분전반

분전반(distribution board)은 전기 공급 시스템의 구성 요소로, 들어오는 전원 공급을 보조 회로로 분배하는 동시에 각 회로에 대한 보호 퓨즈 또는 회로 차단기를 공통 인클로저에 제공한다. 일반적으로 주 개폐기와 최신 보드에서는 하나 이상의 누전 차단기 (RCD) 또는 과전류 보호 잔류 전류 차단기 (RCBO)도 포함된다.

영국에서는 가정용 설치를 위해 설계된 분전반을 컨슈머 유닛이라고 한다.Consumer Units

 북아메리카 
북아메리카의 분전반은 일반적으로 판금 인클로저에 들어 있으며, 회로 차단기는 전면에서 조작할 수 있도록 두 줄로 배치되어 있다. 일부 패널보드에는 차단기 스위치 손잡이를 덮는 문이 제공되지만, 모든 패널보드는 데드 프런트로 구성되어 있다. 즉, 인클로저 전면(문이 있든 없든)은 회로 차단기 조작자가 내부의 활선 전기 부품에 접촉하는 것을 방지한다. 모선은 들어오는 라인(핫) 도체에서 차단기로 전류를 전달하며, 차단기는 볼트온 연결(나사 사용) 또는 리테이닝 클립을 사용하는 플러그인 연결로 모선에 고정된다. 패널보드는 상업 및 산업 애플리케이션에서 더 흔하며 볼트온 차단기를 사용한다. 주거용 및 경상업용 패널은 일반적으로 부하 센터라고 불리며 플러그인 차단기를 사용한다. 중성선 도체는 나사 단자를 사용하여 중성 모선에 고정된다. 분기 회로 접지 도체는 패널보드 인클로저에 직접 부착된 단자 블록에 고정되며, 이 인클로저 자체는 접지되어 있다.

분전반을 수리하는 동안 커버를 제거하고 케이블이 보이는 경우, 미국식 패널보드에는 일반적으로 일부 활선 부품이 노출되어 있다. 캐나다 서비스 입구 패널보드에서는 주 스위치 또는 회로 차단기가 서비스 박스에 위치하며, 이는 인클로저의 나머지 부분과 분리된 섹션이므로 주 스위치 또는 차단기가 꺼져 있을 때 분기 회로를 수리하는 동안 활선 부품이 노출되지 않는다.

 차단기 배열 
차단기는 보통 두 열로 배열된다. 미국식 보드에서는 차단기 위치가 각 행을 따라 위에서 아래로 왼쪽에서 오른쪽으로 번호가 매겨진다. 이 번호 매기기 시스템은 수많은 경쟁 차단기 패널 제조업체에서 보편적이다.

각 행은 서로 다른 라인(아래 A, B, C)에서 공급되어 2극 또는 3극 공통 트립 차단기가 각 상에 하나의 극을 가질 수 있도록 한다. 북아메리카에서는 대형 영구 설치 장비를 라인-투-라인 방식으로 배선하는 것이 일반적이다. 이것은 패널에서 두 슬롯(2극)을 차지하며 분상 전력의 경우 240V, 3상 전력의 경우 208V의 전압을 제공한다.

+ 북아메리카 차단기 번호 매기기 분상 3상 차단기 A A 1 2 B B 3 4 A C 5 6 B A 7 8 A B 9 10 B C 11 12 ⋮ ⋮ ⋮ ⋮

 내부 
오른쪽 사진은 제너럴 일렉트릭에서 제조한 주거용 서비스 패널보드의 내부를 보여준다. 두 개의 '핫' 라인과 하나의 중성선인 세 개의 서비스 도체가 위에서 들어오는 것을 볼 수 있다. 중성선은 모든 흰색 전선과 함께 왼쪽에 있는 중성 모선에 연결되고, 두 개의 핫 전선은 주 차단기에 연결된다. 주 차단기 아래에는 주 차단기와 두 열의 분기 회로 차단기 사이에 전류를 전달하는 두 개의 모선이 있으며, 각 회로의 빨간색과 검은색 핫 전선이 이어진다. 세 개의 전선(핫 검은색, 중성 흰색, 나동 접지)이 인클로저 왼쪽에서 나와 NEMA 5-15 콘센트에 직접 연결되어 전원 코드가 꽂혀 있는 것을 볼 수 있다. 들어오는 나동 연선 접지선은 중성 모선 하단 근처에서 볼 수 있다.

