퓨즈를 사용하여 모터를 보호하는 방법

퓨즈는 차단기 보호에 비해 차단 전류가 높으며(현재 테스트 가능한 최대 300KA), 설치 및 유지보수 비용이 낮습니다. 본문에서는 IEC와 UL 두 가지 주요 표준 체계를 기준으로 저압 퓨즈와 고압 퓨즈 두 부분으로 나누어 실제 작업에서의 실무를 결합하여 설명합니다.

1. 저압 퓨즈:

1) 특성: IEC60269 표준(중국 표준 GB/T13539 포함. 중국 표준은 IEC 표준을 완전히 준수하며 CCC 강제 인증 또는 CQC 자발적 인증을 시행함): 특성에 따라 gM(모터 회로 전체 범위 차단 능력을 보호하는 퓨즈*), aM(모터 회로 일부 범위 차단 능력을 보호하는 퓨즈)로 구분됩니다. 즉, gM 특성의 퓨즈는 회로 내 과부하 전류와 단락 전류를 보호하며, aM 특성의 퓨즈는 회로 내 단락 전류만 보호합니다. 실제 사용에서는 gG형과 gM형이 호환 가능하며, gG형과 aM형이 일반적으로 함께 사용됩니다.
*IEV441-18은 퓨즈(FUSE)와 퓨즈 링크(FUSE-LINK)의 정의를 제공합니다.

2) IEC 표준 퓨즈의 크기 분류: IEC는 호환 가능한 크기가 매우 많아 관형, NH(NT)**, 영국 BS형, 독일 D형, 미국 CC/J/T/L형***으로 나눌 수 있습니다.

NH(NT)**: IEC 신표준은 NH 명칭을 사용하며, NH형 퓨즈는 직각 모서리와 본체 및 칼날 방향 이중 표시기를 갖추고 있습니다. NT형은 곡선 모양이며 일반적으로 칼날 방향 표시기가 있습니다. 두 종류는 사용 시 성능이 상호 교환 가능합니다.

미국 CC/J/T/L형***: IEC 신표준은 UL 표준 크기를 호환하며, 이 퓨즈들은 안전 설계 개념, 차단 전류, 크기 등에서 독특한 장점을 가지고 있어 이후 별도로 설명합니다.

3) 선택 시 고려 요소:

(1) 모터 정격 전압;
퓨즈의 정격 전압은 반드시 모터의 정격 전압과 변동 전압보다 높아야 하며, 이는 퓨즈가 끊어진 후 아크 전압(최대 정격 전압의 2.5배까지 도달 가능)이 장비에 손상을 주는 것을 방지하기 위함입니다.

(2) 모터 정격 전류;
모터의 정격 전류가 퓨즈의 정격 전류를 선택하는 기준이 아닙니다. 아래 그림(aM 모터 단락 보호 개념도)에서 볼 수 있듯이, 제한형 퓨즈는 고장 전류가 모터를 손상시키기 전에 차단해야 하며, 퓨즈의 정격 전류는 다음 몇 가지 요소를 고려해야 합니다.

(3) 모터 사용 환경 온도, 냉각 시스템, 해발 고도;
퓨즈의 사용 온도는 일반적으로 20~30℃로 정의되며, 30℃를 초과하면 퓨즈 제조사가 제공하는 온도 감쇠 곡선에 따라 정격 전류를 감액해야 합니다. 풍냉 또는 기타 냉각 방식을 사용해 온도를 낮출 경우에도 정격 전류에 미치는 영향을 고려해야 합니다. IEC 표준은 퓨즈 사용 해발 고도를 2000m 이하로 규정하며, 이를 초과할 경우 "고도 100m 상승마다 정격 전류 0.5% 감액" 규정을 적용해야 합니다.

(4) 기동 시 콘덴서, 전력망 고조파, 퓨즈 차단 후 복구 전압이 모터에 미치는 영향;
기동 콘덴서, 전력망 고조파 등은 퓨즈의 정상 작동에 충격을 주므로 퓨즈의 정격 값을 높여야 합니다.

(5) 퓨즈와 접촉기, 열 보호 계전기의 보호 조합.
단락형 퓨즈는 단락 고장에 대해서만 보호를 수행합니다(아래 그림은 IEC 표준에 따른 aM 보호 범위 개념도). 주요 이유는 과부하 조건에서 회로 내 열이 퓨즈의 단락을 고온 환경에서 발생시키며, 이는 퓨즈 구조를 손상시켜 회로 내 다른 부품에 영향을 미치기 때문입니다. 따라서 60초 이내 보호를 위해 열 계전기를 사용해야 합니다.