직접 답변
몰드 케이스 회로 차단기(MCCB) 정격 단시간 내전류(Icw) 없이 단시간 지연 보호를 제공할 수 있습니다. 이는 IEC 60947-2 카테고리 A에 속하며, 여기서 선택성은 의도적인 시간 지연보다는 전류 제한 기술을 통해 달성됩니다. 높은 Icw 정격을 사용하여 고장 전류를 "기다리는" 카테고리 B 기중 차단기(ACB)와 달리, MCCB는 전자기 접점 반발 및 초고속 아크 차단을 사용하여 고장 에너지를 제한합니다. 이를 통해 고유한 단시간 지연 특성(일반적으로 10-12× In)을 통해 다운스트림 장치와 여전히 조정하면서 자체적으로 보호합니다. 즉시 트립 임계값 미만입니다.
주요 내용
- ✅ 카테고리 A 대 B: MCCB(카테고리 A)는 선언된 Icw 정격이 부족하지만 접점 반발 임계값 미만에서 고유한 단시간 내전압 기능을 보유합니다(일반적으로 >12-14× In)
- ✅ 전류 제한 물리학: 접점 스프링 압력은 MCCB에서 의도적으로 낮게 설정되어 높은 고장 전류(>25× In)에서 빠른 전자기 반발을 가능하게 하여 장기간 내전압보다는 빠른 차단을 통해 손상을 방지합니다.
- ✅ 단시간 지연 현실: MCCB 단시간 지연 설정(예: 10× In, 0.4초)은 고장 전류가 즉시 트립 임계값 미만으로 유지될 때만 작동합니다. 이를 초과하면 자기 트립 또는 에너지 기반 메커니즘을 통해 즉각적인 조치가 트리거됩니다.
- ✅ 선택성 제한: MCCB 간의 완전한 선택성을 위해서는 신중한 조정 테이블이 필요합니다. ACB-to-MCCB 캐스케이드가 더 나은 결과를 얻는 이유는 ACB가 진정으로 지연(Icw = IIcu 기능)할 수 있는 반면 MCCB는 다운스트림 오류를 처리하기 때문입니다.
- ✅ 안전 재정의: 비활성화 가능한 즉시 트립 기능이 있는 고급 MCCB(예: Schneider NSX)는 “에너지 트립” 또는 “즉시 재정의” 기능을 통합합니다. 고장 전류가 ~25× In, 를 초과하면 가스 작동 메커니즘이 설정에 관계없이 즉시 트립을 강제합니다.
IEC 60947-2 선택성 카테고리 이해
카테고리 B: 선언된 Icw
가 있는 ACB 기중 차단기(ACB)는 다음을 위해 설계되었습니다. 카테고리 B 의도적인 단시간 지연을 통해 선택성이 달성되는 애플리케이션. IEC 60947-2에 따르면 이러한 장치는 정격 단시간 내전류(Icw)를 선언해야 합니다. 이는 차단기가 손상 없이 지정된 기간(0.05초, 0.1초, 0.25초, 0.5초 또는 1.0초) 동안 닫힌 위치에서 전달할 수 있는 최대 고장 전류입니다.
카테고리 B 차단기의 주요 특징:
| 매개변수 | 사양 | 목적 |
|---|---|---|
| Icw 평가 | 최소 12× In 또는 5kA(≤2500A 프레임) 최소 30kA(>2500A 프레임) |
오류 발생 시 의도적인 지연 가능 |
| 연락처 디자인 | 높은 스프링 압력 | 지연 기간 동안 접점 반발 방지 |
| 트립 연기 가능성 | 즉시 트립을 비활성화할 수 있습니다. | 순수한 시간 기반 조정 허용 |
| 전형적인 응용 프로그램 | 주 인커머, 배전 피더 | 다운스트림 MCCB와 조정 |
예를 들어 Icw = 85kA/1s인 800A ACB는 단시간 지연 릴레이가 다운스트림 장치가 오류를 제거할 때까지 “기다리는” 동안 최대 1초 동안 85kA 고장 전류를 견딜 수 있습니다. 이 기능을 사용하려면 견고한 기계적 구조(강화된 접점 암, 높은 접점 압력(전자기 반발 방지) 및 I2t 에너지를 흡수하는 열 질량)가 필요합니다.
