제품 개요
기능 정의
LJ-ZW-10(12) 제로시퀀스 전류 변성기는 중압 AC 전력 배전 시스템에서 지락 고장 감지, 잔류 전류 측정 및 제로시퀀스 보호 용도로 설계된 정밀 전자기식 계측기입니다. 이 실외용 변성기는 전자기 유도 원리를 기반으로 하며 특수한 제로시퀀스 전류 감지 구조를 통해 3상 1차 전류의 벡터 합에 비례하는 갈바니 절연된 2차 전류 신호를 제공함으로써 민감한 지락 고장 보호를 가능하게 합니다.
주요 정격
| 항목 | 사양 (주문 또는 명판 기준) |
|---|---|
| 시스템 전압 등급 | 10 kV / 12 kV 등급 (실외 배전 용도) |
| 정격 주파수 | 50 Hz (60 Hz는 요청 시 제공 가능) |
| 정격 2차 전류 | 1 A |
| 정확도 등급 | 보호용 코어: 10P10 |
| 정격 출력 | 0.1 Ω 또는 0.2 Ω (저항 출력) |
| 1차 전류 정격 | 20 A, 50 A (제로시퀀스 측정) |
| 제로시퀀스 적용 분야 | 지락 고장 감지 및 잔류 전류 보호 |
| 절연 레벨 | 10(12)/42 kV |
| 설치 환경 | 실외 (IP 등급 인클로저) |
| 적용 표준 | IEC 61869-1 / IEC 61869-2; GB/T 20840.1 / 20840.2; GB 1208-1997 |
제품 이미지
작동 원리
전자기 유도의 패러데이 법칙과 제로시퀀스 전류 감지 구조를 기반으로 작동하며, 이 변성기는 도넛형(토로이달) 자기 코어를 중심으로 3상 도체가 동시에 통과하도록 설계되어 있습니다. 균형 잡힌 3상 조건에서는 각 상 전류의 벡터 합이 0이 되어 순자속이 발생하지 않습니다. 그러나 지락 고장이나 불균형 상태가 발생하면 잔류 전류(I₀ = Ia + Ib + Ic)가 코어 내에 비례적인 자속을 생성하여 2차 권선에 전압을 유도하고, 연결된 보호 계전기에 표준화된 출력 전류를 공급합니다.
시스템 적용 위치
- 중압 배전망: 10kV~12kV 실외 스위치기어 및 배전 네트워크
- 지락 고장 보호: 누전 감지 및 잔류 전류 보호 시스템
- 제로시퀀스 보호: 방향성 지락 과전류 보호 및 고감도 지락 고장 보호
- 케이블 피더 모니터링: 케이블 시스템의 지락 고장 감시
- SCADA 연동: 지락 전류의 원격 모니터링
구조 개요
에폭시 수지로 캐스팅된 코어 구조와 실외용 실리콘 고무 하우징은 열악한 환경 조건에서도 우수한 절연 성능, 습기 저항성, 자외선(UV) 안정성 및 기계적 강도를 보장합니다. 도넛형 개구부 구조는 3상 케이블 또는 버스바 어셈블리를 수용하면서도 우수한 전기적 클리어런스 및 크리피지 거리를 유지합니다. 완전히 밀폐된 실외 인클로저는 오염 및 고습도 환경에서도 IP 등급 보호 요건을 충족합니다.
모델 명칭
모델 코드 설명
- L — 전류 변성기(CT)
- J — 영상(잔류 전류) 측정 구조
- Z — 주물 수지(에폭시) 절연 코어
- W — 실외 설치용(방수 등급)
- 10(12) — 전압 클래스: 10 kV 또는 12 kV
영상 구성
LJ-ZW 시리즈는 3상 도체가 동시에 통과하는 단일 토로이드 코어를 사용합니다. 이 구조는 3상 전류의 벡터 합(잔류 전류 I₀)을 측정하여, 정상 부하 전류와 구분하여 상-지락 고장 전류를 감지해야 하는 지락 고장 검출에 특화되어 있습니다. 영상 CT는 개별 상 전류 측정이 필요 없으며, 민감한 지락 보호 용도에 최적화되어 있습니다.
