개폐기/접촉기란?
개폐기/접촉기란 접점을 개폐하여 전원의 공급과 차단을 제어하는 전기기기입니다.
영어로는 스위치라고 합니다. 저압 회로에서 대표적인 개폐기/접촉기는 전자기 코일로 구동하는 전자기 개폐기/전자기 접촉기입니다. 열 릴레이가 함께 제공되는 경우 전자기 개폐기라고 하며, 제공되지 않는 경우 전자기 접촉기라고 합니다.
개폐기/접촉기 사용 용도
개폐기/접촉기는 산업용으로 광범위하게 사용됩니다. 다음은 개폐기/접촉기의 사용 용도의 일례입니다.
- 펌프 및 팬의 모터 구동용
- 전기 히터의 통전 및 정지 제어용
- 산업 장비 전체의 주전원 제어용
- 상업시설의 고압 전원 공급용
저압 모터를 구동할 때는 코일 단락 시 상위 회로를 보호하기 위한 단락 보호와 과부하 시 모터를 보호하기 위한 과전류 보호를 고려해야 합니다. 전자기 개폐기의 써멀 릴레이는 과전류 보호에 적합한 특성을 가지고 있어 모터 구동 제어에 많이 사용됩니다. 저압 모터의 경우 차단기 등으로 단락 보호 요구 사항을 충족하는 경우가 많습니다.
저압 전기 히터의 통전 제어에는 종종 전자기 접촉기를 사용합니다. 그 이유는 전기 히터가 부하 장치를 가지고 있지 않고 부하에 따라 전류가 변하지 않고 열 릴레이가 필요하지 않기 때문입니다. 주전원 제어에도 전자기 접촉기가 적합합니다.
개폐기/접촉기의 원리
개폐기/접촉기의 대표적인 예인 전자기 접촉기는 단자, 접점, 철심/전자기 코일, 케이싱 등으로 구성된다. 전자기 개폐기의 경우 열 릴레이가 추가로 제공됩니다.
1. 단자
단자는 배선과 연결하는 부품입니다. 제품에 따라 다르지만, 국내에서는 원형 단자로 단자 처리한 배선을 나사로 견고하게 고정하는 것이 대부분입니다. 해외에서는 스프링 클램프 단자도 많이 사용됩니다.
2. 접점
접점은 전기의 통로가 되는 구동 부품입니다. 대전류 용도가 될수록 접점이 크거나 수가 많아집니다.
전기 저항을 줄이기 위해 접점에는 은합금이나 금이 사용됩니다. 은합금은 전기저항이 낮기 때문에 널리 사용됩니다. 금은 은합금보다 산화가 잘 일어나지 않는 특징이 있지만, 융점이 낮고 비싸기 때문에 미세한 부하에 적합합니다.
전자기 접촉기 내의 접점에는 이동식 접점과 고정식 접점이 있습니다. 고정 접점은 케이싱 등에 견고하게 고정됩니다. 가동 접점은 가동 철심과 함께 구동되어 고정 접점과 접촉하여 전기를 통전시킵니다.
저압 전자기 접촉기의 경우 보조 접점이 있는 경우도 많습니다. 보조 접점은 주 접점에 비해 허용전류가 낮기 때문에 제어회로의 상태 표시나 인터록에 사용됩니다.
3. 철심-전자기 코일
철심/전자기 코일은 제어 전원을 통전시켜 가동 접점을 구동하는 부품입니다. 철심에는 가동 철심과 고정 철심이 있으며, 가동 철심은 가동 접점과 일체화되어 있습니다. 전자기 코일에 제어 전원을 통전하면 자력을 띠게 되어 가동 철심을 고정 철심에 끌어당겨 구동합니다.
고정 철심과 가동 철심은 일반적으로 스프링을 사이에 두고 분리되어 있으며, 평소에는 분리된 상태입니다. 전자기 코일이 제어 전원에 의해 여기될 때만 접촉합니다. 그러나 기계식 래치형 전자기 접촉기는 통전 상태가 유지됩니다.
4. 케이싱
케이싱은 내부의 충전부를 견고하게 보호하면서 절연하는 부품입니다. 중소형 전자기 컨택터의 경우 뒷면에 DIN 레일 장착용 커넥터가 제공됩니다. 재질은 견고하고 절연성이 높은 합성수지 등이 일반적으로 사용됩니다.
개폐기/접촉기의 종류
개폐기/접촉기에는 다양한 종류의 제품이 판매되고 있습니다. 다음은 그 예시입니다.
1. 전자기 접촉기/전자기 개폐기
전자기력으로 접점을 구동하는 접촉기/개폐기입니다. 개폐기/접촉기 중 가장 널리 보급되어 있으며, 주로 저압 회로에 사용됩니다.
2. 푸시 버튼 개폐기
푸시 버튼 개폐기는 전자기력이 아닌 인력으로 접점을 구동시키는 접촉기/개폐기입니다. 구동시킨 접점은 OFF 버튼을 누를 때까지 래치기구에 의해 유지됩니다. 열 릴레이는 부속되어 있지 않지만, 푸시 버튼 구동인 경우 개폐기로 부릅니다.
3. 기중 구분 개폐기
기중 구분 개폐기는 고압 회로를 부하 개폐하기 위한 스위치입니다. 기중부하개폐기 또는 PAS(Pole Air Switch)라고도 한다. 송배전 사업자와 수요가의 책임분계점에 설치되는 경우가 많습니다.
PAS 본체는 과부하 및 지락 보호 기능이 없기 때문에 SOG(Storage Over Current Ground)와 함께 설치하는 경우가 많습니다.