카테고리 A: 선언된 Icw
가 없는 MCCB 몰드 케이스 회로 차단기(MCCB)는 일반적으로 다음에 속합니다. 카테고리 A—IEC 60947-2에 따라 “단락 조건에서 선택성을 위해 특별히 의도되지 않은” 장치. 이러한 차단기는 Icw 값을 선언하지 않습니다. 그 이유는 설계 철학이 다음을 우선시하기 때문입니다. 빠른 오류 차단 장기간 오류 내전압보다 우선합니다.
MCCB가 Icw:
- 를 선언하지 않는 이유전류 제한 설계n
- : 고장 전류가 ~10-14× I를 초과할 때 빠른 전자기 반발을 용이하게 하기 위해 접점 스프링 압력이 의도적으로 낮습니다.
- 즉시 트립 의무: 대부분의 MCCB는 즉시 보호를 비활성화할 수 없습니다. 즉시 임계값을 초과하는 모든 오류는 즉시 트립을 트리거합니다.2열 제한
: 소형 몰드 구조는 장기간 고전류 내전압과 관련된 열 에너지(I 지 t)를 소산할 수 없습니다.
그러나 이것이 반드시
MCCB 접점 반발의 물리학
힘 균형 및 전류 임계값을 보여주는 MCCB 전자기 접점 반발 메커니즘 다이어그램 – VIOX Electric 전자기 반발력 (로렌츠 힘). 접점 스프링은 접점을 닫힌 상태로 유지하기 위해 이 힘에 대응해야 합니다.
힘 평형 방정식:
F스프링 > F반발력 = k · I2
Where:
- F스프링 = 접점 스프링 압축력
- F반발력 = 전자기 반발력 (I에 비례)2)
- k = 기하 상수 (접점 간격, 도체 구성)
| MCCB 설계 파라미터 | 카테고리 A (MCCB) | 카테고리 B (ACB) |
|---|---|---|
| 접점 스프링 압력 | 낮음 (2-5 N/mm) | 높음 (10-20 N/mm) |
| 반발력 임계값 | 12-14× In | >50× In |
| 접점 개방 속도 | 3-7 ms (초고속) | 20-50 ms (제어됨) |
| 설계 우선 순위 | 제한 고장 에너지 (I2t) | 고장 지속 시간 내성 |
모터 시동 고려 사항
상하이 전기 연구소의 52개 모터 샘플에 대한 연구에 따르면 직입 기동(DOL)은 첫 번째 피크 돌입 전류를 발생시키며, 8-12× In 대부분의 모터에서, 이상치는 13× I에 도달합니다.n.
이 데이터는 MCCB 설계 제약 조건을 주도합니다.
- 배전 MCCB: 순시 트립 설정 10-12× In (커패시터 돌입 또는 변압기 여자 시 트립되지 않아야 함)
- 모터 정격 MCCB: 순시 트립 설정 13-14× In (DOL 기동을 통과해야 함)
- 접점 반발력 임계값: 기동 과도 상태 동안 원치 않는 접점 개방을 방지하기 위해 순시 트립 설정보다 15-20% 더 높아야 합니다.
100A 모터 정격 MCCB에 대한 예시 계산:
접점 반발력 임계값: 1,300A × 1.2 = 1,560A (설계 목표)
미신고 “Icw” 기능: ~1,500A (반발력 임계값 미만)
이 1,500A 임계값은 MCCB의 고유한 단시간 내전류 성능을 나타냅니다. 1,000-1,500A 고장 범위에서 하류 장치와의 협조에 충분하지만 선언된 Icw 값(일반적으로 30-85kA)보다 훨씬 낮습니다.
