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  • 업데이트됨: 2025년 11월 19일

ACB 대 VCB: 완벽한 비교 가이드 (IEC 표준 2024)

ACB 대 VCB: 전체 비교 가이드

귀하의 15kV 스위치기어 프로젝트를 위해 두 개의 회로 차단기 데이터시트를 보고 있습니다. 둘 다 최대 690V의 전압 정격을 보여줍니다. 둘 다 인상적인 차단 용량을 나열합니다. 서류상으로는 서로 바꿔 사용할 수 있는 것처럼 보입니다.

그렇지 않습니다.

잘못 선택하여 필요한 곳에 진공 회로 차단기(VCB) 대신 공기 회로 차단기(ACB)를 설치하거나 그 반대로 설치하면 IEC 표준을 위반하는 것뿐만 아니라 아크 플래시 위험, 유지 보수 예산 및 장비 수명을 가지고 도박하는 것입니다. 진정한 차이점은 마케팅 브로셔에 있는 것이 아닙니다. 각 차단기가 전기 아크를 소멸시키는 물리학에 있으며, 그 물리학은 어려운 전압 상한 을 부과하며, 어떤 데이터시트 면책 조항도 이를 무시할 수 없습니다.

ACB와 VCB를 실제로 구분하는 요소와 시스템에 적합한 것을 선택하는 방법은 다음과 같습니다.

빠른 답변: ACB 대 VCB 한눈에 보기

핵심 차이점: 공기 회로 차단기(ACB) 대기압 공기 중에서 전기 아크를 소멸시키고 최대 1,000V AC의 저전압 시스템용으로 설계되었습니다. (IEC 60947-2:2024에 따름). 진공 회로 차단기(VCB)는 밀폐된 진공 환경에서 아크를 소멸시키고 11kV ~ 33kV의 중전압 시스템에서 작동합니다. (IEC 62271-100:2021에 따름). 이 전압 분할은 제품 세분화 선택이 아니라 아크 차단의 물리학에 의해 결정됩니다.

중요한 사양에 따라 비교하는 방법은 다음과 같습니다.

사양 공기 회로 차단기(ACB) 진공 회로 차단기(VCB)
전압 범위 저전압: 400V ~ 1,000V AC 중전압: 11kV ~ 33kV(일부 1kV-38kV)
현재 범위 고전류: 800A ~ 10,000A 중간 전류: 600A ~ 4,000A
단 용량 690V에서 최대 100kA MV에서 25kA ~ 50kA
아크 소멸 매체 대기압의 공기 진공(10^-2 ~ 10^-6 torr)
작동 메커니즘 아크 슈트는 아크를 길게 하고 냉각합니다. 밀폐된 진공 인터럽터는 첫 번째 전류 제로에서 아크를 소멸시킵니다.
유지보수 빈도 6개월마다(연 2회) 3~5년마다
접점 수명 3~5년(공기 노출로 인한 침식) 20~30년(밀폐된 환경)
일반적인 애플리케이션 LV 배전, MCC, PCC, 상업/산업 패널 MV 스위치기어, 유틸리티 변전소, HV 모터 보호
IEC 표준 IEC 60947-2:2024(≤1000V AC) IEC 62271-100:2021+A1:2024(>1000V)
초기 비용 낮음(일반적으로 $8K-$15K) 높음(일반적으로 $20K-$30K)
15년 총 비용 ~$48K(유지 보수 포함) ~$24K(최소 유지 보수)

1,000V에서 깨끗한 경계선을 확인하십시오. 그것은 표준 분할입니다. 1kV 이상에서는 공기가 아크를 충분히 빠르게 소멸시킬 수 없기 때문에 존재합니다. 물리학이 경계를 설정하고 IEC는 이를 성문화했습니다.

