차단기 건전성 평가

2020년08월26일

가장 일반적인 차단기 측정 소개

다음 인터뷰에서 차단기 테스트와 관련된 가장 중요한 주제를 간략하게 짚어봅니다. Siegfried Bernhauser가 OMICRON의 회로 차단기 전문가 중 한 명인 Ari Tirroniemi와 함께 모션 및 접점 이동 거리 측정에 중점을 두고 회로 차단기 상태를 포괄적으로 평가하기 위한 가장 일반적인 측정과 필요한 도구에 관해 대담을 나누었습니다.

Ari는 스웨덴에 있는 Linköping 공과 대학에서 응용 물리학과 전기공학을 전공했으며 OMICRON에서 15년 이상 근무했습니다. 그는 2012년부터 차단기 분야에 매진하고 있으며 현재는 차단기 응용 엔지니어로 활동 중입니다. Ari는 Cigré Working Group A3.46 “Generator Circuit-Breakers Review of Application 요건, 관행, 현장 경험 및 향후 동향"의 멤버입니다.

SIEGFRIED: Ari, 차단기의 상태를 평가하기 위해 수행할 수 있는 다양한 테스트가 있습니다. 몇 가지 소개해 주시겠습니까?
ARI:
예, 물론이죠. 정말 많은 종류의 테스트가 있습니다. 전기-기계 테스트, 전기 테스트, 육안 검사. 이렇게 세 가지 그룹으로 나눠보겠습니다.
육안 검사를 통해 가시적인 손상, 부식, 가스/공기/유압 누출을 검사하거나 열화상 카메라를 사용하여 연결부 또는 메인 접점에 비정상적인 열 흔적이 있는지 파악하여 연결부/접점 마모를 확인할 수 있습니다. 이러한 검사는 대략 1년에 한 번 수행합니다.
전기 테스트는 타이밍, 정적 및 동적 접촉저항 테스트, 코일 및 모터 전류 분석, 또는 최소 동작 테스트 등 차단기 테스트 중에 수행하는 전통적인 테스트입니다.
전자기계 테스트에는 유압/가스 압력 또는 작동 중 진동 테스트가 있지만 무엇보다도 모션/접점 이동 거리 측정을 가장 중요시합니다.
전기 및 전자기계 테스트 모두 일반적으로 10-15년에 한 번 수행합니다. 하지만 때로 더 자주 수행하기도 하는데, 특히 차단기에서 결함을 제거하거나 육안 검사 중에 특이 사항이 발견된 경우가 그렇습니다.

SIEGFRIED: 어떤 테스트가 가장 많이 수행되고 또 권장하고 싶은 테스트는 무엇입니까?
ARI: 가장 일반적으로 수행되는 테스트는 다음과 같습니다.

  • 정적 및 동적 접촉저항 테스트
  • 타이밍 테스트
  • 코일 및 모터 전류 분석
  • 모션/접점 이동 거리 테스트
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개인적으로, 모션/접점 이동 거리 테스트와 함께 동적 접촉저항 테스트 수행을 강력히 권장합니다.

SIEGFRIED: 이러한 테스트에 대해 좀 더 자세히 설명해 주시겠습니까?
ARI:
물론이죠. 정적 접촉저항 테스트는 큰 손실 없이 정격 전류를 전달할 수 있는지 여부 등 메인 접점의 상태를 검사하는 데 이용됩니다.
동적 접촉저항 테스트는 회로 차단 작동 중의 접촉저항을 기록하여 주 접점과 아크 접점의 마모 및 찢어짐 관련 문제에 대한 정보를 제공합니다. 차단기 챔버를 열지 않고 아크 접촉에 대한 정보를 얻을 수 있는 유일한 방법입니다.
타이밍은 위상 내, 그리고 위상 사이에서 작동 시간과 동기성을 평가하여 안전하고 신뢰할 수 있는 차단기 작동을 검증하는 데 이용됩니다.
코일 전류 분석 과정에서는 차단기가 작동했을 때 코일의 전류 신호를 기록합니다. 값이 벗어나면 트립 또는 폐쇄 코일 구성요소에 전기 또는 기계적 결함이 있음을 나타낼 수 있습니다. 모터 전류 분석은 스프링을 압착하거나 유압 또는 공기 압력을 증가시키기 위해 모터에 필요한 전류를 기록하는 식으로 수행됩니다. 코일 전류 분석과 동일한 방법으로 모터 전류 분석을 수행하여 모터의 전기적 또는 기계적 구성 요소에서 발생할 수 있는 편차를 감지한다.
모션/접점 이동 거리 테스트는 메커니즘의 전반적인 성능을 점검하고 메커니즘의 결착이나 기계적 댐퍼 불량과 같은 운동학적 연결 고리에서의 결함을 감지합니다.
따라서, 이러한 모든 측정을 결합하여 차단기의 건전성을 명확하게 파악할 수 있습니다. 제 경험으로 볼 때 CIBANO 500이 있으면 재결선하지 않고 양쪽에서 접지를 통해 테스트 작업자의 안전을 높이면서 이러한 모든 테스트를 수행할 수 있습니다.

