전기실의 상시부하(常時負荷)

 

전기실의 변압기 부하분담(變壓器 負荷分擔)

 

조명용 변압기와 동력용 변압기에서 분담하고 있는 부하는 다음과 같다.

가. 조명용 변압기 : 조명 및 콘센트설비

나. 동력용 변압기 : 급수, 오․배수, 환기(공조), 에스컬레이터, 냉동기 보조전원, 기타 모타를 사용하는

     부하

전기실의 상시부하(常時負荷)

 

1호계 및 2호계를 부하측 분기용 차단기에서 자동 연결되도록 ATS(자동 또는 수동으로 절체되는 분기개폐기)를 설치하여 상시 부하에서 항상 전원 공급이 가능하도록 한 부하를 “상시부하”라 한다.

가. 배수 펌프

나. 소화전

다. 스프링쿨러

라. 오수 펌프

마. 배연 휀

바. 터널 조명

사. 터널 콘센트

아. 비상 콘센트

자. 축전지 전원

차. 통신 기계실

카. 방송실

타. 장애자용 휠체어 리프트 전원

파. U.P.S 전원

하. 엘리베이터, 에스컬레이터 전원

전기실의 단로기(斷路器) Disconnecting Switch

 

고압이나 특별 고압의 전력 회로에 사용되며, 기기의 점검 보수시 또는 회로 분리나 접속 변경을 위해 부하 전류를 개폐하지 않고 무부하의 충전된 전로를 개폐하는데 사용되는 기기를 “단로기”라 한다. 단지 정격 전압하에서 충전된 전로를 개폐(붓싱, 모선, 접속선 등)하기 위해 사용되는 것이며, 부하전류의 개폐 및 고장 전류의 차단은 차단기로 하며 단로기로서는 취급하면 안된다. 또한 차단기는 단로기에 비해 동상극간 내전압이 낮으므로, 통상 단로기를 직렬로 사용한다.

 

단로기의 구조상 중요한 부분은 상시부하전류를 통전하는 접촉자, 스프링 등 접촉을 구성하는 부품에 의해서 조립된 접촉부와 대지와 절연하는 절연 지지물인 베이스로 구성된다.

단로기는 폐로(閉路)상태 또는 개로(開路)상태에서 단락시의 전자력, 풍압, 그 밖의 외압에 의해 자동으로 개폐(開閉)되지 않도록 안전장치가 있는 구조로 되어 있다.

또한, 단로기를 조작하는 방식은 수동조작, 원격조작, 전기조작, 공기조작, 스프링조작, 훅크봉조작방식 등이 있으며, 일반적으로 역사전기실 단로기의 개폐조작이 훅크봉에 의하여 이루어지므로 수동조작방식인 훅크봉조작을 표준으로 한다.

쇄정 장치(鎖錠 裝置)

 

사용중의 단로기를 開나 閉 상태로 쇄정하기 위한 장치를 “쇄정장치”라 하며, 단로기의 오투입을 방지하기 위한 목적으로 설치한다.

차단기(遮斷器) Circuit Breaker

 

차단기는 회로의 사고시에 고장전류를 개방하는 것을 주 목적으로 하여 회로를 선택하여 개폐하는 것이므로 동작횟수 등이 한정된다. 즉, 차단기는 보통의 부하전류를 개폐함과 동시에 이상상태 발생시에 신속히 회로를 차단하고 회로에 접속된 전기기기, 전선 등을 보호하고 안전하게 유지하는 것이다.

차단기는 고정자와 가동접점을 떼었을 때 아크가 발생되면서 속류가 차단되는데 이 속류를 차단시킬 때 매질을 무엇을 사용하는가에 따라 여러 형태로 분류될 수 있으며, 또한 구조나 소호방식에 따라 종류가 다양하다.

차단기의 종류로는 유입차단기, 진공차단기, 공기차단기, 기중차단기, 자기차단기, 가스차단기 등으로 분류할 수 있다.

 

진공차단기(眞空遮斷器) Vacuum Circuit Breaker (VCB)

 

진공에서의 높은 절연내력과 아크 생성물의 진공중으로 급속한 확산을 이용하여 소호하는 구조이다.

매우 높은 절연내력을 가지고 있고 차단기의 형태가 적어진다. 접촉자와 외기로부터 격리되어 있어 아크에 의한 화재의 염려가 없어 최근에는 방재 겸용으로 급격히 사용되고 있다. 소ㆍ경량이고 구조가 간단하며, 보수 등이 용이한 장점을 가지고 있으나, 동작시 높은 개폐서어지 전압을 발생시키는 결점이 있다.

 

지하철 역사 전기실에는 7.2kv급 진공 차단기가 주로 사용되고 있다.

역사 고압수전설비의 진공차단기는 전면에 조작기부와 제어회로의 저압부분을, 후면에는 고압 충전부분을 배치한 Dead-Front Type으로, 정지된 금속 전면 커버에 의해 배전반에 수납한 상태에서 충전부에 접촉되지 않는 구조로 되어 있다.

진공차단기는 매우 높은 소호능력이 있는 차단기이다. 단락전류의 차단능력은 거의 전극크기에 비례하고, 내압치가 전극이 열리는 거리에 비례하므로 그 차단 한계는 전압, 전류 어느 것에 대해서도 민감한 차단기이다.

차단기 자체 보증치 이내에서의 사용으로는 아크시간이 1사이클이내인 안정된 차단성능을 갖추고 있으며, 개폐 수명도 정격전류이하치에서 10,000회 이상이다.

또한, 진공차단기는 고진공으로 유지된 진공밸브안에서 전류의 개폐가 이루어지며 대기압상태에서 차츰 압력이 내리면 분자의 평균 자유행정이 늘어나 절연내력이 저하한다.

 

진공차단기는 일반적으로 차단기의 투입조작방식은 수동조작, 스프링투입조작, 공기조작, 유압조작, 전기투입조작방식으로 구분할 수 있으며, 지하철에서 사용하고 있는 전기투입조작방식은 차단기 투입조작에 직접 필요한 기계력이 전자솔레노이드의 전기에너지로 주어지는 조작방법을 말한다. 이 방식은 투입신호를 보내면 전자솔레노이드((Closing Magnet)에 의해 조작기구 연결링크를 통해 투입력이 전달되어 진공단속기(Vaccum Interrupter)의 가동로드를 위로 밀어 올려 가동접점과 고정접점이 접촉하게 된다.

 

이때 진공단속기에는 접촉압 스프링에 의하여 필요한 압력이 가해져 투입동작이 완료된다. 반대로, 트립동작은 트립신호에 의하여 트립마그네트(Tripping Magnet)가 동작하면 기구 내부의 랫치는 개방되어 개방스프링에 축적된 에너지에 의해 진공단속기의 가동접점은 차단상태로 이동하여 차단동작을 완료하게 된다.

이상은 전기조작에 의한 방법이나, 수동에 의한 투입 및 트립도 가능하다.

역사 진공차단기에 주로 사용되고 있는 조작회로는 다음 그림과 같은 방식이다.

 

 

 

 

                  (3,4호선용)                                                   (2호선용)

           

                                        

                                <그림> 진공차단기의 조작회로