과부하 차단과 누전 차단은 뭐가 다르고, 작동 원리는 무엇일까요?

가정에 설치되어 있는 차단기나, 고용량 멀티탭을 보면

'과부하 차단', '누전 차단'이라고 표시되어 있는 것을 보신 적이 있을 것입니다.


과부하 차단누전 차단은 기능적으로 차이가 있고 작동 원리 또한 다른데,

어떤 점이 다르고 어떤 원리로 작동하는 것일까요?

가정에 설치되어 있는 차단기나, 고용량 멀티탭을 보면

'과부하 차단', '누전 차단'이라고 표시되어 있는 것을 보신 적이 있을 것입니다.


과부하 차단과 누전 차단은 기능적으로 차이가 있고

작동 원리도 다른데, 어떤 점이 다르고 어떤 원리로 작동하는 것일까요?




우선, 과부하 차단이 가능한 차단기의 정식 명칭은 배선용 차단기(MCCB)입니다.

누전까지 차단 가능한 차단기의 명칭은 동일하게 누전 차단기(ELB)입니다.


배선과 누전 차단기의 설치 목적은 조금 다른데요,

배선 차단기의 목적은 회로 보호이며,

누전 차단기의 목적은 인체 보호라고 할 수 있습니다.



배선 차단기와 누전 차단기의 작동 원리 중 먼저

과부하와 과전류를 차단하는 배선 차단기부터 알아보겠습니다.


배선 차단기는 합선과 과부하를 차단하는 차단기로,

정격을 훨씬 넘는 과전류가 흐르면 자동으로 회로를 차단하는 역할을 합니다.


배선 차단은 크게 열동식과 전자식으로 나눌 수 있지만,

가장 보편적인 열동식에 대해 알아보겠습니다.


출처 : 네이버 지식백과

열동식은 바이메탈 성질을 이용하여 차단기를 작동시키는데

열팽창률이 다른 두 종류의 얇고 좁은 금속의 면을 포개어 접속시킨 뒤 금속에 열이 가해지면

두 금속의 열 특성에 따라 한쪽의 금속이 휘어지는 특성이 있습니다.

※ 바이메탈이라는 명칭은 두(bi) 개의 금속(metal)으로 되어 있는대서 유래했습니다.


출처 : 네이버 지식백과

출처 : 네이버 지식백과

바이메탈은 온도 변화를 역학적 길이, 위치 변화로 변환해주는 장치이며,

두 금속의 반응이 다름을 이용합니다.


즉, 과부하가 과전류로 인해 열이 가해지면 바이메탈이 구부러지면서

접점이 분리되어 전원을 차단시키고 차단기가 내려가는 것입니다.


누전 차단기는 누전과 합선, 과부하를 차단하는 차단기로

전기 화재나 감전 사고를 예방하는 목적을 가지고 있습니다.


누전 차단기 내부의 영상변류기(ZCT - Zero Current Transformer)는

아주 작은 전류를 측정하며, 링 형태로 코일이 감긴 변류기입니다.

이 영상변류기 안쪽으로 전선을 통과시키면 들어오는 전류과 나가는 전류를 검출할 수 있습니다.


누전 차단기 동작의 원리는 '전하보존법칙'을 근거로 하는 '키르히호프 법칙'으로 알 수 있습니다.

키르히호프 전류 법칙의 제1법칙대로 들어오는 전류의 크기와 나가는 전류의 크기는 같아야 합니다.


하지만 누전이 발생하게 되면, 영상변류기 안에 들어오는 전류와

나가는 전류의 크기에 차이가 생기면서 기전력이 발생합니다.


누전 차단기 내부에 있는 누설 전류 검출 전용 IC에서는 누설 전류의 크기를 확인하는데,

그 크기가 허용치 이상일 경우 트립 코일에 전류가 흐르면서 자력이 발생됩니다.


트립 코일에서 발생한 자력은 누전 차단기를 작동시킵니다.

즉, 임의의 한 지점에서 흘러 들어오는 전류의 크기와 흘러 나가는 전류의 크기를 비교한 뒤,

그 크기가 달라졌다면, 누전이라고 판단하고 차단기가 작동하는 것입니다.


도망가는 전기 잡는 '누전 차단기' 작동 원리!




오늘은 배선 차단과 누전 차단의 차이와 작동 원리를 알아보았습니다.

안전을 최우선으로 하는 파워존과 함께

실생활에 필요한 전기 지식부터 생활 상식까지 쉽고 재미있게 알아보세요.





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