SIEGFRIED:모션 측정을 권장하셨습니다. 이 측정을 왜 해야 합니까?
ARI:
음, 이미 말씀 드린 바와 같이, 이 테스트는 차단기 기능에서 중요한 부분인 차단기의 운동학적 연결 고리에 대한 전반적인 성능을 검증하는 데 이용됩니다. 느린 작동의 원인인 메커니즘 결착, 또는 차단기의 동작을 변화시켜 결국 차단기의 중대한 고장으로 이어지는 기계적 댐퍼 불량을 찾아내는 데 이 테스트를 이용할 수 있습니다.
또한 전체 이동 거리, 접점 wipe, 초과 이동 거리 또는 리바운드 및 속도에 관한 정보도 얻을 수 있습니다. 동적 접촉저항 테스트의 추적과 함께 아크 접촉의 길이를 계산하여 마모 및 파손을 확인할 수 있습니다.

SIEGFRIED: 모션/접점 이동 거리 측정은 수행하기에 복잡합니까?
ARI:
사실 그렇지 않습니다. 조금의 추가 시간과 테스트하려는 차단기에서 모션 센서를 장착하기 위한 특수 어댑터가 필요할 수는 있습니다. OMICRON은 가능한 한 고객이 가진 많은 차단기 유형을 포괄하기 위해 어댑터의 수를 계속해서 늘리고 있습니다.
CIBANO 500의 큰 장점 중 하나는 디지털 센서가 제공된다는 점입니다. 이러한 센서는 측정 전에 보정할 필요가 없고, 센서가 코딩되어 있어 CIBANO 500 시스템이 자동으로 센서를 인식하고 올바른 분해능과 공급 전압을 구성합니다.

SIEGFRIED:메인 접점은 차단기 챔버에 내에 들어 있습니다. 이동 거리를 어떻게 측정할 수 있습니까?
ARI:
네, 맞습니다. 대부분의 경우, 메인 접점에 연결된 로드에 직접 접근하는 것은 불가능하기 때문에 접점 이동을 측정하기 위한 대체 접근 지점을 찾아야 합니다. 접근 지점은 다양하며 차단기 유형에 따라 다릅니다. 많은 경우에 최고의 접근 지점은 작동 메커니즘의 구동 샤프트 끝 또는 폴 하부의 기어 샤프트에서 찾을 수 있습니다. 즉, 모션/접점 이동 거리를 측정하려면 로터리 센서를 사용해야 합니다. 센서를 장착할 수 있는 몇 가지 가능성이 있는 경우 제조업체에 접점 이동 측정 위치를 문의하는 것을 추천드립니다. 그러면 측정 결과를 출고시 결과와 비교하고 측정된 이동이 최대한 선형적이 되도록 메인 접점에 근접하게 센서를 마운트할 위치를 찾을 수 있습니다.

SIEGFRIED: 로터리 모션을 측정하고 메인 접점이 선형 방향으로 이동한다면, 회전 운동에서 선형 운동으로 어떻게 전환합니까?
ARI: 회전 운동을 선형 운동으로 전환해야 합니다. 이를 위해 CIBANO 500에서 두 가지 옵션을 이용할 수 있습니다. 로터리 센서와 메인 접점 사이의 기계적 연결부에 하나의 레버만 있다면 선형 변환 계수로 충분히 정확합니다. 이 계수를 이용해 측정된 값을 밀리미터로 변환합니다. 레버가 두 개 이상 있으면 변환표를 사용하는 것을 권장합니다. 그러면 비선형 동작에 대한 정확도가 개선됩니다.

SIEGFRIED: 특정한 차단기에 이러한 센서를 마운트하는 데 도움을 받을 수 있습니까?
ARI:
CIBANO 500 고객 지원을 위해 저희는 모션 센서를 몇 가지 일반적인 차단기 유형에 장착하는 방법을 단계별로 안내하는 여러 편의 비디오를 제작했습니다.

SIEGFRIED: 지식을 공유해 주셔서 감사합니다!

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