15kV 스위치기어 프로젝트에 대한 두 개의 회로 차단기 데이터시트를 보고 있습니다. 둘 다 최대 690V의 전압 등급을 보여줍니다. 둘 다 인상적인 차단 용량을 나열합니다. 서류상으로는 상호 교환이 가능해 보입니다. 그렇지 않습니다. 잘못 선택하면(진공 회로 차단기(VCB)가 필요한 곳에 공기 회로 차단기(ACB)를 설치하거나 그 반대의 경우) IEC 표준을 위반하는 것뿐만 아니라 아크 플래시 위험, 유지 보수 예산 및 장비 수명을 가지고 도박을 하는 것입니다. 실제 차이점은 마케팅 브로셔에 있는 것이 아닙니다. 각 차단기가 전기 아크를 소멸시키는 방식의 물리학에 있으며, 그 물리학은 데이터시트 면책 조항으로도 무시할 수 없는 엄격한 전압 상한을 부과합니다. 다음은 실제로 ACB와 VCB를 구분하는 요소와 시스템에 적합한 차단기를 선택하는 방법입니다. 빠른 답변: ACB 대 VCB 한눈에 보기 핵심 차이점: 공기 회로 차단기(ACB)는 대기압 공기에서 전기 아크를 소멸시키고 최대 1,000V AC의 저전압 시스템용으로 설계되었습니다(IEC 60947-2:2024에 의해 관리됨). 진공 회로 차단기(VCB)는 밀폐된 진공 환경에서 아크를 소멸시키고 11kV~33kV의 중전압 시스템에서 작동합니다(IEC 62271-100:2021에 의해 관리됨). 이 전압 분할은 제품 세분화 선택이 아니라 아크 차단의 물리학에 의해 결정됩니다. 다음은 중요한 사양에 따른 비교입니다. 사양 공기 회로 차단기(ACB) 진공 회로 차단기(VCB) 전압 범위 저전압: 400V~1,000V AC 중전압: 11kV~33kV(일부 1kV~38kV) 전류 범위 고전류: 800A~10,000A 중간 전류: 600A~4,000A 차단 용량 최대 100kA(690V) 25kA~50kA(MV) 아크 소멸 매체 대기압 공기 진공(10^-2~10^-6 torr) 작동 메커니즘 아크 슈트가 아크를 늘리고 냉각합니다. 밀폐된 진공 인터럽터가 첫 번째 전류 제로에서 아크를 소멸시킵니다. 유지 보수 빈도 6개월마다(연 2회) 3~5년마다 접점 수명 3~5년(공기 노출로 인한 침식) 20~30년(밀폐된 환경) 일반적인 애플리케이션 LV 배전, MCC, PCC, 상업/산업 패널 MV 스위치기어, 유틸리티 변전소, HV 모터 보호 IEC 표준 IEC 60947-2:2024(≤1000V AC) IEC 62271-100:2021+A1:2024(>1000V) 초기 비용 저렴(일반적으로 8K~15K달러) 높음(일반적으로 20K~30K달러) 15년 총 비용 ~48K달러(유지 보수 포함) ~24K달러(최소 유지 보수) 1,000V에서 깔끔한 경계선을 확인하십시오. 이것이 표준 분할이며, 1kV 이상에서는 공기가 아크를 충분히 빠르게 소멸시킬 수 없기 때문에 존재합니다. 물리학이 경계를 설정하고 IEC가 이를 성문화했습니다. 그림 1: ACB 및 VCB 기술의 구조적 비교. ACB(왼쪽)는 개방된 공기에서 아크 슈트를 사용하는 반면 VCB(오른쪽)는 아크 소멸을 위해 밀폐된 진공 인터럽터를 사용합니다. 아크 소멸: 공기 대 진공(물리학이 전압 상한을 설정하는 이유) 부하 상태에서 전류를 전달하는 접점을 분리하면 아크가 형성됩니다. 항상. 그 아크는 플라즈마 기둥입니다. 이온화된 가스는 태양 표면보다 뜨거운 20,000°C에 도달하는 온도에서 수천 암페어를 전도합니다. 회로 차단기의 임무는 접점을 함께 용접하거나 아크 플래시 이벤트를 트리거하기 전에 해당 아크를 소멸시키는 것입니다. 이를 수행하는 방법은 전적으로 접점을 둘러싼 매체에 따라 다릅니다. ACB가 공기와 아크 슈트를 사용하는 방법 공기 회로 차단기는 대기압 공기에서 아크를 차단합니다. 차단기의 접점은 접점이 분리될 때 아크를 가로채도록 배치된 금속판 배열인 아크 슈트에 들어 있습니다. 다음은 순서입니다. 아크 형성: 접점이 분리되고 아크가 공기 중에서 발생합니다. 아크 연장: 자기력이 아크를 아크 슈트로 구동합니다. 아크 분할: 슈트의 금속판이 아크를 여러 개의 더 짧은 아크로 분할합니다. 아크 냉각: 표면적 증가와 공기 노출이 플라즈마를 냉각합니다. 아크 소멸: 아크가 냉각되고 길어짐에 따라 저항이 증가하여 아크가 다음 전류 제로에서 더 이상 유지될 수 없습니다. 이것은 약 1,000V까지 안정적으로 작동합니다. 그 전압 이상에서는 아크의 에너지가 너무 큽니다. 공기의 유전 강도(파괴되기 전에 견딜 수 있는 전압 기울기)는 대기압에서 약 3 kV/mm입니다. 시스템 전압이 수 킬로볼트 범위로 올라가면 아크가 넓어지는 접점 간격에서 다시 발생합니다. 차단기를 소형차 크기로 만들지 않고는 아크 슈트를 충분히 길게 만들 수 없습니다. 이것이 전압 상한입니다. VCB가 진공 물리학을 사용하는 방법 진공 회로 차단기는 완전히 다른 접근 방식을 취합니다. 접점은 10^-2~10^-6 torr 사이의 압력으로 비워진 챔버인 밀폐된 진공 인터럽터에 들어 있습니다(대기압의 약 100만분의 1). 부하 상태에서 접점이 분리되면: 아크 형성: 아크가 진공 간격에서 발생합니다. 제한된 이온화: 거의 가스 분자가 존재하지 않으므로 아크에 유지 매체가 부족합니다. 빠른 탈이온화: 첫 번째 자연 전류 제로(AC의 모든 반주기)에서 아크를 다시 발생시키기에 충분한 전하 캐리어가 없습니다. 즉시 소멸: 아크가 한 주기 내에 소멸됩니다(60Hz 시스템에서 8.3밀리초). 진공은 두 가지 큰 이점을 제공합니다. 첫째, 유전 강도: 단 10mm의 진공 간격은 최대 40kV의 전압을 견딜 수 있습니다. 이는 동일한 간격 거리에서 공기보다 10~100배 더 강합니다. 둘째, 접점 보존: 산소가 없으면 접점이 공기에 노출된 ACB 접점과 동일한 속도로 산화되거나 침식되지 않습니다. 이것이 수명 밀봉 장점입니다. 적절하게 유지 관리된 차단기의 VCB 접점은 20~30년 동안 지속될 수 있습니다. 대기 산소와 아크 플라즈마에 노출된 ACB 접점은 어떻습니까? 3~5년마다 교체해야 하며, 먼지가 많거나 습한 환경에서는 더 빨리 교체해야 합니다. 그림 2: 아크 소멸 메커니즘. ACB는 공기 중에서 아크를 늘리고 분할하고 냉각하기 위해 여러 단계가 필요한 반면 VCB는 진공의 우수한 유전 강도로 인해 첫 번째 전류 제로에서 아크를 즉시 소멸시킵니다(오른쪽). 전문가 팁 1: 전압 상한은 협상할 수 없습니다. ACB는 대기압에서 공기 중에서 1kV 이상의 아크를 안정적으로 차단할 수 없습니다. 시스템 전압이 1,000V AC를 초과하는 경우 VCB가 필요합니다. "더 나은" 옵션이 아니라 물리학 및 IEC 표준을 준수하는 유일한 옵션입니다. 전압 및 전류 등급: 숫자가 실제로 의미하는 것 전압은 데이터시트의 사양 라인일 뿐이 아닙니다. 고려할 수 있는 차단기 유형을 결정하는 기본 선택 기준입니다. 전류 등급이 중요하지만 두 번째입니다. 다음은 숫자가 실제로 의미하는 것입니다. ACB 등급: 고전류, 저전압 전압 상한: ACB는 400V에서 최대 1,000V AC까지 안정적으로 작동합니다(일부 특수 설계는 1,500V DC로 평가됨). 일반적인 스위트 스폿은 3상 산업 시스템의 경우 400V 또는 690V입니다. 1kV AC 이상에서는 공기의 유전 특성으로 인해 안정적인 아크 차단이 비실용적입니다. 앞에서 논의한 전압 상한은 설계 제한이 아니라 물리적 경계입니다. 전류 용량: ACB가 지배하는 것은 전류 처리입니다. 등급은 소형 배전 패널의 경우 800A에서 주 서비스 입구 애플리케이션의 경우 최대 10,000A까지 다양합니다. 저전압에서 높은 전류 용량은 저전압 배전에 필요한 것입니다. 모터 제어 센터(MCC), 전력 제어 센터(PCC) 및 상업 및 산업 시설의 주 배전반을 생각하십시오. 차단 용량: 단락 차단 등급은 690V에서 최대 100kA에 도달합니다. 인상적으로 들리지만 저전압 애플리케이션에서는 그렇습니다. 그러나 전력 계산으로 관점을 바꿔 보겠습니다. 차단 용량: 690V에서 100kA(선간) 피상 전력: √3 × 690V × 100kA ≈ 119 MVA 이것은 ACB가 안전하게 차단할 수 있는 최대 고장 전력입니다. 1.5 MVA 변압기와 일반적인 X/R 비율을 가진 400V/690V 산업 플랜트의 경우 65kA 차단기로 충분한 경우가 많습니다. 100kA 장치는 유틸리티 규모의 저전압 배전 또는 여러 개의 대형 변압기가 병렬로 연결된 시설용으로 예약되어 있습니다. 일반적인 애플리케이션: 저전압 주 배전반(LVMDP) 펌프, 팬, 압축기용 모터 제어 센터(MCC) 산업 기계용 전력 제어 센터(PCC) 발전기 보호 및 동기화 패널 상업용 건물 전기실(1kV 미만) VCB 등급: 중전압, 중간 전류 전압 범위: VCB는 일반적으로 11kV에서 33kV까지의 중전압 시스템용으로 설계되었습니다. 일부 설계는 범위를 1kV까지 또는 38kV까지 확장합니다(IEC 62271-100의 2024년 수정안은 15.5kV, 27kV 및 40.5kV에서 표준화된 등급을 추가했습니다). 밀폐된 진공 인터럽터의 우수한 유전 강도는 이러한 전압 레벨을 컴팩트한 설치 공간 내에서 관리할 수 있게 합니다. 전류 용량: VCB는 ACB에 비해 중간 전류를 처리하며 일반적인 등급은 600A에서 4,000A입니다. 이것은 중전압 애플리케이션에 완벽하게 적합합니다. 11kV에서 2,000A 차단기는 38 MVA의 연속 부하를 전달할 수 있습니다. 이는 수십 개의 대형 산업용 모터 또는 전체 중형 산업 시설의 전력 수요에 해당합니다. 차단 용량: VCB는 해당 전압 레벨에서 25kA에서 50kA로 평가됩니다. 33kV에서 50kA VCB에 대해 동일한 전력 계산을 실행해 보겠습니다. 차단 용량: 33kV에서 50kA(선간) 피상 전력: √3 × 33kV × 50kA ≈ 2,850 MVA 이는 690V에서 100kA ACB보다 24배 더 많은 차단 전력입니다. 갑자기 "낮은" 50kA 차단 용량이 그렇게 겸손해 보이지 않습니다. VCB는 ACB의 아크 슈트를 증발시킬 전력 레벨에서 고장 전류를 차단하고 있습니다. 그림 3: 전압 상한 시각화. ACB는 최대 1,000V까지 안정적으로 작동하지만 이 임계값(빨간색 영역) 이상에서는 아크를 안전하게 차단할 수 없는 반면 VCB는 11kV에서 38kV까지의 중전압 범위를 지배합니다(녹색 영역). 일반적인 애플리케이션: 유틸리티 배전 변전소(11kV, 22kV, 33kV) 산업 중전압 스위치기어(링 주 장치, 스위치보드) 고전압 유도 모터 보호(>1,000 HP) 변압기 1차 보호 발전 시설(발전기 회로 차단기) 재생 에너지 시스템(풍력 발전 단지, 태양광 인버터 스테이션) 전문가 팁 2: 킬로암페어만으로 차단 용량을 비교하지 마십시오. MVA 차단 전력(√3 × 전압 × 전류)을 계산하십시오. 33kV에서 50kA VCB는 690V에서 100kA ACB보다 훨씬 더 많은 전력을 차단합니다. 차단기 기능을 평가할 때는 전류보다 전압이 더 중요합니다. 