설비관리자가 설비를 OFF시키지 않는 이유. (스위칭 과도현상)

일반적으로, 릴레이는 스위치가 닫혀짐으로(close) 작동한다. 이는 차단기의 트립코일을 여자 시켜 회로를 차단 시키는 것이다. 전원 이상이 발생하면 이를 감지하는 것은 CT(계기용 변류기), PT(계기용 변압기), 또는 바이메탈 등에 의한다.

이 작동은 스위치를 ON/OFF 시키는 것과 유사하다.

 

퓨즈와 보호릴레이는 양자 모두 안전장치지만, 작동할 때 과도현상이 발생한다. 스위칭 과도현상은 10~100[usec]동안 20kV까지 올라가는것으로 예를 들수 있다. 이것은 아크와 정반전(static discharge)을 발생시킬 수 있는 전압이다.

 

산업기계 중에는 흔히 수백 개의 퓨즈와 보호릴레이가 있는데, 이들은 모두 하루 중에도 수 차례씩 ON/OFF를 반복하며 복합적 과도현상을 발생 시키며 이들중 어떤 것은 부하에 문제를 발생시킬 수 있을 만큼 큰 것도 있다.

 

이는 마그네틱 스위치가 ON일때의 전압을 본 것이다. 시간 0[msec]에서 스위치가 ON 되었다.

이상적이라면 시간 0[msec]에서의 전압은 최대치(PeakVolatge)인 320[V] 미만이어야 한다. 실제는 부압(-) 430[V], 정압(+) 300{V] 정도가 되었다. 이는 마그네틱 스위치가 ON 되었을 때 파형에 과도현상과 노이즈가 생성 되었음을 보여준다.

이런 크기의 노이즈라면 쉽게 기기장애를 일으킬 수 있는 것이다. 그러므로, 이러한 신호가 전자 부하에 전달되면, 과도현상이 가라앉을 때까지 수 미리초(1미리초: 백만분의 1초) 동안, 그 부하장치의 움직임을 불안정할 수 밖에 없다.

이런 상태가 지속되면, 민감한 전자 장치는 비정상 파형에 의하여 차츰 성능이 저하 될 것이다.

이는 마그네틱 릴레이를 OFF 시켰을 때의 파형이다. 릴레이가 OFF된 점선으로 표시된 시간에서의 전압은 '0' 이어야 한다. 그러나 실제로는 전압이 980[V]까지 상승했고 그로부터 20[ms] 동안 상당한 노이즈가 발생했다. 

이것이 릴레이 스위치가 OFF 될 때의 과도현상 모양이며 이는 기기 오작동 및 손상 원인이 될 수 있는 것이다. 

 

이런 크기와 시간의 과도현상은 회로판에 손상 시키거나 정밀기기의 수명을 단축시킬 수 있다. 이러한 이유 때문에 노련한 설비관리자분들이 설비가 사용되지 않는 시간인데도 전원을 내리지 않는 것이다.  설비관리자들이 주말이나 휴일이 되어 쉬는 날임에도 설비를 감히 정지 시키지 못하는 이유가 여기에 있다. 더욱이 전력 절감을 위하여 백방의 방책을 구하면서도 1000[V]의 과도현상이 기기 손상을 입힐 수 있는 것을 고려한 것이다. 

 

물론, OFF시키지 않은 설비는 불필요하게 전기를 낭비한다. 하지만, 설비의 오동작 및 수명단축으로 인해 고가의 보수비 및 설비교체가 행해진다면 더욱 큰 손실을 야기하기에 Risk가 적은 선택을 하는것이라 생각된다.