MCCB 단시간 지연 작동 방식
세 가지 작동 영역
최신 전자 트립 MCCB는 세 가지 보호 영역을 특징으로 하지만 상호 작용은 ACB와 근본적으로 다릅니다.
| 보호 영역 | 설정 범위 | 실제 동작 |
|---|---|---|
| 장시간 (과부하) | 0.4-1.0× In, 3-30초 | I2t 계산을 통한 열 보호 |
| 단시간 지연 | 2-12× In, 0.1-0.5초 | 순시 임계값 미만에서만 활성화 |
| 즉시 | 10-14× In (고정 또는 조정 가능) | 대부분의 MCCB에서 비활성화할 수 없음 |
시나리오 1: 순시 임계값 미만의 고장 전류
조건: 고장 전류 = 8× In (100A 차단기의 경우 800A)
- 전류가 장시간 영역을 초과 → 단시간 지연 활성화
- 전자 트립 장치가 카운트다운을 시작합니다 (예: 0.4초).
- 고장이 지속되면 지연 후 트립 코일에 전원이 공급됩니다.
- 접점은 축적된 에너지 메커니즘을 통해 열립니다 (개방 시간 ~20-30ms).
결과: 하위 장치와의 실제 시간 지연 조정
시나리오 2: 순간 임계값 이상의 고장 전류
조건: 고장 전류 = 15× In (100A 차단기의 경우 1,500A)
- 전류가 순간 임계값을 초과하면 자기 트립이 즉시 작동합니다.
- 단시간 지연 설정은 우회됩니다.
- 트립 코일은 5-10ms 이내에 전원이 공급됩니다.
- 접점이 열리지만 고장 전류로 인해 이미 전자기 반발이 발생했을 수 있습니다.
결과: 의도적인 지연 없음—MCCB가 가능한 한 빨리 트립됩니다.
시나리오 3: 고장 전류가 반발 임계값을 훨씬 초과함
조건: 고장 전류 = 50× In (100A 차단기의 경우 5,000A, I에 접근)Icu)
- 전자기 반발력이 스프링 압력을 초과합니다.
- 접점이 3-7ms 이내에 분리됩니다 (트립 메커니즘보다 빠름).
- 아크 전압이 급격히 상승하여 피크 전류를 제한합니다 (전류 제한 작용).
- 아크 에너지가 트립 메커니즘을 트리거하거나 차단기가 아크 소멸에만 의존할 수 있습니다.
결과: 초고속 전류 제한—조정은 없지만 I를 통한 장비 보호2t 감소
특수한 경우: 순간 트립을 해제할 수 있는 MCCB
Schneider NSX “에너지 트립” 메커니즘
일부 고급 MCCB (예: Micrologic 트립 장치가 있는 Schneider Electric NSX)를 사용하면 선택성을 향상시키기 위해 순간 보호를 비활성화할 수 있습니다. 그러나 이러한 장치에는 필수 안전 재정의 “에너지 트립” 또는 “순간 재정의”라고 합니다.”
10A 전자레인지, 6A 전기 주전자, 6A 토스터 (총 22A)를 꽂으면 이 차단기는 22A가 20A 제한을 초과하는 것을 "감지"합니다. 몇 분 후 차단기가 과열되어
- 사용자가 순간 트립을 비활성화하고 단시간 지연을 활성화합니다 (예: 10× In, 0.4초)
- 고장 전류가 30× I에 도달합니다.n (100A 차단기의 경우 3,000A)
- 접점이 반발하고 아크가 형성됩니다.
- 아크 에너지는 아크 챔버에서 가스 생성 물질을 이온화합니다.
- 압력 상승은 10-15ms 이내에 공압 트립 메커니즘을 작동시킵니다.