표준 분할: IEC 60947-2(ACB) 대 IEC 62271-100(VCB) 국제전기기술위원회(IEC)는 표준을 무심하게 나누지 않습니다. IEC 60947-2가 최대 1,000V의 차단기를 관리하고 IEC 62271-100이 1,000V 이상을 인계받으면 해당 경계는 우리가 논의해 온 물리적 현실을 반영합니다. 이것이 표준 분할이며 설계 나침반입니다. 공기 회로 차단기용 IEC 60947-2:2024 범위: 이 표준은 정격 전압이 1,000V AC 또는 1,500V DC를 초과하지 않는 회로 차단기에 적용됩니다. ACB, 몰드 케이스 회로 차단기(MCCB) 및 소형 회로 차단기(MCB)를 포함한 저전압 회로 보호에 대한 권위 있는 참조 자료입니다. 6판은 2024년 9월에 발행되어 2016년 판을 대체했습니다. 주요 업데이트는 다음과 같습니다. 절연 적합성: 회로 차단기를 절연 스위치로 사용하는 것에 대한 명확한 요구 사항 분류 제거: IEC는 차단 매체(공기, 오일, SF6 등)별로 차단기 분류를 제거했습니다. 왜? 전압이 이미 매체를 알려주기 때문입니다. 690V에 있는 경우 공기 또는 밀폐된 몰드 케이스를 사용하고 있습니다. 이전 분류 시스템은 중복되었습니다. 외부 장치 조정: 외부 장치를 통해 과전류 설정을 조정하기 위한 새로운 조항 향상된 테스트: 트립된 위치에서 접지 고장 릴리스 및 유전 특성에 대한 테스트 추가 EMC 개선 사항: 업데이트된 전자기 호환성(EMC) 테스트 절차 및 전력 손실 측정 방법 2024년 개정판은 표준을 더 깔끔하게 만들고 최신 디지털 트립 장치 및 스마트 차단기 기술과 더 잘 맞추지만 핵심 전압 경계(≤1,000V AC)는 변경되지 않습니다. 그 이상에서는 IEC 60947-2의 관할권에서 벗어납니다. 진공 회로 차단기용 IEC 62271-100:2021(수정안 1: 2024) 범위: 이 표준은 1,000V 이상의 전압을 가진 3상 시스템용으로 설계된 교류 회로 차단기를 관리합니다. 특히 중전압 및 고전압 실내 및 실외 스위치기어용으로 맞춤 제작되었으며, 여기서 VCB는 지배적인 기술입니다(최고 전압 등급의 경우 SF6 차단기와 함께). 3판은 2021년에 발행되었으며 수정안 1은 2024년 8월에 발표되었습니다. 최근 업데이트는 다음과 같습니다. 업데이트된 TRV(과도 회복 전압) 값: 실제 시스템 동작과 최신 변압기 설계를 반영하기 위해 여러 테이블에서 TRV 매개변수를 재계산했습니다. 새로운 정격 전압: 지역 시스템 전압(특히 아시아 및 중동)을 포괄하기 위해 15.5kV, 27kV 및 40.5kV에서 표준화된 등급이 추가되었습니다. 수정된 단자 고장 정의: 테스트 목적으로 단자 고장을 구성하는 요소에 대한 명확한 설명 유전체 테스트 기준: 유전체 테스트에 대한 기준 추가; 부분 방전 테스트는 일반적인 VCB가 아닌 GIS(가스 절연 스위치기어) 및 데드 탱크 차단기에만 적용된다고 명시적으로 명시했습니다. 환경 고려 사항: 고도, 오염 및 온도 저감 계수에 대한 지침 강화 2024년 수정안은 표준을 글로벌 그리드 인프라 변경 사항과 최신 상태로 유지하지만 기본 원칙은 유지됩니다. 1,000V 이상에서는 중전압 차단기가 필요하고 1kV-38kV 범위에서는 거의 항상 VCB를 의미합니다. 이러한 표준이 겹치지 않는 이유 1,000V 경계는 임의적이지 않습니다. 대기압 공기가 '적절한 아크 소멸 매체"에서 "책임"으로 전환되는 지점입니다. IEC는 더 많은 책을 판매하기 위해 두 개의 표준을 만든 것이 아닙니다. 그들은 엔지니어링 현실을 공식화했습니다. 1kV 미만: 공기 기반 또는 몰드 케이스 설계가 작동합니다. 아크 슈트가 효과적입니다. 차단기는 컴팩트하고 경제적입니다. 1kV 이상: 공기는 비실용적으로 큰 아크 슈트가 필요합니다. 진공(또는 더 높은 전압의 경우 SF6)은 합리적인 설치 공간에서 안전하고 안정적인 아크 차단에 필요합니다. 차단기를 지정할 때 첫 번째 질문은 "ACB 또는 VCB?"가 아닙니다. "시스템 전압은 얼마입니까?"입니다. 해당 답변은 올바른 표준을 가리키고, 올바른 표준은 올바른 차단기 유형을 가리킵니다. 전문가 팁 3: 회로 차단기 데이터시트를 검토할 때 준수하는 IEC 표준을 확인하십시오. IEC 60947-2를 나열하면 저전압 차단기(≤1kV)입니다. IEC 62271-100을 나열하면 중/고전압 차단기(>1kV)입니다. 표준 준수는 전압 등급을 즉시 알려줍니다. 애플리케이션: 시스템에 맞는 차단기 유형 ACB와 VCB 중에서 선택하는 것은 선호도에 관한 것이 아닙니다. 차단기의 물리적 기능을 시스템의 전기적 특성 및 작동 요구 사항과 일치시키는 것입니다. 다음은 차단기 유형을 애플리케이션에 매핑하는 방법입니다. ACB를 사용해야 하는 경우 공기 회로 차단기는 컴팩트한 크기 또는 긴 유지 보수 간격보다 높은 전류 용량이 더 중요한 저전압 배전 시스템에 적합한 선택입니다. 이상적인 애플리케이션: 400V 또는 690V 3상 배전: 대부분의 산업 및 상업 전기 시스템의 중추 모터 제어 센터(MCC): 펌프, 팬, 압축기, 컨베이어 및 기타 저전압 모터 보호 전력 제어 센터(PCC): 산업 기계 및 공정 장비용 주 배전 저전압 주 배전반(LVMDP): 건물 및 시설용 서비스 입구 및 주 차단기 발전기 보호: 저전압 백업 발전기(일반적으로 480V 또는 600V) 해양 및 해양: 저전압 선박 전력 배전(IEC 60092도 적용되는 경우) ACB가 재정적으로 합리적인 경우: 초기 비용 우선 순위 낮음: 자본 예산이 제한되어 있고 사내 유지 보수 기능이 있는 경우 높은 전류 요구 사항: ACB 폼 팩터에서 더 경제적인 6,000A+ 등급이 필요한 경우 기존 LV 스위치기어에 개조: ACB용으로 설계된 패널에서 동일한 것으로 교체할 때 기억해야 할 제한 사항: 유지 보수 부담: 6개월마다 검사하고 3~5년마다 접점을 교체해야 합니다. 설치 공간: ACB는 아크 슈트 어셈블리 때문에 동급 VCB보다 크고 무겁습니다. 소음: 공기 중 아크 차단은 밀폐된 진공보다 시끄럽습니다. 제한된 서비스 수명: 주요 점검 전에 일반적으로 10,000~15,000회 작동 VCB를 사용해야 하는 경우 진공 회로 차단기는 신뢰성, 낮은 유지 보수, 컴팩트한 크기 및 긴 서비스 수명이 더 높은 초기 비용을 정당화하는 중전압 애플리케이션을 지배합니다. 이상적인 애플리케이션: 11kV, 22kV, 33kV 유틸리티 변전소: 1차 및 2차 배전 스위치기어 산업 MV 스위치기어: 링 주 장치(RMU), 금속 클래드 스위치보드, 패드 장착 변압기 고전압 모터 보호: 1,000 HP 이상의 유도 모터(일반적으로 3.3kV, 6.6kV 또는 11kV) 변압기 보호: 배전 및 전력 변압기용 1차측 차단기 발전 시설: 발전기 회로 차단기, 스테이션 보조 전력 재생 에너지 시스템: 풍력 발전 단지 수집기 회로, 태양광 인버터 스텝업 변압기 광업 및 중공업: 먼지, 습기 및 열악한 조건으로 인해 ACB 유지 보수가 문제가 되는 경우 VCB가 유일한 옵션인 경우: 시스템 전압 >1kV AC: 물리학 및 IEC 62271-100에는 중전압 등급 차단기가 필요합니다. 빈번한 스위칭 작업: VCB는 30,000회 이상의 기계적 작동으로 평가됩니다(일부 설계는 100,000회 이상의 작동을 초과함). 제한된 유지 보수 액세스: 반년 ACB 검사가 비실용적인 원격 변전소, 해양 플랫폼, 옥상 설치 긴 수명 주기 비용 초점: 20~30년 동안의 총 소유 비용이 초기 자본 비용보다 중요한 경우 열악한 환경에서의 장점: 밀폐된 진공 인터럽터는 먼지, 습도, 염수 분무 또는 고도에 영향을 받지 않습니다(저감 계수 제한까지). 청소하거나 교체할 아크 슈트가 없습니다. 조용한 작동(점유 건물 내의 실내 변전소에 중요) 컴팩트한 설치 공간(비싼 부동산이 있는 도시 변전소에서 중요) 의사 결정 매트릭스: ACB 또는 VCB? 시스템 특성 권장 차단기 유형 주요 이유 전압 ≤ 1,000V AC ACB IEC 60947-2 관할 구역; 공기 소멸이 적절함 전압 > 1,000V AC VCB IEC 62271-100 필요; 공기가 아크를 안정적으로 차단할 수 없음 LV에서 높은 전류(>5,000A) ACB 저전압에서 매우 높은 전류에 더 경제적임 빈번한 스위칭(>20/일) VCB ACB의 10,000회에 비해 30,000회 이상의 작동으로 평가됨 열악한 환경(먼지, 염분, 습도) VCB 밀폐된 인터럽터는 오염의 영향을 받지 않음 제한된 유지 보수 액세스 VCB ACB의 6개월 일정에 비해 3~5년 서비스 간격 20년 이상의 수명 주기 비용 초점 VCB 초기 비용이 더 높음에도 불구하고 낮은 TCO 좁은 공간 제약 VCB 컴팩트한 설계; 아크 슈트 볼륨 없음 예산 제약적인 자본 프로젝트 ACB(≤1kV인 경우) 초기 비용이 낮지만 유지 보수 예산을 고려하십시오. 그림 5: 회로 차단기 선택 흐름도. 시스템 전압은 기본 의사 결정 기준이며, 1,000V 경계를 기준으로 ACB(저전압) 또는 VCB(중전압) 애플리케이션으로 안내합니다. 전문가 팁 4: 시스템 전압이 1kV 경계에 가까운 경우 VCB를 지정하십시오. ACB를 최대 전압 등급까지 늘리려고 하지 마십시오. 전압 상한은 "정격 최대값"이 아니라 엄격한 물리적 제한입니다. 여유를 두고 설계하십시오. 유지 보수 세금: VCB가 20년 동안 비용이 적게 드는 이유 15,000달러 ACB는 25,000달러 VCB에 비해 매력적으로 보입니다. 15년 동안 숫자를 실행할 때까지. 유지 보수 세금에 오신 것을 환영합니다. 경제적 방정식을 뒤집는 숨겨진 반복 비용입니다. ACB 유지 보수: 연 2회 부담 공기 회로 차단기는 접점과 아크 슈트가 개방된 공기 환경에서 작동하기 때문에 정기적인 수동 유지 보수가 필요합니다. 다음은 제조업체와 IEC 60947-2에서 권장하는 일반적인 유지 보수 일정입니다. 6개월마다(반년 검사): 접점의 구멍, 침식 또는 변색에 대한 육안 검사 아크 슈트 청소(탄소 침전물 및 금속 증기 잔류물 제거) 접점 간격 및 와이프 측정 기계 작동 테스트(수동 및 자동) 단자 연결 토크 점검 움직이는 부품 윤활(힌지, 링키지, 베어링) 과전류 트립 장치 기능 테스트 3~5년마다(주요 서비스): 접점 교체(침식이 제조업체 제한을 초과하는 경우) 아크 슈트 손상 시 검사 및 교체 절연 저항 테스트(메거 테스트) 접점 저항 측정 완전 분해 및 청소 마모된 기계 부품 교체 비용 분석(일반적이며 지역에 따라 다름): 반년 검사: 차단기당 600~1,000달러(계약자 인건비: 3~4시간) 접점 교체: 2,500~4,000달러(부품 + 인건비) 아크 슈트 교체: 1,500~2,500달러(손상된 경우) 비상 서비스 호출(검사 사이에 차단기가 고장난 경우): 1,500~3,000달러 15년 서비스 수명의 ACB의 경우: 반년 검사: 15년 × 연간 2회 검사 × 평균 800달러 =.

