Study of the Application of PTC elements for Low Voltage Circuit Breakers

PTC 소자의 저압차단기 적용에 관한 연구

일반적으로 저압계통의 고장전류를 차단하기 위해서, 기중차단기(LVPCB, ACB), 배선용차단기 등을 사용하고 있는데, 저압차단기는 저압계통의 고장전류를 차단할 수 있으나, 고장전류를 효과적으로 제한하지 못하며, 차단기 내부의 아킹시간이 상대적으로 길므로, 저압차단기는 물론 주변 전력기기에 전기적/열적/기계적 스트레스를 주게 된다. 또한 지속적인 부하의 증가로 인해 저압계통의 단락전류는 점점 증가하는 추세에 있으므로 저압계통은 물론 고압계통에서도 고장전류를 보다 빠르고 효과적으로 제한 및 차단을 할 수 있는 한류형 차단기가 제안되고 있다. 본 연구에서는 정온도계수(PTC, Positive Temperature Coefficient) 특성을 가지는 소자를 이용하여 저압계통에 적용가능한 한류소자를 개발하였으며, 기존 차단기에 직렬 혹은 병렬로 연결하여 저압계통의 고장전류를 매우 빠르고 효과적으로 제한 및 차단할 수 있으며, 아울러 저압계통의 차단보호 협조를 효과적으로 구현할 수 있는 한류형 차단기를 제안하였다. 한류소자를 전력기기에 적용하는 방법은 크게 기존 차단기와 직렬로 연결되는 방식과 기존 차단기를 수정하여 차단기 내부의 접점과 비직렬 연결되는 방식으로 구분 할 수 있는데, 본 논문에서는 직렬방식/비직렬방식으로 기존 차단기에 한류소자를 적용항에 있어서 대응가능한 대전류 PTC소자를 개발하였으며, 또한 각 방안에 대한 시제품을 제작하여 제한 성능을 검증하였다.