- 차단기가 트립됩니다. 전자 트립 장치 설정에 관계없이
| 고장 전류 레벨 | NSX 응답 | 표준 MCCB 응답 |
|---|---|---|
| 8× In | 단시간 지연이 정상적으로 작동합니다. | 단시간 지연 기능 |
| 15× In | 단시간 지연 기능 (순간 비활성화) | 순간 트립 (비활성화할 수 없음) |
| >25× In | 에너지 트립이 지연을 재정의합니다. | 접점 반발 + 순간 트립 |
이 설계는 사용자가 보호 설정을 잘못 구성했을 때 치명적인 고장을 방지합니다. MCCB는 선택성을 손상시키더라도 극단적인 고장 수준에서 항상 자체 보호합니다.
실용적인 조정 전략
전략 1: ACB-to-MCCB 캐스케이드 (권장)
구성:
- 업스트림: 1600A ACB, Icw = 65kA/0.5s, 단시간 지연 = 0.4s
- 다운스트림: 400A MCCB, IIcu = 50kA, 순간 = 5,000A (12.5× In)
조정 분석:
| 고장 위치 | 고장 전류 | 업스트림 ACB 작동 | 다운스트림 MCCB 작동 |
|---|---|---|---|
| 다운스트림 피더 | 8 kA | 0.4초 동안 대기 (I 이내)cw) | 즉시 트립 (>12.5× In) |
| 다운스트림 피더 | 45 kA | 0.4초 동안 대기 (I 이내)cw) | 즉시 트립 (전류 제한) |
| 주 모선 | 60 kA | 0.4초 후 트립 | 영향 없음 |
결과: 최대 50kA까지 완전 선택성 (MCCB Ilimit)Icu 제한)
전략 2: MCCB-대-MCCB 협조 (제한적)
구성:
- 업스트림: 400A MCCB, 순시 = 5,000A (12.5× In)n)
- 다운스트림: 100A MCCB, 순시 = 1,300A (13× In)n)
조정 분석:
| 고장 전류 | 상위 MCCB | 하위 MCCB | 선택성? |
|---|---|---|---|
| 1,500A | 단시간 지연 (0.3초) | 즉석 여행 | ✅ 예 |
| 4,000A | 단시간 지연 (0.3초) | 즉석 여행 | ✅ 예 |
| 6,000A | 즉석 여행 | 즉석 여행 | ❌ 아니요 (둘 다 트립) |
선택성 제한: ~4,500A (상위 순시 설정의 90%)
개선 사항: 제조업체 협조 표를 사용하여 실제 통과 에너지를 확인하십시오. 전류 제한 MCCB는 I2t 차별화를 통해 더 높은 고장 수준에서도 선택성을 달성할 수 있습니다.2t 차별화.
비교 표: ACB 대 MCCB 단시간 특성
| 기능 | ACB (카테고리 B) | MCCB (카테고리 A) |
|---|---|---|
| Icw 선언 | ✅ 예 (30-85 kA, 0.05-1.0초) | ❌ 아니요 (미신고) |
| 고유 내성 | 매우 높음 (>50× In)n) | 제한적 (12-14× In)n) |
| 접점 스프링 압력 | 높음 (반발 방지) | 낮음 (전류 제한 활성화) |
| 순간 트립 | 비활성화 가능 | 일반적으로 고정 (비활성화 불가) |
| 단시간 지연 범위 | 0.05-1.0초 (조정 가능) | 0.1-0.5초 (순시 임계값 이하에서만) |
| 협조 방법 | 시간 기반 (실제 지연) | 전류 기반 (제한 + 지연) |
| 전형적인 응용 프로그램 | 주 인커머 (1000-6300A) | 피더 보호 (16-1600A) |
| 하위 장치와의 선택성 | 완전 (최대 Icu)cw) | 부분 (최대 순시 임계값) |
| 자체 보호 메커니즘 | 열 질량 + 기계적 강도 | 접점 반발 + 아크 제한 |
시스템 설계에 중요한 이유
오해 1: “MCCB 단시간 지연 = ACB 단시간 지연”
현실: MCCB 단시간 지연은 좁은 전류 창 (장시간 및 순시 임계값 사이) 내에서만 작동합니다. 순시 설정을 초과하는 고장의 경우 MCCB는 즉시 트립됩니다. 지연이 발생하지 않습니다.
