2극 대 4극 직류 회로 차단기: 구조 및 선정 시 고려 사항

이 비교는 DC MCB 구매자를 위한 질문 지침입니다. 이는 4극이 자동으로 더 안전하거나 2극이면 항상 충분하다는 것을 의미하지 않습니다. 정격 및 연결 관련 정보는 제안된 주문 코드에 해당해야 하며, 카탈로그에 수록된 유사한 제품이 아닌 해당 코드에 명시된 내용이어야 합니다.

먼저 도체와 차단기 극을 구분하십시오.

2도체 직류 시스템에는 양극 도체와 음극 도체가 있지만, 그 사실만으로는 필요한 차단기의 극 수를 결정할 수 없습니다. 제조사는 특정 직류 정격 전압을 달성하기 위해 하나의 도체를 따라 두 개 이상의 극을 직렬로 배선하도록 지정할 수 있습니다. 또 다른 구성 방식으로는 두 도체 모두에 극을 사용하는 경우가 있습니다. 실제로 어떤 회로가 차단되는지는 “4극”이라는 용어가 아니라 도면을 통해 확인해야 합니다.

프로젝트 단선도에서 모든 도체, 전원 및 부하 연결부를 표시하십시오. 그런 다음 각 극을 통과하는 제안된 전류 경로를 그리십시오. 브리징 링크가 필요한 경우, 해당 링크가 제조업체 승인 액세서리인지, 제공된 연결부인지, 아니면 현장에서의 개조가 금지된 것인지 확인하십시오. 외부 단자는 계산에 포함하지 말고, 각 단자가 독립적으로 보호되는 도체에 해당한다고 가정하십시오.

차단기가 한 극성만 개방하도록 설계되었는지, 양 극성 모두를 개방하도록 설계되었는지, 아니면 지정된 직렬 경로를 개방하도록 설계되었는지 확인하십시오. 시스템 접지 방식과 고장 시나리오가 이러한 결정에 영향을 미칩니다. 접지된 도체 배치는 절연 시스템과는 다르게 검토될 수 있으므로, 엔지니어는 관련 설치 규정과 고장 분석을 적용해야 합니다.

정확한 정격 직류 전압을 비교하십시오

직류 아크는 교류와 달리 전류가 자연스럽게 0을 통과하는 지점이 없습니다. 따라서 높은 직류 전압에서 차단 성능을 관리하기 위해 제품별 극 배열을 사용할 수 있습니다. 슈나이더 일렉트릭의 직류 차단기 가이드에 따르면, 전압 한계치는 직렬 극 연결 방식과 시스템 토폴로지에 따라 달라질 수 있습니다. 이러한 예시는 슈나이더 제품에 대한 것이며, 보편적인 변환 공식은 아닙니다.

설치 지점에서 충전 상태나 기타 고전압 상태를 포함하여 최대 작동 전압을 확인하십시오. 이를 해당 제품의 정격 직류 작동 전압(정확한 극수 및 연결 도면 기준)과 비교하십시오. 4극형 제품의 명목 전압을 사용하여 2극형 제품을 승인하거나, 그 반대의 경우도 허용되지 않습니다.

공급업체가 추가 극을 직렬로 연결할 것을 제안하는 경우, 단자 배열 순서, 극성 및 연결 관계를 나타낸 도면을 요청하십시오. 해당 정확한 배열에 대해 고전압 차단 능력이 명시적으로 문서화되어 있어야 합니다. 경쟁사의 도면을 바탕으로 사용자가 직접 제작한 직렬 브리지만으로는 새로운 차단기가 올바르게 차단할 것이라는 증거가 되지 않습니다.

동일한 전압 기준에서 예상 고장 전류를 확인하십시오

차단기는 단자에 가해지는 고장 전류를 차단해야 합니다. 전원 장치의 정격 전류뿐만 아니라 해당 위치에 특화된 예상 직류 고장 전류를 고려해야 합니다. 배터리, 컨버터, 병렬 스트링 및 기타 공급원은 부하 조건을 변경할 수 있습니다. 계산 결과를 해당 전압 및 극 연결 방식에서 해당 차단기의 공시된 직류 차단 용량과 비교해야 합니다.

정격 전류와 차단 용량은 서로 다른 사양입니다. 극 수가 많다고 해서 고장 전류 정격이 자동으로 높아지는 것은 아니며, 제품의 교류 차단 데이터가 직류 데이터를 대신할 수는 없습니다. 공급업체에 제안된 연결 방식을 뒷받침하는 정격 표와 시험 조건을 확인해 달라고 요청하십시오.

