개폐기

개폐기 (開閉器, switchgear)는 전력 시스템에서 전기 회로를 개폐(開閉)하는 데 사용되는 장치의 총칭이다. 이는 전력 흐름을 제어하고, 장비를 보호하며, 시스템 유지보수를 용이하게 하는 데 필수적인 역할을 한다. 개폐기는 다양한 종류와 용도로 사용되며, 저전압에서 고전압, 소용량에서 대용량에 이르기까지 광범위한 전력 시스템에 적용된다.

기능 및 역할

• 회로 개폐: 정상적인 작동 상태나 사고 발생 시 회로를 열고 닫아 전력 흐름을 제어한다.
• 장비 보호: 과전류, 단락과 같은 사고 발생 시 회로를 신속하게 차단하여 전력 시스템 및 연결된 장비를 보호한다.
• 시스템 격리: 유지보수, 점검 또는 수리가 필요한 장비나 회로를 시스템에서 격리하여 작업자의 안전을 확보하고 시스템의 안정적인 운영을 유지한다.
• 전력 품질 유지: 전압 및 전류의 안정성을 유지하고 전력 시스템의 효율적인 운영을 지원한다.

종류

개폐기는 다양한 기준에 따라 분류될 수 있으며, 주요 분류 기준은 다음과 같다.

• 사용 전압: 저압, 고압, 초고압 개폐기로 나뉜다.
• 절연 매체: 공기 절연 개폐기 (AIS), 가스 절연 개폐기 (GIS), 유입 개폐기 등이 있다. GIS는 주로 SF6 가스를 절연 매체로 사용하며, 좁은 공간에 설치하기에 적합하고 높은 신뢰성을 제공한다.
• 동작 방식: 수동 조작, 자동 조작, 원격 조작 개폐기 등이 있다.
• 개폐 빈도: 개폐 빈도가 높은 회로 차단기 (CB), 개폐 빈도가 낮은 단로기 (DS) 등이 있다.
• 주요 구성 요소: 차단기 (Circuit Breaker), 단로기 (Disconnecting Switch), 개폐기 (Switch), 접지 개폐기 (Earthing Switch) 등이 있으며, 각 구성 요소는 특정 목적과 기능을 수행한다.

주요 구성 요소

• 차단기 (CB): 정상 상태는 물론 사고 시에도 회로를 안전하게 차단할 수 있는 능력을 가진 개폐기이다.
• 단로기 (DS): 회로를 개방하여 전기적으로 완전히 분리하는 데 사용되지만, 부하 전류를 차단하는 능력은 없다. 주로 차단기의 전후단에 설치되어 유지보수 시 안전을 확보하는 데 사용된다.
• 개폐기 (Switch): 부하 전류를 개폐할 수 있지만, 차단기만큼 높은 차단 능력을 가지지는 않는다.
• 접지 개폐기 (Earthing Switch): 회로를 접지하여 잔류 전하를 제거하고 작업자의 안전을 확보하는 데 사용된다.

적용 분야

개폐기는 발전소, 변전소, 산업 플랜트, 건물 등 다양한 전력 시스템에 널리 사용된다. 특히, 전력 시스템의 규모가 커지고 복잡해짐에 따라 고성능, 고신뢰성의 개폐기에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한, 스마트 그리드 및 신재생 에너지 시스템의 확산에 따라 지능형 개폐기의 중요성이 더욱 부각되고 있다.