그림 1: ACB 및 VCB 기술의 구조적 비교. ACB(왼쪽)는 개방된 공기 중에서 아크 슈트를 사용하는 반면 VCB(오른쪽)는 아크 소멸을 위해 밀폐된 진공 인터럽터를 사용합니다.

아크 소멸: 공기 대 진공(물리학이 전압 상한을 설정하는 이유)

부하 상태에서 전류가 흐르는 접점을 분리하면 아크가 형성됩니다. 항상. 그 아크는 플라즈마 기둥입니다. 이온화된 가스가 20,000°C에 도달하는 온도에서 수천 암페어를 전도합니다(태양 표면보다 뜨겁습니다). 회로 차단기의 역할은 접점이 함께 용접되거나 아크 플래시 이벤트가 발생하기 전에 아크를 소멸시키는 것입니다.

그 방법은 접점을 둘러싼 매체에 따라 완전히 다릅니다.

ACB가 공기와 아크 슈트를 사용하는 방법

An 공기 회로 차단기 대기압 공기 중에서 아크를 차단합니다. 차단기의 접점은 아크 슈트에 보관됩니다. 접점이 분리될 때 아크를 가로채도록 배치된 금속판 배열입니다. 다음은 순서입니다.

  1. 아크 형성: 접점이 분리되고 공기 중에서 아크가 발생합니다.
  2. 아크 연장: 자기력이 아크를 아크 슈트로 밀어 넣습니다.
  3. 아크 분할: 슈트의 금속판이 아크를 여러 개의 더 짧은 아크로 분할합니다.
  4. 아크 냉각: 표면적 증가와 공기 노출로 플라즈마가 냉각됩니다.
  5. 아크 소멸: 아크가 냉각되고 길어짐에 따라 저항이 증가하여 아크가 다음 전류 제로에서 더 이상 자체적으로 유지될 수 없습니다.

이것은 약 1,000V까지 안정적으로 작동합니다. 그 전압 이상에서는 아크의 에너지가 너무 큽니다. 공기의 유전 강도(파괴되기 전에 견딜 수 있는 전압 기울기)는 대기압에서 약 3kV/mm입니다. 시스템 전압이 수 킬로볼트 범위로 올라가면 아크가 넓어지는 접점 간격에서 다시 발생합니다. 차단기를 소형차 크기로 만들지 않고는 아크를 막을 수 있을 만큼 충분히 긴 아크 슈트를 만들 수 없습니다.

그 전압 상한.

VCB가 진공 물리학을 사용하는 방법

A 진공 회로 차단기 완전히 다른 접근 방식을 취합니다. 접점은 밀폐된 진공 인터럽터에 둘러싸여 있습니다. 챔버는 10^-2 ~ 10^-6 torr 사이의 압력으로 비워집니다(대기압의 약 100만분의 1입니다).

부하 상태에서 접점이 분리되면:

  1. 아크 형성: 진공 간격에서 아크가 발생합니다.
  2. 제한적인 이온화: 가스 분자가 거의 존재하지 않아 아크를 유지하는 매체가 부족합니다.
  3. 빠른 탈이온화: 첫 번째 자연 전류 제로(AC에서 매 반 주기)에서 아크를 다시 점화할 충전 캐리어가 충분하지 않습니다.
  4. 즉각적인 소멸: 아크는 1주기 이내에 소멸됩니다(60Hz 시스템에서 8.3밀리초).

진공은 두 가지 큰 이점을 제공합니다. 첫째, 유전 강도: 단 10mm의 진공 간격으로 최대 40kV의 전압을 견딜 수 있습니다. 이는 동일한 간격 거리에서 공기보다 10~100배 더 강력합니다. 둘째, 접점 보존: 산소가 없으므로 접점이 공기에 노출된 ACB 접점과 같은 속도로 산화되거나 부식되지 않습니다. 즉, 수명 보장 이점.

적절하게 유지 관리된 차단기의 VCB 접점은 20~30년 동안 지속될 수 있습니다. 대기 산소와 아크 플라즈마에 노출된 ACB 접점은 어떻습니까? 먼지가 많거나 습한 환경에서는 3~5년마다 교체해야 하며, 때로는 더 빨리 교체해야 합니다.

Arc quenching mechanisms

그림 2: 아크 소호 메커니즘. ACB는 공기 중에서 아크를 늘리고, 나누고, 냉각하기 위해 여러 단계를 거쳐야 하는 반면(왼쪽), VCB는 진공의 우수한 유전 강도로 인해 첫 번째 전류 제로에서 즉시 아크를 소멸시킵니다(오른쪽).

프로 끝#1: 전압 상한은 협상할 수 없습니다. ACB는 대기압에서 공기 중에서 1kV 이상의 아크를 안정적으로 차단할 수 없습니다. 시스템 전압이 1,000V AC를 초과하는 경우 “더 나은” 옵션이 아니라 물리 법칙 및 IEC 표준을 준수하는 유일한 옵션인 VCB가 필요합니다.

전압 및 전류 정격: 숫자가 실제로 의미하는 것

전압은 데이터시트의 사양 라인일 뿐이 아닙니다. 고려할 수 있는 차단기 유형을 결정하는 기본 선택 기준입니다. 전류 정격도 중요하지만 두 번째입니다.

