32AF 주택용 누전차단기의 순시트립특성에 관한 연구 = A Study on Improvement of Instantaneous Trip Characteristics of 32AF RCBO

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 RCBO(Residual Circuit Breaker with Overcurrent protection)의 순시트립 특성을 향상시키는 방법에 관하여 연구하였다.
기존 산업용 누전차단기와 달리 IEC 규격에 맞는 주택용 누전차단기의 여러 까다로운 품질 특성을 맞추는 데 중점을 두었다.
32AF의 제품에 맞는 품질특성을 기존 제품 규모(Size)에서 구현하는 데 많은 어려움이 있어 2P2E 구조를 2P1E 구조로 전환하여 한 개의 보호극이 없어지는 공간에 순시 코일, 순시 코아 등을 활용하여 기자력을 향상시키는 방법을 고안하였다.
이와 같은 방법의 고안은 차단기에 적용되는 전기 전자적 이론을 바탕으로 코일과 Coil을 지지하고 고정하는 Coil Bobbin, 기자력을 향상시키는 Fix Core, Moving Core 등을 활용한 방법이다.
이와 같은 방법을 통하여 KS에서 규정하고 있는 과전류 특성, 온도 상승 시험, 순시 특성 시험, 단락 차단 특성 시험 등을 시험한 결과 모두 규격에 만족하는 성과를 거두었다.
개발된 차단기는 기존 차단기와 동일한 Size로 연구 개발되어 품질 이상의 발생이나 A/S 요구시에도 쉽게 대체할 수 있는 점도 큰 성과라 하겠다.
주택용 차단기는 주택이나 준주택에서 비전문가들이 사용하는 것으로 전기 안전에 기반한 품질의 특성을 강화한 것이다. 이런 이유로 실제 우리의 실생활에서 그 사용량은 증가할 것으로 예상하며, 본 연구의 결과를 토대로 차단기 업계에 개발, 생산, 품질 향상 활동에 있어서 큰 효과가 있을 것으로 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper is a study on how to improve the instantaneous trip characteristics of RCBO(Residual current operated circuit-breaker with integral overcurrent protection for household uses).
Compared to industrial short circuit breakers, the current residential short circuit breakers do not meet the quality characteristics of IEC's standard for residential short circuit breakers.
Therefore, this paper is a study to satisfy the quality characteristics of IEC standards of domestic housing short circuit breakers.
In this study, while satisfying the quality characteristics of IEC standards, there were many difficulties in developing a housing circuit breaker with the same size as the 32AF product, which is a housing short circuit breaker currently used in Korea.
However, in this study, we found a way to improve the electromagnetic force by converting the 2P2E structure of a residential short circuit breaker to a 2P1E structure and utilizing instantaneous coils and instantaneous cores in a space where one protective pole disappears.
In this study, based on the magnetic theory applied to the circuit breaker, we found a way to use Coil Bobbin, which supports and fixes coils, or Fix Core, Moving Core, which improves press force.
As a result of this study, the developed residential short circuit breaker satisfies the collection standards such as overcurrent characteristics, temperature rise tests, instantaneous characteristics tests, and short circuit breaking characteristics tests specified by KS.
In addition, by equalizing the product size of the developed housing circuit breaker and the existing circuit breaker, product management is convenient in the event of abnormalities and other A/S in the circuit breaker.
In conclusion, in this paper, a residential short circuit breaker was developed that improved electrical safety while satisfying the quality characteristics of IEC standards.
The developed home circuit breaker is expected to have a great effect on the development, production, and quality improvement of circuit breaker producers.
And in the future, this circuit breaker will be used very much as a housing circuit breaker.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 2. 연구의 내용 및 범위 5
• Ⅱ. 이론적 고찰 및 선행 연구 7
• 1. 누전차단기의 정의, 역할 및 종류 7
• 가. 차단기의 정의 및 역할 7
• 나. 차단기의 종류 8
• 2. 누전차단기의 기술적 이해 14
• 가. 주요 부품과 역할 14
• 나. 과부하 트립의 원리 23
• 다. 누전차단기의 동작 원리 26
• 라. 차단기에 적용되는 전기적 이론 27
• 마. 차단기의 주요 특성 용어 32
• 3. RCBO의 환경, 품질, 기술적 문제 34
• 가. RCBO의 환경, 품질, 기술 34
• 나. 전기 재해 분석 39
• 4. 연구하고자 하는 RCBO의 방향 42
• 가. 연구 방향 42
• 나. 설계 방향 44
• 다. 주요 성능 지표 46
• 라. 순시 코일의 자기장 검토 46
• 5. 선행연구 48
• Ⅲ. RCBO의 설계/시제품 생산 및 시험 결과 49
• 1. 본 연구를 통한 시제품 설계 49
• 가. 제품의 순시트립 구조 49
• 나. C형 순시트립 성능구현을 위한 주요 부품 설계 50
• 2. 성능 검증 시험 및 결과 52
• 가. 시간-(과)전류 특성시험 52
• 나. 온도상승 시험 54
• 다. 순시트립 성능시험 59
• 라. 단락 성능시험 68
• 마. 시험 결과 76
• 3. 연구 제품의 국내 연간 소요량 77
• Ⅳ. 결론 및 기대효과 78
• 용어정리 80
• 국문초록 85
• ABSTRACT 86
• REFERENCES 89
• 감사의 글 96