사용 조건
LJ-ZW-10(12) 시리즈 영상 전류 변성기는 중압 전력 배전 시스템에서 다음의 사용 조건 하에 실외에서 운전되도록 설계되었습니다:
- 설치 환경: IP 등급 인증된 외함을 갖춘 실외 설치
- 해발 고도: 해수면 기준 2000m 이하 (고고도 지역용 구성은 별도 사양 요청 시 제공 가능)
- 주변 온도: −25 °C ~ +40 °C
- 상대 습도: 일일 평균 ≤ 95%, 월간 평균 ≤ 90% (실외 습도 변화 조건)
- 오염 등급: IEC 60815 기준 Class II (경공업 및 농업 환경에 적합)
- 환경 조건: 자외선(UV), 비, 결빙 및 중간 정도의 산업 오염에 내성이 있으며, 폭발성 또는 가연성 대기 환경이 없어야 함
구성
구성 설계
- 구조: 3상 도체용 케이블/버스바 관통 구멍이 있는 토로이달(링형) 코어
- 코어 절연: 습기 저항성과 기계적 강도를 위한 에폭시 수지 주조 구조
- 외부 하우징: 실외에서의 자외선(UV) 및 기후 노출에 대한 내성을 갖춘 실리콘 고무 인클로저
- 코어 재질: 영상 전류 감지 감도를 최적화한 고투자율 자기 재료
- 밀봉: 실외 환경 보호를 위한 완전 밀폐형 IP 등급 설계
이중 절연 시스템은 전기적 절연을 위해 에폭시 수지 주조 코어와 환경 보호를 위한 실리콘 고무 외부 하우징을 결합하여, 최소한의 유지보수로 장기간 실외 사용 수명을 제공합니다. 토로이달 형상은 자기장 분포를 균일하게 하여 잔류 전류 검출에 높은 감도를 보장합니다.
권선 및 단자 표시
- 1차 도체: 토로이달 개구부를 통과하는 3상 케이블 또는 버스바 (고정 단자 없음)
- 2차 단자: S1 / S2 (영상 전류 출력)
단자 표시는 표준 영상 전류 CT 극성 규칙을 따릅니다. 개구부를 통해 양의 잔류 전류가 흐르는 지락 고장 조건에서는 2차 전류가 S1에서 S2 방향으로 연결된 부하(Burden)로 흐릅니다. 방향성 지락 보호 계전 방식에서는 극성 준수가 매우 중요합니다.
기술 데이터
본 섹션은 10 kV / 12 kV급 AC 배전 시스템(50 Hz)에 사용되는 LJ-ZW-10(12) 시리즈 실외용 영상 전류 변성기(Zero-sequence Current Transformer)의 선정을 위한 기술 데이터를 제공합니다. 아래 표시된 데이터는 1차 정격 전류, 정밀도 등급 및 출력 저항의 예비 선정을 목적으로 합니다.
정의: 1차 정격 전류는 명칭 영상 전류 측정 범위를 나타냅니다. 정격 출력(Ω)은 2차 권선의 저항 사양입니다. 정밀도 등급 10P10은 보호용 정밀도 등급으로, 정격 1차 전류의 10배에서 복합 오차가 10% 이내임을 의미합니다.
표기법: 영상 CT는 잔류 전류(I₀ = Ia + Ib + Ic)를 측정합니다. 3상 평형 상태에서는 2차 출력이 0이 됩니다. 선정 시 예상되는 지락 고장 전류 크기 및 보호 계전기의 감도 요구사항을 기준으로 해야 합니다.
데이터 참조
| 모델 | 정격 1차 전류 (A) |
정격 2차 전류 (A) |
정밀도 등급 |
정격 출력 (Ω) |
정격 절연 레벨 (kV) |
|---|---|---|---|---|---|
| LJ-ZW-10(12) | 20 | 1 | 10P10 | 0.1 | 10(12)/42 |
| LJ-ZW-10(12) | 50 | 1 | 10P10 | 0.2 | 10(12)/42 |
표준 및 규범적 참조 문서
| 표준 | 제목 | 적용 분야 |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | 계측용 변성기 – 제1부: 일반 요구사항 | 일반 요구사항 |
| IEC 61869-2 | 계측용 변성기 – 제2부: 전류 변성기에 대한 추가 요구사항 | 전류 변성기(CT) 관련 요구사항 |
| GB/T 20840.1 | 계측용 변성기 – 제1부: 일반 요구사항 | 국가 표준(IEC 61869 프레임워크와 일치) |
| GB/T 20840.2 | 계측용 변성기 – 제2부: 전류 변성기 | 국가 전류 변성기(CT) 요구사항(IEC 61869-2와 일치) |
| GB 1208-1997 | 전류 변성기 | 프로젝트에서 지정하는 경우 적용되는 국가 CT 표준 |
| IEC 60815 | 고전압 절연체의 선정 및 치수 결정 – 제1부: 정의, 정보 및 일반 원칙 | 실외 절연 및 오염 등급 요구사항 |
| IEC 60529 | 케이스에 의한 보호 등급(IP 코드) | 실외 케이스 보호 등급 |
공장 시험 준수 사항
- 정기 시험(Routine tests): 해당 IEC/GB 요구사항에 따라 수행(극성/마킹 확인, 정격 전류에서의 변성비 검증, 10P10 등급에 따른 정밀도 검증 포함)
- 절연 시험(Dielectric tests): 절연 조정 요구사항에 따라 수행(주파수 내전압 시험 및 임펄스 전압 시험)
- 영상 전류 감도 검증: 지정된 지락 고장 전류 수준에서 검출 성능 확인
- 환경 시험: 프로젝트에서 지정하는 경우 수행(온도 사이클링, 습기 저항성, 자외선(UV) 노화 시험)
- 외관 및 치수 검사: 개구부 크기, 마킹 적합성, 하우징 무결성 포함
- 형식 시험(Type tests) 및 특수 시험: 프로젝트 사양에 따라 요구되는 경우 수행
설치 및 치수
- 변압기는 지정된 고정 장치를 사용하여 실외 개폐장치 또는 케이블 종단 구조물에 설치되어야 합니다.