실제로 숫자가 의미하는 바는 다음과 같습니다.

ACB 정격: 고전류, 저전압

전압 상한: ACB는 400V에서 최대 1,000V AC까지 안정적으로 작동합니다(일부 특수 설계는 1,500V DC까지 정격). 일반적인 최적 지점은 3상 산업 시스템의 경우 400V 또는 690V입니다. 1kV AC 이상에서는 공기의 유전 특성으로 인해 안정적인 아크 차단이 비현실적입니다. 즉, 전압 상한 우리가 논의한 것은 설계상의 제한이 아니라 물리적 경계입니다.

전류 용량: ACB가 지배적인 것은 전류 처리입니다. 정격은 소형 배전반의 경우 800A에서 주 서비스 입구 애플리케이션의 경우 최대 10,000A까지 다양합니다. 저전압에서 높은 전류 용량은 저전압 배전에서 정확히 필요한 것입니다. 모터 제어 센터(MCC), 전력 제어 센터(PCC) 및 상업 및 산업 시설의 주 배전반을 생각해 보십시오.

차단 용량: 단락 차단 정격은 690V에서 최대 100kA에 이릅니다. 인상적으로 들립니다. 그리고 저전압 애플리케이션에서는 그렇습니다. 하지만 전력 계산을 통해 살펴보겠습니다.

  • 차단 용량: 690V에서 100kA(선간)
  • 피상 전력: √3 × 690V × 100kA ≈ 119 MVA

이는 ACB가 안전하게 차단할 수 있는 최대 고장 전력입니다. 1.5 MVA 변압기와 일반적인 X/R 비율을 가진 400V/690V 산업 플랜트의 경우 65kA 차단기로 충분한 경우가 많습니다. 100kA 장치는 유틸리티 규모의 저전압 배전 또는 여러 개의 대형 변압기가 병렬로 연결된 시설용으로 예약되어 있습니다.

일반적인 애플리케이션:

  • 저전압 주 배전반(LVMDP)
  • 펌프, 팬, 압축기용 모터 제어 센터(MCC)
  • 산업 기계용 전력 제어 센터(PCC)
  • 발전기 보호 및 동기화 패널
  • 상업용 건물 전기실(1kV 미만)

VCB 정격: 중간 전압, 중간 전류

전압 범위: VCB는 일반적으로 11kV에서 33kV까지의 중간 전압 시스템용으로 설계되었습니다. 일부 설계는 범위를 1kV까지 낮추거나 38kV까지 확장합니다(IEC 62271-100의 2024년 개정판에서는 15.5kV, 27kV 및 40.5kV에서 표준화된 정격이 추가됨). 밀폐된 진공 인터럽터의 우수한 유전 강도로 인해 이러한 전압 레벨을 컴팩트한 공간에서 관리할 수 있습니다.

전류 용량: VCB는 ACB에 비해 중간 전류를 처리하며, 일반적인 정격은 600A에서 4,000A입니다. 이는 중간 전압 애플리케이션에 완벽하게 적합합니다. 11kV에서 2,000A 차단기는 38 MVA의 연속 부하를 전달할 수 있습니다. 이는 수십 개의 대형 산업용 모터 또는 전체 중간 규모 산업 시설의 전력 수요와 동일합니다.

차단 용량: VCB는 해당 전압 레벨에서 25kA에서 50kA까지 정격이 매겨집니다. 33kV에서 50kA VCB에 대해 동일한 전력 계산을 실행해 보겠습니다.

  • 차단 용량: 33kV에서 50kA(선간)
  • 피상 전력: √3 × 33kV × 50kA ≈ 2,850 MVA

그 690V에서 100kA ACB보다 24배 더 많은 차단 전력 . 갑자기 “낮은” 50kA 차단 용량이 그렇게 겸손해 보이지 않습니다. VCB는 ACB의 아크 슈트를 증발시킬 전력 레벨에서 고장 전류를 차단하고 있습니다.

the Voltage Ceiling visualization

그림 3: 전압 상한 시각화. ACB는 최대 1,000V까지 안정적으로 작동하지만 이 임계값(빨간색 영역) 이상에서는 아크를 안전하게 차단할 수 없는 반면, VCB는 11kV에서 38kV까지의 중간 전압 범위(녹색 영역)를 지배합니다.

일반적인 애플리케이션:

  • 유틸리티 배전 변전소(11kV, 22kV, 33kV)
  • 산업용 중간 전압 스위치기어(링 메인 유닛, 스위치보드)
  • 고전압 유도 모터 보호(>1,000 HP)
  • 변압기 1차 보호
  • 발전 시설(발전기 회로 차단기)
  • 재생 에너지 시스템(풍력 발전 단지, 태양광 인버터 스테이션)

Pro-Tip#2: 킬로암페어 단위로만 차단 용량을 비교하지 마십시오. MVA 차단 전력(√3 × 전압 × 전류)을 계산하십시오. 33kV에서 50kA VCB는 690V에서 100kA ACB보다 훨씬 더 많은 전력을 차단합니다. 차단기 성능을 평가할 때는 전류보다 전압이 더 중요합니다.

표준 분할: IEC 60947-2(ACB) 대 IEC 62271-100(VCB)

국제전기기술위원회(IEC)는 표준을 함부로 나누지 않습니다. IEC 60947-2가 최대 1,000V의 차단기를 관리하고 IEC 62271-100이 1,000V 이상을 인수할 때, 그 경계는 우리가 논의해 온 물리적 현실을 반영합니다. 이것은 표준 분할, 이며, 이는 설계 나침반입니다.

공기 회로 차단기용 IEC 60947-2:2024

범위: 이 표준은 정격 전압이 1,000V AC 또는 1,500V DC를 초과하지 않는 회로 차단기에 적용됩니다.. ACB, 몰드 케이스 회로 차단기(MCCB) 및 소형 회로 차단기(MCB)를 포함한 저전압 회로 보호에 대한 권위 있는 참조 자료입니다.

여섯 번째 에디션은 2024년 9월, 에 게시되었으며, 2016년 에디션을 대체합니다. 주요 업데이트는 다음과 같습니다.

  1. 절연 적합성: 회로 차단기를 절연 스위치로 사용하는 경우에 대한 요구 사항 명확화
  2. 분류 제거: IEC는 차단 매체(공기, 오일, SF6 등)에 따른 차단기 분류를 제거했습니다. 왜냐하면 전압이 이미 매체를 알려주기 때문입니다.. 690V라면 공기 또는 밀폐형 몰드 케이스를 사용하고 있는 것입니다. 기존 분류 시스템은 중복되었습니다.
  3. 외부 장치 조정: 외부 장치를 통해 과전류 설정을 조정할 수 있는 새로운 조항
  4. 향상된 테스트: 지락 릴리스 및 트립된 위치에서의 유전체 특성에 대한 테스트 추가
  5. EMC 개선: 업데이트된 전자기 호환성(EMC) 테스트 절차 및 전력 손실 측정 방법

2024년 개정판은 표준을 더 깔끔하게 만들고 최신 디지털 트립 장치 및 스마트 차단기 기술에 더 부합하도록 하지만 핵심 전압 경계는≤1,000V AC—변경되지 않았습니다. 그 이상은 IEC 60947-2의 관할 범위를 벗어납니다.

IEC 62271-100:2021 (Amendment 1: 2024) 진공 회로 차단기용

범위: 이 표준은 다음을 위해 설계된 교류 회로 차단기를 규정합니다. 1,000V 이상의 전압을 가진 3상 시스템. 특히 중전압 및 고전압 실내외 개폐 장치에 맞게 조정되었으며, 여기서 VCB는 가장 높은 전압 등급의 SF6 차단기와 함께 지배적인 기술입니다.

세 번째 에디션은 2021년에 발행되었으며, Amendment 1은 2024년 8월에 출시되었습니다.. 최근 업데이트는 다음과 같습니다.

  1. 업데이트된 TRV(과도 회복 전압) 값: 실제 시스템 동작 및 최신 변압기 설계를 반영하기 위해 여러 테이블에서 TRV 매개변수를 재계산했습니다.
  2. 새로운 정격 전압: 다음에서 표준화된 정격이 추가되었습니다. 15.5kV, 27kV 및 40.5kV 지역 시스템 전압(특히 아시아 및 중동)을 커버하기 위해
  3. 수정된 단자 고장 정의: 테스트 목적으로 단자 고장을 구성하는 요소 명확화
  4. 유전체 테스트 기준: 유전체 테스트에 대한 기준 추가; 부분 방전 테스트는 일반적인 VCB가 아닌 GIS(가스 절연 개폐 장치) 및 데드 탱크 차단기에만 적용된다고 명시적으로 명시했습니다.
  5. 환경적 고려 사항: 고도, 오염 및 온도 저감 계수에 대한 향상된 지침

2024년 수정안은 표준을 글로벌 그리드 인프라 변경 사항과 일치하게 유지하지만 기본 원칙은 유지됩니다. 1,000V 이상에서는 중전압 차단기가 필요합니다., 그리고 1kV-38kV 범위에서는 거의 항상 VCB를 의미합니다.