설계 영향: MCCB 보호를 지정할 때 항상 다음을 확인하십시오.
- 하위 장치 순시 설정
- 협조 지점에서의 최대 고장 전류
- 고장 전류가 상위 MCCB 순시 임계값을 초과하는지 여부
오해 2: “I2t 등급 없음 = 단시간 기능 없음"cw 등급 = 단시간 기능 없음”
현실: MCCB는 접점 반발 임계값 (~12-14× In)까지 고유한 단시간 내성을 가지고 있습니다. 이 기능을 통해 ACB만큼은 아니지만 하위 장치와의 제한적인 협조가 가능합니다.n). 이 기능을 통해 ACB만큼은 아니지만 하위 장치와의 제한적인 협조가 가능합니다.
설계 영향: MCCB-대-MCCB 협조는 가능하지만 다음이 필요합니다.
- 신중한 순시 설정 분리 (최소 1.5:1 비율)
- 제조업체 제공 선택성 표
- 통과 에너지에 대한 전류 제한 효과 고려
오해 3: “순시 트립 비활성화 = MCCB = ACB”
현실: 순시 트립을 해제할 수 있는 MCCB(예: NSX)조차도 극단적인 고장 수준(>25× In)에서 트립을 강제하는 에너지 기반 오버라이드 메커니즘을 통합합니다. ACB처럼 높은 고장 전류를 “기다릴” 수 없습니다.
설계 영향: 조정 가능한 순시 트립 기능이 있는 MCCB를 사용하는 경우:
- 제조업체에 에너지 트립 임계값을 확인하십시오.
- 고장 전류가 I에 가까워질 때 ACB와 유사한 동작을 가정하지 마십시오.Icu
- 지연 트립의 아크 플래시 에너지 영향을 고려하십시오.
내부 링크 및 관련 리소스
관련 보호 개념에 대한 더 깊은 이해를 위해 다음 VIOX 기술 가이드를 살펴보십시오.
- 전기적 디레이팅: 온도, 고도 및 그룹화 요소 – 환경 요인이 차단기 전류 정격 및 조정에 미치는 영향에 대해 알아보십시오.
- ATS 및 회로 차단기 조정 가이드: Icw & 선택성 설명 – 자동 절체 스위치 애플리케이션에서 카테고리 A와 B 조정에 대한 자세한 분석
- 전류 제한 회로 차단기 가이드:보호 및 사양 – 전자기 반발 물리학 및 I에 대한 심층 분석2t 제한
- 회로 차단기 유형: 전체 분류 가이드 – ACB, MCCB, MCB 차이점 및 애플리케이션에 대한 포괄적인 개요
- 상업용 EV 충전 보호 가이드: ACB, MCCB 및 Type B RCBO – 부하 계산을 통한 실제 조정 예제
FAQ: MCCB 단시간 보호
Q1: ACB 대신 MCCB를 주 인커머로 사용할 수 있습니까?
A: 완전한 선택성을 요구하는 시스템에는 권장되지 않지만 가능합니다. MCCB에는 선언된 Icw 정격이 없으므로 높은 고장 전류(>10× In)에서 다운스트림 조정을 위해 트립을 안정적으로 지연시킬 수 없습니다. 선택성이 중요한 산업 시설의 주 인커머에는 ACB를 사용하거나 상업용 애플리케이션의 경우 제조업체 표를 사용하여 조정 제한을 확인하십시오.
Q2: MCCB 단시간 지연을 0.5초로 설정했지만 고장 전류가 20× I인 경우 어떻게 됩니까?n?