전원 기여도 및 접지에 대한 모든 가정을 명확히 표시해 두십시오. 고장 분석이 완료되지 않은 경우, 차단기 비교 결과를 ‘잠정적’으로 명시하십시오. 엔지니어링 팀이 가용 고장 전류 계산을 마무리하는 동안 조달 팀은 후보 문서를 찾아볼 수 있습니다.

현재 방향 및 극성 규칙을 복습하세요

일부 직류 보호 장치에는 전원/부하 또는 양극/음극 방향에 대한 요구 사항이 있습니다. 배터리 충방전 기능이 있는 시스템의 경우 정상 전류가 한 방향 이상으로 흐를 수 있으며, 고장 전류는 또 다른 경로를 통해 흐를 수도 있습니다. 4극 구조라고 해서 극성 표시와 설치 지침을 확인해야 할 필요성이 사라지는 것은 아닙니다.

각 운전 및 고장 상태에 대해, 어느 단자에 전압이 인가되는지, 그리고 전류가 장치로 어떻게 유입되는지 표시하십시오. 이를 제조업체의 정확한 도면과 비교하십시오. 제안된 차단기가 ‘비극성’으로 명시된 경우, 요구되는 전압 및 차단 용량 조건에서 해당 명시의 적용 범위를 확인하십시오. 이를 무제한적인 양방향 전류 처리 능력으로 해석해서는 안 됩니다.

도면에 의문이 있는 경우, 공급업체에 주문 코드를 명시하여 서면으로 명확히 해달라고 요청하십시오. 모호한 표기를 시험 배선을 통해 해결해서는 안 됩니다. 잘못된 배선 방향은 정상 작동 시에는 눈에 띄지 않을 수 있지만, 고장으로 인한 정지 시에는 문제가 될 수 있습니다.

격리 및 유지 관리 필요 사항을 고려하십시오

예정된 유지보수 또는 절연 기능을 수행하기 위해 어떤 도체를 분리해야 하는지 명시하십시오. 보호용 차단기와 스위치-분리기의 승인된 기능이 서로 다를 수 있습니다. 해당 장치가 예정된 절연 역할에 적합한 정격인지, 그리고 제안된 극 배열에서 장치를 개방한 후에도 전압이 유지되는 부분이 어디인지 확인하십시오.

패널 제작자는 장치의 양면에 라벨을 부착하고, 준공 도면에 연결 관계를 명확하게 표시해야 합니다. 극성당 2개의 극이 직렬로 연결된 4극 장치는 4개의 독립적인 도체와 유지보수 측면에서 차이가 있습니다. 인클로저 및 잠금 절차는 실제 토폴로지를 반영해야 합니다.

2극 후보와 4극 후보를 공정하게 비교하라

표에 “2P”나 “4P”와 같은 일반적인 가정을 무분별하게 기재하지 마십시오. 주문 코드와 문서 개정판을 입력하십시오. 후보 제품들이 서로 다른 연결 토폴로지를 지원하는 경우, 이를 단순히 ‘드롭인 업그레이드’로 제시하는 대신 명확하게 설명하십시오.

공간, 열 및 배선상의 영향

4극 제품은 일반적으로 물리적 폭이 더 넓어야 하며, 더 많은 연결부나 도체 배선이 필요할 수 있지만, 실제 치수는 제품 도면에 명시되어 있습니다. 전류 경로 요소가 많아지면 방열에도 영향을 미칠 수 있으므로, 제조업체에서 구체적인 정격 감축 또는 설치 요구 사항을 제시할 수 있습니다. 인클로저 온도, 인접한 장치, 버스바 또는 케이블 종단 공간, 그리고 장착 방향을 확인하십시오.

문서화된 직류 전압이나 연결 용량이 충분하지 않은 경우, 단순히 레일 공간을 절약한다는 이유만으로 소형 2극 제품을 선택해서는 안 됩니다. 마찬가지로, 배선 및 열적 영향을 확인하지 않고는 더 큰 4극 장치를 채택해서는 안 됩니다. 가장 적합한 것은 올바르게 설치하고 유지보수할 수 있는 승인된 전기 경로입니다.