이러한 표준이 겹치지 않는 이유

1,000V 경계는 임의적이지 않습니다. 대기 공기가 “적절한 아크 소호 매체”에서 “책임”으로 전환되는 지점입니다. IEC는 더 많은 책을 판매하기 위해 두 가지 표준을 만든 것이 아닙니다. 그들은 엔지니어링 현실을 공식화했습니다.

  • 1kV 미만: 공기 기반 또는 몰드 케이스 설계가 작동합니다. 아크 슈트가 효과적입니다. 차단기는 작고 경제적입니다.
  • 1kV 초과: 공기는 비현실적으로 큰 아크 슈트가 필요합니다. 진공(또는 더 높은 전압의 경우 SF6)은 합리적인 공간에서 안전하고 안정적인 아크 차단을 위해 필요합니다.

차단기를 지정할 때 첫 번째 질문은 “ACB 또는 VCB?”가 아닙니다. “내 시스템 전압은 얼마입니까?”입니다. 그 대답은 올바른 표준을 가리키고, 올바른 차단기 유형을 가리킵니다.

프로 끝#3: 회로 차단기 데이터 시트를 검토할 때 어떤 IEC 표준을 준수하는지 확인하십시오. IEC 60947-2가 나열되어 있으면 저전압 차단기(≤1kV)입니다. IEC 62271-100이 나열되어 있으면 중/고전압 차단기(>1kV)입니다. 표준 준수는 전압 등급을 즉시 알려줍니다.

애플리케이션: 시스템에 맞는 차단기 유형 매칭

ACB와 VCB 중에서 선택하는 것은 선호도의 문제가 아닙니다. 차단기의 물리적 기능을 시스템의 전기적 특성 및 작동 요구 사항에 맞추는 것입니다.

차단기 유형을 애플리케이션에 매핑하는 방법은 다음과 같습니다.

ACB를 사용해야 하는 경우

공기 회로 차단기는 다음에 적합합니다. 저전압 배전 시스템 여기서 높은 전류 용량이 컴팩트한 크기 또는 긴 유지 보수 간격보다 더 중요합니다.

이상적인 애플리케이션:

  • 400V 또는 690V 3상 배전: 대부분의 산업 및 상업용 전기 시스템의 중추
  • 모터 제어 센터(MCC): 펌프, 팬, 압축기, 컨베이어 및 기타 저전압 모터 보호
  • 전력 제어 센터(PCC): 산업 기계 및 공정 장비의 주요 배전
  • 저전압 주 배전반(LVMDP): 건물 및 시설의 서비스 입구 및 주 차단기
  • 발전기 보호: 저전압 백업 발전기(일반적으로 480V 또는 600V)
  • 해양 및 연안: 저전압 선박 전력 배전(IEC 60092도 적용되는 경우)

ACB가 재정적으로 합리적인 경우:

  • 낮은 초기 비용 우선 순위: 자본 예산이 제한되어 있고 사내 유지 보수 기능이 있는 경우
  • 높은 전류 요구 사항: 6,000A+ 정격이 필요할 때 ACB 폼 팩터가 더 경제적입니다.
  • 기존 LV 개폐 장치에 개조: ACB용으로 설계된 패널에서 동일한 제품으로 교체할 때

기억해야 할 제한 사항:

  • 유지 보수 부담: 6개월마다 점검하고 3-5년마다 접점을 교체해야 합니다.
  • 설치 공간: ACB는 아크 슈트 어셈블리 때문에 동급 VCB보다 크고 무겁습니다.
  • 소음: 공기 중 아크 차단은 밀폐된 진공 상태보다 더 큽니다.
  • 제한된 수명: 주요 정비 전 일반적으로 10,000~15,000회 작동

VCB를 사용해야 하는 경우

진공 회로 차단기가 지배적입니다. 중전압 애플리케이션 신뢰성, 낮은 유지 보수, 컴팩트한 크기 및 긴 수명이 더 높은 초기 비용을 정당화하는 경우.

이상적인 애플리케이션:

  • 11kV, 22kV, 33kV 유틸리티 변전소: 1차 및 2차 배전 개폐 장치
  • 산업용 MV 개폐 장치: 링 메인 유닛(RMU), 금속 클래드 배전반, 패드 장착 변압기
  • 고전압 모터 보호: 1,000HP 이상의 유도 모터(일반적으로 3.3kV, 6.6kV 또는 11kV)
  • 변압기 보호: 배전 및 전력 변압기용 1차측 차단기
  • 발전 시설: 발전기 회로 차단기, 스테이션 보조 전력
  • 재생 에너지 시스템: 풍력 발전 단지 집전 회로, 태양광 인버터 승압 변압기
  • 광업 및 중공업: 먼지, 습기 및 열악한 조건으로 인해 ACB 유지 보수가 문제가 되는 경우

VCB가 유일한 선택인 경우:

  • 시스템 전압 >1kV AC: 물리 및 IEC 62271-100에는 중전압 정격 차단기가 필요합니다.
  • 잦은 스위칭 작업: VCB는 30,000회 이상의 기계적 작동에 대해 정격이 부여됩니다(일부 설계는 100,000회 초과).
  • 제한된 유지 보수 액세스: 반년마다 ACB 점검이 비현실적인 원격 변전소, 해양 플랫폼, 옥상 설치
  • 긴 수명 주기 비용에 집중: 20-30년에 걸친 총 소유 비용이 초기 자본 비용보다 클 때

열악한 환경에서의 장점:

  • 밀폐된 진공 인터럽터는 먼지, 습도, 염수 분무 또는 고도에 영향을 받지 않습니다(정격 강하 한도까지).
  • 청소하거나 교체할 아크 슈트가 없습니다.
  • 조용한 작동(점유 건물 내 실내 변전소에 중요)
  • 컴팩트한 설치 공간(비싼 부동산이 있는 도시 변전소에서 중요)

의사 결정 매트릭스: ACB 또는 VCB?

시스템 특성 권장 차단기 유형 주요 이유
전압 ≤ 1,000V AC ACB IEC 60947-2 관할; 공기 소호가 적절합니다.
전압 > 1,000V AC VCB IEC 62271-100 필요; 공기가 아크를 안정적으로 차단할 수 없습니다.
LV에서 높은 전류(>5,000A) ACB 저전압에서 매우 높은 전류에 더 경제적입니다.
잦은 스위칭(>20회/일) VCB ACB의 10,000회에 비해 30,000회 이상 작동하도록 정격이 부여되었습니다.
열악한 환경(먼지, 염분, 습도) VCB 밀폐된 인터럽터는 오염의 영향을 받지 않습니다.
제한된 유지 보수 액세스 VCB ACB의 6개월 일정에 비해 3-5년 서비스 간격
20년 이상 수명 주기 비용에 집중 VCB 더 높은 초기 비용에도 불구하고 더 낮은 TCO
좁은 공간 제약 VCB 컴팩트한 디자인; 아크 슈트 부피 없음
예산 제약이 있는 자본 프로젝트 ACB(≤1kV인 경우) 더 낮은 초기 비용, 그러나 유지 보수 예산을 고려하십시오.

Circuit breaker selection flowchart

그림 5: 회로 차단기 선택 흐름도. 시스템 전압은 주요 의사 결정 기준이며, 1,000V 경계를 기준으로 ACB(저전압) 또는 VCB(중전압) 애플리케이션으로 안내합니다.

프로 끝#4: 시스템 전압이 1kV 경계에 가까우면 VCB를 지정하십시오. ACB를 최대 전압 정격까지 늘리려고 하지 마십시오. 전압 상한 “정격 최대값”이 아니라 엄격한 물리적 한계입니다. 여유를 두고 설계하십시오.

유지 보수세: VCB가 20년 동안 비용이 적게 드는 이유

15,000달러짜리 ACB는 25,000달러짜리 VCB보다 매력적으로 보입니다. 15년 동안 숫자를 계산하기 전까지는요.

다음을 환영합니다. 유지보수 세금— 경제적 방정식을 뒤집는 숨겨진 반복 비용입니다.

ACB 유지 보수: 연 2회 부담

공기 차단기는 접점과 아크 슈트가 개방된 환경에서 작동하기 때문에 정기적인 수동 유지 보수가 필요합니다. 다음은 제조업체와 IEC 60947-2에서 권장하는 일반적인 유지 보수 일정입니다.