A: 차단기가 트립됩니다. 곧 자기 트립을 통해 0.5초 지연 설정을 무시합니다. MCCB 단시간 지연은 고장 전류가 단시간 픽업(예: 2-10× In)과 순시 임계값(예: 12× In) 사이에 유지될 때만 작동합니다. 순시 이상에서는 자기 요소가 전자 설정을 무시합니다.
Q3: 모든 MCCB가 전류 제한 기술을 사용합니까?
A: 아니요. 열-자기 MCCB(고정 트립, 조정 불가)는 일반적으로 더 느린 바이메탈 과부하 요소를 사용하며 진정한 전류 제한을 달성하지 못할 수 있습니다. 고속 작동 접점과 최적화된 아크 슈트가 있는 전자 트립 MCCB는 전류 제한이 될 가능성이 더 높습니다(제조업체의 통과 곡선을 통해 Ip 및 I2t 값이 예상 고장 수준 미만임을 확인하십시오).
Q4: 두 MCCB 간의 선택성을 어떻게 확인합니까?
A: 제조업체 조정 표를 사용하십시오(시간-전류 곡선만 사용하지 마십시오). 표는 다음을 고려합니다.
- 다운스트림 차단기의 통과 에너지(I2t)
- 업스트림 차단기의 비 트립 에너지 임계값
- 다양한 고장 수준에서의 전류 제한 효과
예: Schneider Electric은 조정 가이드에서 특정 MCCB 모델 간의 최대 선택성 제한(예: “최대 15kA까지 선택적”)을 보여주는 자세한 선택성 표를 제공합니다.
Q5: 모터 정격 MCCB의 순시 설정이 더 높은 이유는 무엇입니까(13-14× In)?
A)? 직접 온라인(DOL) 모터 시동 중 성가신 트립을 방지하기 위해. 연구에 따르면 모터 돌입 전류는 첫 번째 피크에서 12-13× In 에 도달할 수 있습니다. 모터 정격 MCCB는 또한 접점 반발 임계값이 더 높습니다(>14× In) 시동 과도 현상 중에 접점이 열리지 않도록 하여 불필요한 마모와 재폐쇄 시 잠재적인 용접을 방지합니다.
결론
정격 I 없이 단시간 지연 보호를 제공하는 MCCB의 명백한 역설cw 값은 보호 철학의 근본적인 차이에서 비롯됩니다. ACB는 기계적 강도와 열 질량을 통해 고장을 견디는 반면 MCCB는 전자기 물리학과 빠른 아크 차단을 통해 고장을 제한합니다.
이 구분을 이해하는 것은 조정 체계를 설계하는 전기 엔지니어에게 매우 중요합니다. MCCB는 고유한 단시간 내전압 기능(일반적으로 12-14× In) 내에서 다운스트림 장치와 선택적 조정을 달성할 수 있지만 파단 용량에 가까운 높은 고장 전류에서 ACB 동작을 복제할 수 없습니다. 전체 고장 전류 범위에서 완전한 선택성이 필요한 애플리케이션의 경우 MCCB 피더와 조정되는 ACB 주 인커머는 여전히 업스트림에서 카테고리 B 시간 지연 기능을 활용하고 다운스트림에서 카테고리 A 전류 제한 이점을 활용하는 황금 표준입니다.
주요 설계 원칙: 차단기 범주를 애플리케이션에 맞게 조정하십시오. 고장을 “기다려야” 하는 경우 ACB를 사용하고 고장을 “빠르게 제거”해야 하는 경우 MCCB를 사용하십시오.”
복스 일렉트릭 소개: VIOX Electric은 몰드 케이스 회로 차단기(MCCB), 공기 회로 차단기(ACB) 및 산업 및 상업용 애플리케이션을 위한 포괄적인 보호 솔루션을 전문으로 하는 선도적인 B2B 전기 장비 제조업체입니다. 당사의 엔지니어링 팀은 복잡한 조정 연구 및 시스템 설계 최적화에 대한 기술 지원을 제공합니다. 문의하기 애플리케이션별 지침을 참조하십시오.
