과전류 테스트

선박 발전기의 과전류 시험은 과전류 고장이 발생했을 때 발전기가 적시에 전류를 차단하여 장비 손상 및 사고를 방지하기 위한 것입니다. 이 시험 과정에는 과전류 보호 장치의 검증이 포함되며, 이를 통해 작동 시간, 작동 전류 및 복구 기능이 설계 요구 사항을 충족하는지 확인합니다. 과전류 시험은 발전기의 안전한 운전을 보장할 뿐만 아니라 선박 전력 시스템의 안정성도 확보해 줍니다.

1. 과전류 테스트 개요

과전류 시험의 목적은 실제 운전 중 발생할 수 있는 과전류 상황을 시뮬레이션하여, 고장 발생 시 발전기 및 보호 장치의 대응 능력을 점검하는 데 있습니다. 과전류 시험은 주로 다음과 같은 측면을 포함합니다:

(1) 과전류 보호 장치의 작동 값과 작동 시간을 검증하였다.
(2) 과전류 보호 장치의 복구 기능을 점검하여, 과전류 발생 후 정상 상태로 복구될 수 있는지 확인한다.
(3) 과전류 보호 장치가 오작동하지 않도록 하여, 정상 작동 상태에서의 전류 변동에 대해 오판이 발생하지 않도록 한다.

2. 과전류 시험 원리

과전류 시험을 수행하기 위해서는 과전류 상황을 시뮬레이션하고 보호 장치의 성능을 점검할 수 있는 일련의 시험 장비가 필요합니다. 주요 시험 장비로는 다음이 있습니다:

(1) 전류 발생기:다양한 과전류 상황을 시뮬레이션하는 데 사용됩니다.
(2) 스위치 테스터:과전류 보호 장치의 작동 여부를 확인하기 위한 것으로, 특히 보호 장치가 작동 신호를 보낸 시점부터 실제로 작동하기까지 걸린 시간을 기록하는 데 중점을 둡니다.
(3) 전류 계기:전류의 크기를 측정하고, 전류를 실시간으로 모니터링하며, 데이터를 기록하는 데 사용됩니다.
(4) 과전류 보호 장치:발전기를 과전류로 인한 손상으로부터 보호하기 위한 장치로, 릴레이나 회로 차단기 등이 있습니다.

그림 6-1 과전류 시험 장치의 원리 개략도

그림 6-1 과전류 시험 장치의 원리 개략도 (시험 시, 변류기의 실제 전류 대신 모의 전류를 사용하여 장치에 입력함)

실무에서 과전류 보호 장치를 시험할 때는 보호 장치를 전원 및 부하로부터 분리해야 합니다. 선박용 프레임형 공기 차단기를 예로 들면, 이 장치에는 연결 위치(작동 위치), 시험 위치, 차단 위치라는 세 가지 주요 작동 위치가 있습니다.

(1) 연결 위치 (작업 위치)

연결 위치는 차단기가 정상 작동 상태에 있을 때의 위치를 의미합니다. 이 위치에서 차단기의 주 접점은 완전히 닫혀 있으며, 전류가 차단기를 통해 부하 회로로 유입되어 전기 장비가 정상적으로 작동할 수 있도록 보장합니다.

연결 상태에서 차단기는 전력 시스템의 주회로와 완전히 접촉하여 전류가 흐르도록 하고, 전기 장비에 전력을 공급합니다. 회로 차단기는 연결 위치에서 회로의 작동 상태를 지속적으로 모니터링하며, 과부하나 단락 등의 고장이 발생하면 자동으로 회로를 차단하여 전기 장비가 손상되는 것을 방지합니다. 이는 전력 시스템의 일반적인 작동 상태이며, 모든 부하 장비는 이 상태에서 지속적으로 작동하여 시스템이 안정적으로 운영될 수 있도록 보장합니다.

(2) 시험 위치

시험 위치는 차단기가 기능 테스트나 고장 시뮬레이션을 수행할 때의 위치를 의미합니다. 이 위치에서 차단기의 주회로 접점은 개방되어 있지만, 제어 회로는 여전히 연결된 상태입니다. 이 상태에서는 차단기가 부하 장치에 전원을 공급할 수 없지만, 다양한 검사 및 기능 검증을 수행할 수 있습니다.

시험 위치에서 회로 차단기는 외부 시험 장비(예: 주회로 차단기 교정기, 시뮬레이터 등)를 통해 시험을 실시하여, 예정된 파라미터에 따라 작동하는지 확인할 수 있습니다. 과부하, 단락 등 전기 시스템의 고장을 시뮬레이션하여, 이러한 상황에서 회로 차단기가 적시에 전류를 차단하고 고장의 확산을 방지할 수 있는지 확인합니다. 시험 장소에서의 테스트를 통해 지연 보호, 순간 보호, 과부하 보호 등을 포함하여 회로 차단기의 보호 특성이 올바르게 반응하는지 검증할 수 있습니다.

(3) 분리 위치

차단 위치는 차단기의 주회로 접점이 완전히 차단되어 회로가 전원과 분리된 위치를 말합니다. 이 위치에서는 전류가 차단기를 통해 전기 설비로 유입될 수 없으며, 전체 회로가 완전히 차단됩니다.

차단 위치는 전력 공급을 완전히 차단하고, 전기 설비를 전원과 완전히 격리하여, 수리, 유지보수 또는 고장 처리 과정에서 설비에 전류가 흐르지 않도록 하여 작업자의 안전을 보장하기 위해 사용됩니다. 심각한 고장이나 기타 긴급 상황이 발생하면 차단기를 신속하게 차단 위치로 전환하여 전원을 차단함으로써 고장의 확산을 방지할 수 있습니다. 전기 설비를 점검하거나 교체해야 할 때는 차단기를 차단 위치로 전환하여 설비와 전원을 완전히 분리함으로써 감전 위험을 방지합니다.