6개월마다 (반기 검사):

  • 접점의 피팅, 부식 또는 변색에 대한 육안 검사
  • 아크 슈트 청소 (탄소 침전물 및 금속 증기 잔류물 제거)
  • 접점 간격 및 와이프 측정
  • 기계 작동 테스트 (수동 및 자동)
  • 단자 연결 토크 점검
  • 움직이는 부품 윤활 (힌지, 링키지, 베어링)
  • 과전류 트립 장치 기능 테스트

3-5년마다 (주요 서비스):

  • 접점 교체 (부식이 제조업체 제한을 초과하는 경우)
  • 아크 슈트 손상 시 검사 및 교체
  • 절연 저항 테스트 (메거 테스트)
  • 접촉 저항 측정
  • 완전 분해 및 청소
  • 마모된 기계 부품 교체

비용 분석 (일반적, 지역에 따라 다름):

  • 반기 검사: 차단기당 600-1,000달러 (계약자 인건비: 3-4시간)
  • 접점 교체: 2,500-4,000달러 (부품 + 인건비)
  • 아크 슈트 교체: 1,500-2,500달러 (손상된 경우)
  • 비상 서비스 호출 (검사 사이에 차단기가 고장난 경우): 1,500-3,000달러

15년 수명의 ACB의 경우:

  • 반기 검사: 15년 × 연간 2회 검사 × 평균 800달러 = $24,000
  • 접점 교체: (15년 ÷ 4년) × 3,000달러 = $9,000 (3회 교체)
  • 계획되지 않은 고장: 1회 고장 × 2,000달러 = $2,000
  • 15년 동안의 총 유지 보수: 35,000달러

초기 구매 비용 (15,000달러)을 더하면 15년 총 소유 비용은 ~50,000달러입니다..

그것이 바로 유지 보수세. 입니다. 차단기 수명 동안 매년, 연 2회 인건비, 가동 중지 시간 및 소모품 부품으로 지불합니다.

VCB 유지 보수: 밀봉된 수명 이점

진공 차단기는 유지 보수 방정식을 뒤집습니다. 밀봉된 진공 인터럽터는 접점을 산화, 오염 및 환경 노출로부터 보호합니다. 결과: 서비스 간격이 크게 연장됩니다.

3-5년마다 (정기 검사):

  • 육안 외부 검사
  • 기계 작동 횟수 점검 (카운터 또는 디지털 인터페이스를 통해)
  • 접점 마모 표시기 점검 (일부 VCB에는 외부 표시기가 있음)
  • 작동 테스트 (개방/폐쇄 주기)
  • 제어 회로 기능 테스트
  • 단자 연결 검사

10-15년마다 (주요 검사, 필요한 경우):

  • 진공 무결성 테스트 (고전압 테스트 또는 X선 검사 사용)
  • 접점 간격 측정 (일부 모델에서는 부분 분해 필요)
  • 절연 저항 테스트

목록에 없는 것은 무엇인지 주목하십시오. 지 목록에 없는 것은 무엇인지 주목하십시오.

  • 접점 청소 없음 (밀봉된 환경)
  • 아크 슈트 유지 보수 없음 (존재하지 않음)
  • 반기 검사 없음 (불필요)
  • 정기적인 접점 교체 없음 (20-30년 수명)

비용 분석 (일반적):

  • 정기 검사 (4년마다): 차단기당 400-700달러 (계약자 인건비: 1.5-2시간)
  • 진공 인터럽터 교체 (20-25년 후 필요한 경우): 6,000-10,000달러

동일한 15년 평가 기간의 VCB의 경우:

  • 정기 검사: (15년 ÷ 4년) × 평균 500달러 = $1,500 (3회 검사)
  • 계획되지 않은 고장: 매우 드물다. 0달러로 가정 (VCB는 고장률이 10배 낮음)
  • 주요 점검: 15년 이내에는 필요하지 않음
  • 15년간 총 유지 보수 비용: ₩1,500

초기 구매 비용(₩25,000)을 더하면, 15년간 총 소유 비용은 약 ₩26,500입니다..

TCO 교차점

나란히 비교해 보겠습니다.

비용 구성 요소 ACB (15년) VCB (15년)
초기 구매 $15,000 $25,000
정기 유지 관리 $24,000 $1,500
접점/부품 교체 $9,000 $0
계획되지 않은 고장 $2,000 $0
총 소유 비용 $50,000 $26,500
연간 비용 ₩3,333/년 ₩1,767/년

VCB는 유지 보수 비용 절감만으로도 자체 비용을 충당합니다. 하지만 핵심은 다음과 같습니다. 교차점은 약 3년 차에 발생합니다..

  • 0년 차: ACB = ₩15K, VCB = ₩25K (ACB가 ₩10K 앞섬)
  • 1.5년 차: 첫 3회 ACB 점검 = ₩2,400; VCB = ₩0 (ACB가 ₩7,600 앞섬)
  • 3년 차: 6회 ACB 점검 = ₩4,800; VCB = ₩0 (ACB가 ₩5,200 앞섬)
  • 4년 차: 첫 ACB 접점 교체 + 8회 점검 = ₩9,400; VCB 첫 점검 = ₩500 (ACB가 ₩900 앞섬)
  • 5년 차: ACB 총 유지 보수 비용 = ₩12,000; VCB = ₩500 (VCB가 비용 절감을 시작합니다.)
  • 15년 차: ACB 총 비용 = ₩50K; VCB 총 비용 = ₩26.5K (VCB가 ₩23,500 절감합니다.)

5-Year Total Cost of Ownership (TCO) analysis

그림 4: 15년간 총 소유 비용(TCO) 분석. 초기 비용이 더 높음에도 불구하고 VCB는 유지 보수 요구 사항이 현저히 낮아 3년 차부터 ACB보다 경제적이 되며, 15년 동안 ₩23,500를 절감합니다.

개폐 장치를 20년 동안 유지할 계획이라면(일반적인 산업 시설의 경우), 절감액 격차는 다음과 같이 확대됩니다. 차단기당 ₩35,000 이상. 차단기가 10개인 변전소의 경우, 수명 주기 동안 ₩350,000 절감.

송장 외 숨겨진 비용

위의 TCO 계산은 직접 비용만 포착합니다. 다음을 잊지 마십시오.

가동 중단 위험:

  • 점검 간 ACB 고장은 계획되지 않은 정전을 유발할 수 있습니다.
  • VCB 고장은 드물습니다(MTBF는 적절한 사용 시 종종 30년을 초과함).

인력 가용성:

  • 업계가 VCB로 전환됨에 따라 ACB 유지 보수를 위한 자격을 갖춘 기술자를 찾는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다.
  • 반기별 유지 보수 기간에는 생산 중단 또는 신중한 일정이 필요합니다.

안전:

  • 유지 보수 중 ACB 아크 플래시 사고는 VCB 사고보다 더 흔합니다(개방형 접점 대 밀폐형 차단기).
  • 아크 플래시 PPE 요구 사항은 ACB 유지 보수에 대해 더 엄격합니다.

환경적 요인:

  • 먼지가 많거나 습하거나 부식성 환경의 ACB는 더 잦은 유지 보수(반기별 대신 분기별)가 필요합니다.
  • VCB는 영향을 받지 않습니다. 밀폐형 차단기는 외부 조건에 영향을 받지 않습니다.

전문가 팁 5 (가장 중요한 팁): 초기 자본 비용뿐만 아니라 예상되는 개폐 장치 수명(15-25년) 동안 총 소유 비용을 계산하십시오. 중전압 애플리케이션의 경우 VCB가 TCO에서 거의 항상 승리합니다. 저전압 애플리케이션에서 ACB를 사용해야 하는 경우 차단기당 연간 ₩2,000-₩3,000의 유지 보수 예산을 책정하고 유지 보수 일정을 놓치지 마십시오. 건너뛴 점검은 치명적인 고장으로 이어집니다.

자주 묻는 질문: ACB 대 VCB

Q: 정격을 낮추거나 외부 아크 억제를 추가하면 1,000V 이상에서 ACB를 사용할 수 있습니까?

A: 아니요. ACB의 1,000V 제한은 정격 강하로 해결할 수 있는 열적 또는 전기적 스트레스 문제가 아니라 기본적인 아크 물리적 제한입니다. 1kV 이상에서는 차단기를 어떻게 구성하든 대기 중 공기가 안전한 시간 내에 아크를 안정적으로 소멸시킬 수 없습니다. IEC 60947-2는 ACB를 ≤1,000V AC로 명시적으로 규정하고 있으며, 해당 범위를 벗어난 작동은 표준을 위반하고 아크 플래시 위험을 초래합니다. 시스템이 1kV 이상인 경우 법적으로 안전하게 중전압 차단기(IEC 62271-100에 따른 VCB 또는 SF6 차단기)를 사용해야 합니다.

