기가 안전하게 차단할 수 있는 한계 용량을 의미합니다. 이는 **차단기 자체의 성능(정격)**을 나타내는 값입니다.

계산: 차단용량 = √3 × 정격전압 × 정격차단전류 로 정의됩니다.

여기서 '정격차단전류'는 그 차단기가 차단할 수 있는 최대 전류로서, 제조사가 보증하는 값입니다.

2. 왜 문제 풀이 시 혼용되는가? (가장 중요한 부분)

수험생께서 가장 혼란스러워하시는 부분입니다. 문제에서 "차단기의 차단용량을 구하시오" 또는 "알맞은 차단기를 선정하시오" 라고 할 때, 단락용량 공식(Ps = (100/%Z) * Pn)을 사용하는 이유는 다음과 같습니다.

차단기 선정의 기본 원칙은 "차단기의 차단용량 ≥ 계통의 단락용량" 입니다.

즉, 어떤 지점에 차단기를 설치하려면, 먼저 그 지점에서 발생할 수 있는 **최대 사고 크기(단락용량)**를 계산해야 합니다.

그리고 그 계산된 단락용량보다 크거나 같은 정격 차단용량을 가진 차단기를 선정해야 안전하게 사고 전류를 차단할 수 있습니다.

따라서 시험 문제에서 **'알맞은 차단용량'**을 묻는 것은, 사실상 '그 지점의 단락용량을 계산하고, 그 값 이상의 표준 정격 차단용량을 답하시오' 라는 의미를 내포하고 있는 것입니다.

다른강사님이 정격용량 = 단락용량(원칙: 맞지 않는 내용입니다) 이라고 설명한 것은, 문제에서 요구하는 '차단기의 정격용량'을 선정하기 위해 '단락용량'을 계산하는 과정을 설명한 것으로 이해됩니다.

개념적으로 두 용어는 다르지만, 문제 풀이 절차상 단락용량 계산이 선행되어야 합니다.

3. 정격차단전류 vs 단락전류

두 전류 또한 명확히 다른 개념입니다.

단락전류 (Short-circuit Current, Is): 계통의 특정 지점에서 사고 시 실제로 흐르는 전류 값입니다. 계통 임피던스에 따라 계산됩니다.

정격차단전류 (Rated Breaking Current): 차단기가 차단할 수 있는 최대 전류의 한계치로, 차단기 명판에 표기된 정격 값입니다.

선정 원칙은 "차단기의 정격차단전류 ≥ 계통의 단락전류"입니다.

결론적으로, '정격차단전류'와 '단락전류'는 다른 개념입니다. 하지만 차단용량을 계산할 때, 우리는 계통에 흐를 '단락전류'를 차단해야 하므로, 계산된 단락전류 값을 기준으로 그 이상의 '정격차단전류'를 가진 차단기를 선정하는 것입니다.

최종 정리 및 답안 작성 요령

*당부 : 다른곳에서 수업듣고 난후 이곳에서 배울때는 잘못 배운 것을 교정 받는다는 생각으로 공부하는 것이 좋습니다. 부정확한 내용을 올바른 내용으로 생각하면 이해가 되지 않는 것이 당연합니다. 용어의 명확한 구분과 식을 적용하는 명확한 근거를 가지고 답을 해야 합니다.

용어 구분: 단락용량은 계통의 능력, 차단용량은 차단기의 성능입니다.

계산 순서: 문제에서 '알맞은 차단기 용량'을 물으면, 먼저 계통의 단락용량(Ps) 또는 **단락전류(Is)**를 계산합니다.

답안 선정: 계산된 단락용량(또는 단락전류)보다 크면서 가장 가까운 표준 정격 값을 표에서 찾아 답으로 선정합니다.

공식 표기: 서술형 답안 작성 시, "계통의 단락용량(Ps)을 계산하여 이보다 큰 차단기 정격용량을 선정한다." 와 같이 명확하게 기술하는 것이 가장 좋습니다. Ps = √3 × V × Is 식은 단락용량을 구하는 식이며, 차단기 자체의 용량을 구하는 식이 아님을 인지하시기 바랍니다.

Ps = √3 × V(공칭전압) × Is (단락전류)

이 식은 차단기에 적용되는 식이 아님을 인지하셔야 합니다.

Ps = √3 × V(정격전압) × Is (정격차단전류)를 적용하는 것이 차단기에 적용하는 식입니다.