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그림은 누전차단기 적용 회로이다. CVCF 출력단 접지용 콘덴서 CsC_s=5[μF], 부하측 라인필터 대지정전용량 C1=C2=0.1C_1=C_2=0.1[μF], ELB₁에서 지락점까지 케이블 대지정전용량 CL1=0.2C_{L1}=0.2[μF](ELB₁ 출력단 지락 예상), ELB₂에서 부하2까지 케이블 대지정전용량 CL2=0.2C_{L2}=0.2[μF]이다. 지락저항 무시, 사용전압 220[V], 주파수 60[Hz]일 때 답하시오.

[조건]
· 지락전류는 IL=3×2πfCEI_L=3\times 2\pi f\,C E로 계산.
· 누전차단기는 지락전류의 13\dfrac{1}{3}에 동작해야 하고, 부동작 전류는 건전 피더 지락전류의 2배 이상.

(1) CVCF의 우리말 명칭을 쓰시오.
(2) 건전 피더 ELB₂에 흐르는 지락전류[mA]는?
(3) ELB₁, ELB₂가 오동작하지 않으려면 정격감도전류는 몇 [mA] 범위여야 하는가?
문제이미지
해설
(1) CVCF = 정전압 정주파수 장치(Constant Voltage Constant Frequency). 입력 전원의 전압·주파수가 변해도 일정한 전압·주파수를 부하에 공급하는 무정전 전원장치.

(2) 건전 피더 ELB₂ 지락전류는 그 피더 대지정전용량(라인필터 C2C_2 + 케이블 CL2C_{L2})으로 흐른다.
C=C2+CL2=0.1+0.2=0.3C=C_2+C_{L2}=0.1+0.2=0.3[μF]
Ig=3×2πfCE=3×2π×60×0.3×106×220=0.0746I_g=3\times 2\pi f\,C E=3\times 2\pi\times 60\times 0.3\times 10^{-6}\times 220=0.0746[A]
Ig74.64I_g \fallingdotseq 74.64[mA]

(3) [동작 상한] 정격감도전류는 전 지락전류의 13\dfrac{1}{3} 이하에서 동작해야 한다.
전 지락전류 I=3×2πf(Cs+C1+CL1+C2+CL2)EI=3\times 2\pi f\,(C_s+C_1+C_{L1}+C_2+C_{L2})E
=3×2π×60×(5+0.1+0.2+0.1+0.2)×106×2201393.36=3\times 2\pi\times 60\times (5+0.1+0.2+0.1+0.2)\times 10^{-6}\times 220 \fallingdotseq 1393.36[mA]
동작 상한 = 13×1393.36464.45\dfrac{1}{3}\times 1393.36 \fallingdotseq 464.45[mA]

[부동작 하한] 건전 피더 지락전류(74.64[mA])의 2배 이상.
부동작 하한 = 2×74.64149.292\times 74.64 \fallingdotseq 149.29[mA]

∴ 정격감도전류 범위: 약 149.29149.29[mA] ~ 464.45464.45[mA]

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