왼쪽 사진은 이중 패널 구성을 보여준다: 오른쪽의 주 패널(전면 커버가 장착됨)과 왼쪽의 서브 패널(커버 제거됨). 서브 패널은 패널 상단 근처의 각진 전선관을 통해 들어오는 두 개의 큰 핫 전선과 하나의 중성선으로부터 전력을 공급받는다. 이 구성은 현재 미국 국가 전기 코드의 두 가지 위반 사항을 보여주는 것으로 보인다: 주 패널에는 접지 도체가 없으며(여기서는 대신 서브 패널을 통해 공급됨), 서브 패널 중성선 모선이 접지 모선에 연결되어 있다(이들은 첫 번째 서비스 차단 후에는 별도의 모선이어야 하며, 이 경우 주 패널임).

 퓨즈 박스 
1940년부터 1965년까지 지어진 주택에서 흔히 볼 수 있었던 퓨즈 박스 디자인은 분기 회로용 4개의 플러그 퓨즈(즉, 에디슨 베이스)와 주요 가전제품 회로와 같은 용도를 위한 카트리지 퓨즈가 들어 있는 하나 이상의 퓨즈 블록을 포함하는 60암페어 퓨즈 박스였다. 1965년 이후에는 3선식(230V) 서비스를 갖춘 100A 패널이 일반화되었다. 퓨즈 박스는 주 차단 및 전기 레인지 회로용 퓨즈 블록과 개별 회로용 여러 플러그 퓨즈(에디슨 베이스 또는 Type S)를 가질 수 있었다.

 영국 
섬네일|right|영국 분전반의 한 종류
이 사진은 영국의 일반적인 분전반 내부를 보여준다. 세 개의 들어오는 상 전선은 패널 중앙의 주 스위치를 통해 모선에 연결된다. 패널 양쪽에는 중성선과 접지선을 위한 두 개의 모선이 있다. 들어오는 중성선은 패널 오른쪽 하단의 모선에 연결되며, 이는 다시 왼쪽 상단의 중성 모선에 연결된다. 들어오는 접지선은 패널 왼쪽 하단의 모선에 연결되며, 이는 다시 오른쪽 상단의 접지 모선에 연결된다. 오른쪽 하단의 중성 모선에서 커버가 제거되었다. 왼쪽의 중성 모선은 커버가 제자리에 있다.

상 모선의 왼쪽에는 두 개의 2극 RCBO와 두 개의 단극 차단기가 있으며, 하나는 사용되지 않는다. 사진의 2극 RCBO는 두 상에 걸쳐 연결되지 않고, 상 모선 뒤에서 나오는 공급측 중성선 연결을 가지고 있다. 모선의 오른쪽에는 단극 차단기, 2극 RCBO 및 3극 차단기가 있다.

대규모 상업, 공공 및 산업 시설에서는 일반적으로 3상 전원을 사용하며, 차단기가 두 개의 수직 열로 배열된 분전반을 사용한다. 대규모 설치에서는 종종 보조 분전반을 사용한다.

두 경우 모두, 약 100A(CU) 또는 200A(분전반)까지의 전원을 처리하는 최신 보드는 DIN 레일 마운팅에 회로 차단기와 RCD를 사용한다. 설치의 주 분전반은 일반적으로 전체 전원 공급을 위한 상 및 중성선 라인을 전환하는 주 개폐기(인커머라고 함)를 제공한다. (참고로, 인커머는 단로기로 언급되거나 판매될 수 있지만, 엄격한 의미에서 단로기로 사용될 필요가 없으므로 이는 문제가 될 수 있다.)

각 상마다 전력은 모선을 따라 공급된다. 분상 패널에서는 별도의 모선이 인커머에서 직접 공급되므로 RCD를 사용하여 회로 그룹을 보호할 수 있다. 또는 RCBO를 사용하여 단일 회로에 대한 과전류 및 잔류 전류 보호를 모두 제공할 수 있다.

변압기(예: 벨 회로용) 및 접촉기(계전기; 예: 대형 모터 또는 난방 부하용)와 같은 다른 장치도 사용될 수 있다.

새로운 영국 분전반은 일반적으로 서비스용 커버를 제거하더라도 활선 부품이 IP2X로 밀봉되어 있다.

