수전반이란 전기를 한전측 또는 다른변전실로 부터 공급을 받는 전기 차단기반을 말한다.
배전반은 수전받은 전력을 사용자가 저압또는 고압으로 변성하여 전력을 나누어 용도별 장소별로 나누어 공급하는 차단기판넬이고 분전반은 배전반으로 부터 보내온 전력을 부하측에 회로별로 공급 차단 할수 있는 제어반 이다.
아주 대규모의 공장이 아니면 수전반,배전반,분전반이 한곳에 설치되기도 하고 공장의 규모가 크면 배전반,분전반은 여러곳에 나누어 설치하기도 한다.
일반적으로 전기실,수전실,수배전실이라고 부르기도 하고 수배전반(함)을 큐비클이라고 부르기도 한다.
즉 외함의 모향이 큐비클(칸막이로 이루어진 작은방) 모양이기 때문이며 실질적으로 는 내부에 장착되어있는 주차단기(Main Circuit Breaker) 에 따라 이름을 붙히기도 한다. ( 즉 내부 주차단기에 따라 ACB Panel, VCB Panel, GCB Panel 등으로 부르기도 한다)
앞에서 다룬 MCB(NFB,MCCB) 회로 차단기는 주로 작은 용량의 저압에 사용되지만 대용량의 전류나 고압을 ON OFF 하려면 여러가지 보호 장치나 고품질의 접촉자, 복잡한 보호장치 등이 필요하게 된다.
이를 저전류 부터 고전류 또는 고압으로 올라 갈 수록 강화된 기능의 회로 차단기 까지 알아 둘 필요가 있다.
1. SWITCH (스위치) 전등용 벽스위치, 푸시보턴 스위치,리미트스위치 등 :
비교적 작은전류 (소전류 또는 10A~20A정도)로 제한전류이상 흘러도 자동 차단기능이 없다. 따라서 회로전류보다 높은 회로에 사용하면 접촉부분이 열이나 녹아버리거나 화재를 일으킬 수 도 있다.
2. MCB,NFB,MCCB,ELB,ELCB 로 불리우는 자동 차단기 :
대체로 10A ~ 수백암페어(A) 의 저압 회로의 자동차단용으로 사용한다.(경우에 따라서는 800A,1000A 등의 회로에도 사용되지만 자주 ON-OFF 하지 않아도 되는 회로를 적은비용으로 만들기 위해 사용되기도 한다.)
보통 제작시 설계표준화 로 경제적인 제작을 위하여 트립전류별로 다양하게 생산하지 않고 몇단계의 프레임(Frame)을 정해서, 즉 케이스는 몇가지로 정해서 만들고 Trip전류별로 부속을 달리하여 만든다.
100AF/ 75AT 는 100AF(암페어 프레임) 에 75AT(암페어 트립) 즉 75A 이상 일정시간(제품별 특성표에 의한 시간) 흐르면 자동차단된다는 의미이다.
** 내부에 여러개의 저압용 회로차단기(MCB,ECB 류) 또는 MC ,Time Switch 등을 배치하여 조명이나 콘센트 작은 모터류 전열기 등에 공급하도록 집합적으로 구성하여 만든 것을 분전반,분전함, Dist.Board, Local Dist.Board 등으로 부른다.
** 모터나 조명 등 가까이에 설치하여 푸시버튼이나 셀렉터 스위치 몇개를 붙혀 만든 작은 전기판넬은 LPB(로컬푸시버튼박스), LCP(로컬콘트롤판넬) 등으로 부르며 분전반 이 아니라 원격제어함 성격이다.
3. ACB ;
저압 회로에서 대전류 (수백암페어 ~ 수천암페어)가 흐르는 회로에는 MCB 로 제어하기가 어려워 진다.
아주 큰 전류를 ON-OFF 하면 스위치의 접촉부분이 불꽃(스파크)이 튀어 금속성 분말을 날리며 손상을 가져오게 된다. 심하면 접점부가 녹아 내려 손상되므로 오래 사용하지 못하고 제품을 새로 교체해야 할 수도 있다. 따라서 이 현상을 충분히 줄이기 위하여 접촉부 주위를 공기(Air)역할적으로 설계하여 소호기능(스파크현상에도 오랜수명을 유지하도록 하는기능,역할)을 추가하여 제작한 것을 ACB(Air Circuit Breaker,공기차단기)라 한다.
대전류를 제어 하는만큼 정교한 장치로 접촉저항을 줄이고 작동시간도 아주 짧게 해야 하고 모타를 돌려 스프링을 압착하여 힘을 저장한 후에 총 에 필요한 방아쇠 처럼 순간적 으로 큰 힘을 발휘할 수 있도록 하는 장치, 과전류,누전전류 등에도 정교하게 차단되도록 하는 등의 복잡한 구조로 만들어 진다.