- 3상 도체(케이블 또는 모선)는 모두 동일한 방향으로 중앙 개구부를 통과해야 하며, 이는 영상 전류(zero-sequence current) 측정의 정확성을 보장합니다.
- 환형 개구부의 직경은 케이블 또는 모선 묶음을 수용할 수 있어야 하며, 적절한 간격을 확보해야 합니다(권장 최소 반경 간격: 10mm).
- 지정된 오염 등급에 따라 IEC 60815 기준에 따른 크리피지 거리(creepage distance) 및 클리어런스 거리(clearance distance)를 충족해야 합니다.
- 2차측 배선 연결은 단자함을 통해 이루어져야 하며, IP 등급을 유지하기 위해 글랜드(gland)를 적절히 밀봉해야 합니다.
외형도
안전 관련 참고사항
- 1차 도체가 전원이 인가된 상태에서는 2차 회로를 절대로 개방해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 2차 단자 사이에 위험한 고전압이 발생할 수 있습니다.
- 점검 또는 유지보수 시, 보호 계전기(relay)를 분리하기 전에 반드시 2차 회로를 단락(short-circuit)해야 합니다.
- 2차 회로의 한 점은 해당 표준에 따라 신뢰성 있게 접지되어야 합니다.
- 영상 전류의 극성(polarity)을 올바르게 유지하기 위해 3상 도체는 모두 정확한 방향으로 개구부를 통과해야 합니다.
- 모든 설치 및 유지보수 작업은 현지 전기 안전 규정 및 전력회사의 기준을 준수해야 합니다.
주문 정보
주문 시, 현지 전력망 요구사항, 적용 가능한 표준 및 프로젝트 기술 사양에 따라 필요한 구성 사항을 명시해야 합니다. 기술 확인 및 생산 착수를 위해 다음 파라미터를 명확히 기재해야 합니다:
- 정격 1차 전류 (20 A 또는 50 A 영상전류 정격)
- 정격 2차 전류 (표준 1 A)
- 정밀도 등급 (보호용 등급 표준 10P10)
- 정격 출력 저항 (0.1 Ω 또는 0.2 Ω)
- 절연 전압 등급 (10 kV 또는 12 kV)
- 케이블/모선관 통과 구멍 직경 요구사항
- 오염 등급 (Class III 또는 IV가 필요한 경우)
- IP 등급 요구사항 (표준보다 높은 등급이 필요한 경우)
선택 방법
1: 시스템 접지 방식(직접 접지, 저항 접지, 리액턴스 접지 또는 절연 중성점) 및 피더 케이블의 정전 용량을 기반으로 예상되는 최대 지락 전류를 산정합니다.
2: 측정 범위를 충분히 확보하면서도 소규모 지락 고장(일반적으로 정격의 10~20%)에 대한 감도를 유지할 수 있도록 정격 1차 전류(20 A 또는 50 A)를 선택합니다.
3: 연결된 보호 계전기의 입력 임피던스 및 배선 저항을 고려하여 정격 출력 저항(0.1 Ω 또는 0.2 Ω)을 결정합니다.
4: 케이블 묶음 또는 모선 조립체가 필요한 여유 공간을 확보할 수 있도록 통과 구멍 직경을 확인합니다(도체 구성 및 치수를 명시).
5: 설치 현장 조건이 Class II를 초과하는 경우(해안 지역, 중공업 지역, 사막 환경 등), IEC 60815에 따라 오염 등급(Class III 또는 IV)을 명시합니다.
현지 전력 공급업체 또는 프로젝트 요구사항(예: 향상된 IP 등급, 단자 배열, 문서 언어, 필수 인증서 등)이 있는 경우 주문 단계에서 반드시 명시해야 합니다. 특수 구성은 생산 전 기술 합의서 및 최종 데이터 시트를 통해 확인되어야 합니다.