 소비자 장치 (Consumer units) 
섬네일|7개의 전선 퓨즈가 장착된 구형 Wylex 표준 컨슈머 유닛 (하나의 퓨즈 통로는 사용되지 않음)
섬네일|MCB, 1개의 RCD, 1개의 2극 스위치가 장착된 하거(Hager) 컨슈머 유닛
영국에서는 BS 7671이 컨슈머 유닛을 "주로 주거용 건물에서 전기 에너지의 제어 및 분배를 위한 형식 시험을 거친 조정된 어셈블리로 구성된 특정 유형의 배전반"으로 정의한다.IET Wiring Regulations Seventeenth Edition - British Standard BS7671:2008, Part 2 Definitions 이러한 설치는 일반적으로 230V(명목 표준)의 단상 공급을 받으며, 역사적으로는 구형 컨슈머 유닛이 퓨즈를 사용하다가 소형 회로 차단기(MCB)의 등장으로 인해 퓨즈 박스로 알려져 있었다.
주 패널로 사용되는 일반적인 새로운 가정용 CU는 6~24개의 장치 연결 지점(일부 장치는 두 개의 연결 지점을 차지할 수 있음)을 가질 수 있으며, 두 개 이상의 섹션(예: 경보 등 비RCD 섹션, 소켓 아웃렛용 RCD 보호 섹션, 조명 및 기타 내장 기기용 RCD 보호 섹션)으로 나뉜다. 별채용 보조 CU는 일반적으로 1~4개의 연결 지점과 RCD를 갖는다.

최근(17판 배선 규정 이전) CU는 소켓 아웃렛 이외의 용도로는 일반적으로 RCD 보호 섹션이 없었지만, 일부 구형 CU는 RCD 인커머를 특징으로 했다. 1990년 이전에는 RCD(및 분할 모선)가 CU에 표준이 아니었다.

퓨즈 박스는 일반적으로 다른 보호 장치 없이 카트리지 또는 재배선 가능 퓨즈를 사용하며, 기본 4-웨이 박스가 매우 흔하다. 일부 구형 박스는 갈색-검은색 베이클라이트로 만들어졌으며, 때로는 나무 바닥이 있다. 디자인은 역사적이지만, 이들은 1980년대까지도 신규 설치용 표준 장비였으므로 매우 흔하다. 이 박스의 퓨즈 홀더는 활선 단자와의 우발적인 접촉으로부터 보호를 제공하지 않을 수 있다.

 사례 
영국에서는 소비자 장치(CU)가 과부하 및 단락 보호만 제공하던 기본 주 스위치와 재배선 가능한 퓨즈에서 시작하여 다양한 유형의 전기 고장에 대비할 수 있는 많은 안전 기능을 갖춘 정교한 제어 장치로 발전했다. 회로 보호 장치의 선택은 보호할 전기 회로의 유형과 필요한 보호 수준에 따라 달라진다. BS7671:2018 전기 설비 요구 사항(IET 배선 규정이라고도 함)은 정기적으로 업데이트되며, 이 글을 쓰는 시점의 최신 판은 2022년 3월 28일에 발표된 개정판 2:2022이다.
CU의 일반적인 구성:
 주 개폐기 컨슈머 유닛 - 모든 회로에 동시에 전원을 차단하는 주 개폐기로 구성되어 있으며, 모든 보호 장치를 공통 활선원에 연결하는 하나의 모선과 공통 중성선 레일에 연결하는 하나의 중성선 또는 링크 바가 있다. 주 접지 도체를 연결할 수 있는 별도의 접지 레일이 있다. 이 예는 모든 회로가 독립적이므로 가장 높은 수준의 회로 분리를 제공한다. 이 특정 예는 각 회로에 과부하 및 단락 보호 MCB만 있는 독립형 솔루션으로는 적합하지 않을 수 있다. BS7671에 따라 누전 RCBO 및 아크 고장 AFDD에 대한 추가 보호가 필요할 수 있으므로 이는 비싼 솔루션이 된다.
 주 개폐기 및 이중 RCD 컨슈머 유닛 - 모든 회로에 동시에 전원을 차단하는 주 개폐기와 각각 자체 활선 모선을 가진 두 개의 30mA RCD RCD로 구성되어 있으며, 각각 별도의 회로 뱅크(일반적으로 절반씩이지만 다른 조합도 가능)를 누전 고장으로부터 보호한다. 더 저렴한 MCB와 두 개의 더 비싼 RCD의 조합을 사용하여 비용 효율적인 솔루션을 제공한다.
 고신뢰성 컨슈머 유닛 - 모든 회로에 동시에 전원을 차단하는 주 개폐기와 세 개의 별도 활선 모선으로 구성되어 있으며, 하나는 주 개폐기에 직접 연결되고 다른 두 개는 각 주 RCD에 연결된다. 주 개폐기의 활선 모선은 RCBO 및 AFDD와 같은 더 민감한 장치가 적절하지 않거나 RCBO의 독립적인 사용이 적절하지 않은 경우에만 MCB를 사용할 수 있도록 허용하며, 한두 가지 방식으로 제한될 수 있다. 나머지 회로는 이중 RCD CU와 동일한 방식으로 나뉜다. 이 유형의 컨슈머 유닛은 이중 RCD CU보다 향상된 회로 분리를 제공하면서 더 많은 유연성을 허용한다.
 RCD 인커머 컨슈머 유닛 - 주 개폐기가 RCD이기 때문에 회로 분리 측면에서 가장 불편한 솔루션이다. 다른 유형보다 덜 일반적이며, 접지 고장이 발생하여 주 개폐기 RCD가 작동하면 모든 회로의 전원이 끊기기 때문에 더 이상 독립형 솔루션으로 간주되지 않는다.