Q: 문제가 발생하면 VCB가 ACB보다 수리 비용이 더 많이 듭니까?

A: 예, 하지만 VCB는 고장 빈도가 훨씬 적습니다. VCB 진공 차단기가 고장나는 경우(드물게 발생) 일반적으로 전체 밀폐 장치를 ₩6,000-₩10,000에 공장에서 교체해야 합니다. ACB 접점 및 아크 슈트는 현장에서 ₩2,500-₩4,000에 수리할 수 있지만 VCB 수명 동안 3-4회 교체해야 합니다. 계산은 여전히 VCB에 유리합니다. 25년에 한 번 VCB 차단기 교체 대 15년에 세 번 ACB 접점 교체, 그리고 지속적인 유지 보수세 6개월마다.

Q: 잦은 스위칭(커패시터 뱅크, 모터 기동)에 더 적합한 차단기 유형은 무엇입니까?

A: 압도적으로 VCB입니다. 진공 회로 차단기는 주요 점검 전에 30,000~100,000회 이상의 기계적 작동에 대해 정격이 지정됩니다. ACB는 일반적으로 10,000~15,000회 작동에 대해 정격이 지정됩니다. 커패시터 뱅크 스위칭, 배치 프로세스의 모터 기동/정지 또는 부하 전송 체계와 같이 잦은 스위칭과 관련된 애플리케이션의 경우 VCB는 작동 횟수에서 ACB보다 3:1에서 10:1까지 더 오래 지속됩니다. 또한 VCB의 빠른 아크 소멸(1주기)은 각 스위칭 이벤트 동안 다운스트림 장비에 대한 스트레스를 줄입니다.

Q: VCB에는 초기 비용 외에 ACB에 비해 단점이 있습니까?

A: 세 가지 사소한 고려 사항: (1) 과전압 위험 용량성 또는 유도성 부하를 스위칭할 때 VCB의 빠른 아크 소멸은 민감한 부하에 서지 어레스터 또는 RC 스너버가 필요할 수 있는 과도 과전압을 생성할 수 있습니다. (2) 수리 복잡성- 진공 차단기가 고장나면 현장에서 수리할 수 없습니다. 전체 장치를 교체해야 합니다. 가청 험—일부 VCB 설계는 작동 메커니즘에서 낮은 주파수의 험을 발생시키지만, 이는 ACB 아크 폭발보다 훨씬 조용합니다. 애플리케이션의 99%에서 이러한 단점은 장점에 비해 무시할 수 있습니다(다음 섹션 참조). 수명 밀봉 장점 섹션).

Q: 기존 ACB 스위치기어 패널에 VCB를 개조할 수 있습니까?

A: 경우에 따라 가능하지만 항상 그런 것은 아닙니다. VCB는 ACB보다 더 작기 때문에 물리적 공간은 거의 문제가 되지 않습니다. 문제는 다음과 같습니다. (1) 장착 치수—ACB와 VCB의 장착 구멍 패턴이 다르므로 어댑터 플레이트가 필요할 수 있습니다. (2) 공통 구성—VCB 단자가 수정 없이 기존 ACB 부스바와 정렬되지 않을 수 있습니다. (3) 제어 전압—VCB 작동 메커니즘은 다른 제어 전원(예: 110V DC 대 220V AC)이 필요할 수 있습니다. (4) 보호 협조—차단기 유형을 변경하면 단락 차단 시간과 협조 곡선이 변경될 수 있습니다. 개조하기 전에 항상 스위치기어 제조업체 또는 자격을 갖춘 전기 엔지니어와 상담하십시오. 새로운 설치에서는 중전압용 VCB와 저전압용 ACB(또는 MCCB)를 처음부터 지정해야 합니다. MCCB)를 처음부터 지정해야 합니다.

Q: 제조업체는 왜 중전압(11kV, 33kV)용 ACB를 만들지 않습니까?

A: 시도했습니다. 중전압 ACB는 20세기 중반에 존재했지만 엄청나게 컸습니다. 아크 슈트가 수 미터 길이인 방 크기의 차단기였습니다. 공기의 상대적으로 낮은 유전 강도(~3 kV/mm)는 33kV 차단기가 밀리미터가 아닌 미터 단위로 측정되는 접점 간격과 아크 슈트가 필요함을 의미했습니다. 크기, 무게, 유지 보수 부담 및 화재 위험으로 인해 실용적이지 않았습니다. 1960년대~1970년대에 진공 인터럽터 기술이 발전하자 중전압 ACB는 쓸모없게 되었습니다. 오늘날 진공 및 SF6 차단기는 1kV 이상의 밀봉 인터럽터 설계를 선호하는 물리적 및 경제적 요인으로 인해 중전압 시장을 지배하고 있습니다. 그것은 제품 결정이 아니라 엔지니어링 현실입니다. 전압 상한 제품 결정이 아니라 엔지니어링 현실입니다.

결론: 전압 우선, 그 다음 모든 것

서두의 두 데이터시트를 기억하십니까? 둘 다 최대 690V의 전압 등급을 나열했습니다. 둘 다 강력한 차단 용량을 주장했습니다. 그러나 이제 당신은 알고 있습니다. 전압은 단순한 숫자가 아니라 차단기 기술 간의 경계선입니다.

다음은 세 부분으로 구성된 의사 결정 프레임워크입니다.

1. 전압은 차단기 유형을 결정합니다(전압 상한).

  • 시스템 전압 ≤1,000V AC → IEC 60947-2:2024에 의해 관리되는 공기 회로 차단기(ACB)
  • 시스템 전압 >1,000V AC → IEC 62271-100:2021+A1:2024에 의해 관리되는 진공 회로 차단기(VCB)
  • 이것은 협상할 수 없습니다. 물리학이 경계를 설정하고 표준이 공식화했습니다.

2. 표준은 분할을 공식화합니다(표준 분할).

  • IEC는 시장 세분화를 위해 두 개의 별도 표준을 만든 것이 아니라 공기 기반 아크 차단이 1kV 이상에서 실패한다는 현실을 성문화했습니다.
  • 시스템 전압은 적용되는 표준을 알려주고, 이는 지정할 차단기 기술을 알려줍니다.
  • 차단기의 IEC 준수 표시를 확인하십시오. 60947-2 = 저전압, 62271-100 = 중전압

3. 유지 보수는 수명 주기 경제성을 결정합니다(유지 보수 세금).

  • ACB는 초기 비용이 저렴하지만 반년 검사 및 접점 교체에 연간 2,000~3,000달러가 소요됩니다.
  • VCB는 초기 비용이 더 많이 들지만 3~5년마다 검사가 필요하며 접점 수명은 20~30년입니다.
  • TCO 교차는 약 3년차에 발생합니다. 15년차까지 VCB는 차단기당 20,000~25,000달러를 절약합니다.
  • 중전압 애플리케이션(어쨌든 VCB를 사용해야 하는 경우)의 경우 비용 이점은 보너스입니다.
  • 저전압 애플리케이션(ACB가 적합한 경우)의 경우 유지 보수 세금을 예산에 반영하고 검사 일정을 준수하십시오. 유지 보수세 검사 일정을 준수하십시오.

데이터시트에 겹치는 전압 등급이 표시될 수 있습니다. 마케팅 브로셔는 상호 교환이 가능하다는 것을 암시할 수 있습니다. 그러나 물리학은 협상하지 않으며 귀하도 그래서는 안 됩니다.

시스템 전압을 기준으로 선택하십시오. 전류 등급, 차단 용량, 유지 보수 간격, 설치 공간 등 다른 모든 것은 첫 번째 선택을 올바르게 수행하면 제자리에 놓입니다.

올바른 회로 차단기를 선택하는 데 도움이 필요하십니까?

VIOX의 애플리케이션 엔지니어링 팀은 전 세계 산업, 상업 및 유틸리티 애플리케이션용 ACB 및 VCB를 지정하는 데 수십 년의 경험을 가지고 있습니다. 새로운 400V MCC를 설계하든, 11kV 변전소를 업그레이드하든, 빈번한 차단기 고장을 해결하든, 시스템 요구 사항을 검토하고 성능, 안전 및 수명 주기 비용의 균형을 맞추는 IEC 준수 솔루션을 권장합니다.

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차단기 유형을 잘못 선택하면 비용이 많이 들 뿐만 아니라 위험하기 때문입니다.

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안녕하세요,저는 조용문으로 12 년 동안의 경험을 전기 기업에서. 에 VIOX 전기,내에 포커스를 제공 높은 품질의 전기적에 맞는 솔루션의 요구를 충족하는 우리의 클라이언트입니다. 내 전문 지식에 걸쳐 있는 산업 자동화,배선 주거 및 상업적인 전기 시스템입니다.저에게 연락 [email protected] 면 어떤 질문이 있습니다.

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