평점 주장의 모든 출처를 기록하십시오

신뢰할 수 있는 비교를 위해서는 정확한 데이터 시트명, 개정판, DC 정격 표가 수록된 페이지, 그리고 해당 단자 경로를 보여주는 설치 도면을 명시해야 합니다. 해당 문서들을 함께 보관하십시오. 연결 도면이 없는 정격 표나, 차단 용량 조건이 명시되지 않은 연결 도면은 중요한 정보를 누락하게 됩니다. 구매자는 공급업체에 각 페이지가 제안된 주문 코드 중 어느 것을 다루는지 명확히 밝혀줄 것을 요청해야 합니다.

인용된 장치에 여러 가지 전압이 명시되어 있는 경우, 해당 전압들이 서로 다른 극수, 직렬 경로, 접지 시스템 또는 시험 조건에 해당하는지 확인하십시오. 가장 유리한 값들을 합쳐서 통합 사양으로 만들지 마십시오. 또한 비교 시에는 테스트된 구성을 구현하는 데 필요한 모든 부속품이나 공장 연결 장치를 명시해야 합니다. 특수 연결 장치, 더 큰 인클로저 또는 추가 배선이 필요한 경우, 낮은 단가는 오해를 불러일으킬 수 있습니다.

설계 검토 단계에서는 도면 작성자 이외의 다른 사람이 두 도면 모두에 현재 경로를 따라 그려보게 하십시오. 이러한 독립적인 검증을 통해 조립이 이루어지기 전에 누락된 브리지나 잘못된 단자에 배치된 도체를 발견할 수 있습니다. 그 결과는 전압 및 고장 전류 계산과는 별도로 토폴로지 검증 결과로 기록되어야 합니다.

비교 견적 요청서(RFQ)에 무엇을 포함해야 하는가

시스템의 단선도, 전압 엔벨로프, 접지 배치, 고장 전류 계산 결과, 예상 전류 방향, 차단해야 할 도체 및 패널 공간 제한 사항을 제출하십시오. 공급업체에 정확한 2극 및 4극 주문 코드, DC 정격 표, 배선도, 극성 지침, 차단 데이터 및 설치 요건을 요청하십시오.

그 DC MCB 등급 상업적 맥락을 제공합니다. 이 2극 DC MCB 제품군 그리고 고전류 DC MCB 제품군 이는 단지 출발점일 뿐, 특정 4극 대안이 존재한다는 증거나 두 가지 중 어느 하나가 해당 용도에 적합하다는 증거는 아닙니다.

사용법 RITOKS 문의 모델별 문서를 요청하십시오. 제안된 폴 수가 패널 도면에 변경 사항을 초래하는 경우, 주문하기 전에 해당 선택 사항을 엔지니어링 부서로 다시 회신하십시오. 검사 및 향후 교체를 위해 최종 연결 도면을 자재 명세서와 함께 보관하십시오.

자주 묻는 질문

4극 직류 차단기가 항상 더 좋은 것일까?

아닙니다. 제조사에서 승인한 다른 연결 또는 분리 목적을 지원할 수는 있겠지만, 적합 여부는 정확한 전압, 고장 지속 시간, 배선 및 시스템 설계에 따라 달라집니다.

‘2극’이란 양극성이 모두 보호된다는 뜻인가요?

꼭 그렇지는 않습니다. 문서화된 구성에 따라 극들이 하나의 경로에서 직렬로 연결되어 있을 수도 있습니다. 해당 회로도를 확인하여 실제로 어떤 도체가 단선되었는지 파악하십시오.

현장에서 전봇대 사이에 가교를 설치하여 정격 용량을 높일 수 있습니까?

정확한 제조업체 설명서에 해당 연결이 허용된다고 명시되어 있고, 필요한 연결 부위를 지정하며, 그로 인해 결정되는 정격이 명시된 경우에만 연결하십시오. 다른 제품을 바탕으로 이를 추측해서는 안 됩니다.

결론

시스템 도체와 고장 경로를 제조사의 정확한 접속도에 대입하여 DC 차단기 극 배열을 선택하십시오. 그런 다음 해당 배열에 대한 전압, DC 차단 용량, 극성 및 절연 요구 사항을 확인하십시오. 극 수는 출발점일 뿐, 정격이 아닙니다.

참고 문헌

• ABB, S200UDC 소형 회로차단기 DC 적용 도면.
• 슈나이더 일렉트릭, DC 차단기 선정 및 극 연결 가이드.
• IEC, IEC 60947-2:2024 회로 차단기.