MCB는 손잡이를 밀어 올리는 힘으로 접점이 붙도록 하는 구조 이지만 ACB Panel 은 모타에 의하여 스프링에 축적해둔 힘을 순간적으로 발산하여 아주 짧은 시간에 큰 용량의 접점(Main Contactor)을 ON 할 수 있게 푸시버튼을 눌러 격발장치를 작동하게 하는 등의 전기적인 제어 회로를 구성하고 있다.
ACB Panel 외부 DOOR 에 는 내부에 있는 ACB 를 조작하거나 보호계전기.전압.전류.주파수.역률 전력 등 계통의 상태를 감시할수있는 부품이 설치되어있다
전면 도어를 열면 볼 수 있는 ACB 및 보조 제어회로
후면 도어를 열면 볼 수 있는 부스바 배열 (대체로 ACB Panel은 입력차단기(Incoming Panel) 에서 주 차단기를 배치하여 전원을 공급하면 여러개의 Feeder(Outgoing) ACB 를 거쳐 필요한 여러장소로 나누어 공급되는데 이때 각각의 연결을 케이블(전선)으로 배치하면 복잡해지고 접속부의 작업성도 떨어지므로 평판 동 부스바(Copper Busbar 를 사용하여 깔끔하게 연결 한다.)
4. VCB ;
보통 3.3KV , 6.6KV, 22.9KV 급 고압회로에 사용하며 ACB 와 구조와 원리는 비슷하다 다만 접점부 소호 기능에 고압에도 충분하도록 진공관 속에 접점을 넣은 구조만 다르다. 물론 고압용이므로 좀더 절연이나 조작기능이 감안되어있다.
고압반은 진공차단기(VCB, Vacuum Circuit Breaker) 를 이용하여 배전반을 구성한다.
(ACB Panel 과 외형은 거의 유사하여, 고압반인지 진공차단기(VCB) 반 인지 명판을 봐야 구분이 될 정도이다.)
참고 : VC, DS , ES etc ;
진공차단기 에서 자동차단기능을 제외하고 저압에서의 MC 처럼 사용할 목적으로 구동장치를 간략하게 만든것이 진공개폐기(VC,배큠콘택트)
저압에서 나이프 스위치 처럼 차단기능이 없고 무부하 상태에서만 열거나 닫도록 만든 고압회로 단로기(DS,디스콘스위치)
DS 나 라인 보수시 안전을 위하여 접지회로 구성을 목적으로 만든것이 접지단로기(ES,어싱디스콘스위치) 등 도 사용된다.
5. GCB ;
보통 22.9KV 급 이나 그 이상 전압회로에 사용하며 ACB / VCB 와 구조와 원리는 비슷하다 다만 접점부 소호 기능에 고압에도 충분하도록 불활성 가스관 속에 접점을 넣은 구조만 다르다. 물론 고압용이므로 좀더 절연이나 조작기능이 감안되어있다.
그래서 가스차단기(GCB, Gas Circuit Breaker) 부르고 VCB 보다 사고시 단락전류가 높게 요구되는 전력계통에 사용된다.
6. GIS ;
Gas Insulated Switch gear System 의 약자이며,보통 콤팩트 타입 22.9KV 급 GIS 도 있기는 하지만 대체로 그이상 전압회로(154KV,345KV,765KV )에 사용하기 위하여 만들어 진다. GCB 의 원리와 같지만 전압도 높고 전류도 높은 편인 초고압에서 소호기능을 높히기 위하여 수백mm 지름의 파이프 진공관 속에 한개의 상별로 가스절연차단기 를 만들고 절연성 불활성기체 (SF6 )를 파이프 속에 채워서 운용한다. GCB 와 다른건 SF6 가스의 오염상태나 압력을 수시로 점검할 수 있고 수년에 한번식 정기점검으로 가스를 교체 하는등의 수십년간 안전하게 사용할수 있는 구조로 만들어진다.
이 GIS제품이 보편화 되기 이전에는 엄청난 면적의 변전소,송전소가 필요하였지만 GIS는 상대적으로 좁은면적으로도 시설이 가능하여졌다. GIS 자체의 초기도입 비용은 많이 올라가지만, 설치면적 축소로 인한 부동산 비용절감 유지관리비용등 여러측면에서 유리한 점이 부각되어 신설되는 대부분의 송전,변전소,수용가의 수전변전소 에서 채택되고있다.