현대 소비자 장치는 이제 금속(비가연성)으로 되어야 하며 일반적으로 DIN 레일 장착 장치를 사용한다. DIN 레일은 표준화되어 있지만 모선 배열은 표준화되어 있지 않다. 다른 브랜드 장치의 혼합 사용은 제조업체 요구 사항에 위배되며 일반적으로 피해야 한다.

소비자 장치 선택은 주택의 크기와 배치, 층수, 부속 건물, 예상 부하(조명, 소켓, 오븐, 샤워기, 온수기, 자동차 충전기 등), 각 회로에 필요한 보호 수준 등 여러 요소를 반영한다.

오른쪽 상단에 있는 상자는 재배선 가능한 퓨즈가 장착된 "Wylex 표준"이다. 이 상자에는 카트리지 퓨즈 또는 소형 회로 차단기(MCB)도 장착할 수 있다. 이 유형의 컨슈머 유닛은 영국에서 2001년까지 매우 인기가 많았다. 2001년에는 배선 규정에서 실외 장비에 "합리적으로 예상되는" 소켓용 누전 차단기(RCD) 보호를 의무화했다(BS 7671:2001, ). 다른 제조업체에서도 유사한 디자인이 많았지만, Wylex 제품이 훨씬 더 흔하게 발견되며, 퓨즈 홀더/차단기가 여전히 흔히 구할 수 있는 유일한 제품이다.

일부 제조업체는 CPN Cudis와 같이 혁신적인 기능을 추가했다. 이들은 'Lumo' 컨슈머 유닛에 LED 스트립 조명을 추가하여 계단 아래와 같이 어두운 곳에서의 가시성을 향상시켰다.

 RCD 보호 유형 
섬네일|현대식 RCD 보호 컨슈머 이중 분할 부하

(BS 7671:2008 개정판 1: 2011 포함) 17차 IET 배선 규정이 도입된 이래로, 영국의 컨슈머 유닛은 도난 경보기 또는 화재 경보기와 같은 고신뢰성 회로를 제외하고 벽에 매립된 모든 케이블에 RCD 보호를 제공해야 한다.

컨슈머 유닛은 회로를 보호하는 다양한 방법을 가지고 있다. 예를 들어, 이중 분할 부하 컨슈머 유닛은 2층 주택에서 다음과 같이 배열될 수 있다:

RCD 1

위층 조명
아래층 링 파이널
차고 소켓
오븐

RCD 2

아래층 조명
위층 소켓
샤워기
난방

회로를 이와 같이 배열하면 하나의 RCD만 트립될 경우에도 한 층에서는 전력이 여전히 공급된다. 또한, 소켓과 조명을 교대 RCD에 연결하면, 예를 들어 아래층의 고장 난 주전자가 RCD를 트립시키더라도 주방 조명은 여전히 사용할 수 있어 어둠 속에서 고장을 조사해야 하는 위험을 피할 수 있다.

17차 IET 배선 규정에 따라 회로를 보호하는 또 다른 방법은 모든 회로에 과부하 잔류 전류 회로 차단기(RCBO)를 장착하는 것이다. 이는 RCD+MCB 옵션보다 비용이 더 많이 들지만, 회로에 고장 조건이 발생하면 해당 회로의 RCBO만 트립되므로 처음부터 고장 검색 범위가 좁아진다. 전기 기술자를 불러야 할 경우, 이러한 국부적 고장은 RCD+MCB 배열과 달리 더 빠르고 저렴하게 해결될 수 있다. RCD+MCB 배열은 해당 RCD 회로 세트 내 어딘가에 고장이 있음을 나타낼 뿐이다.

MK 또는 구형 MEM 컨슈머 유닛과 같이 스퍼당 하나의 퓨즈를 사용하는 일부 구형 시스템은 다음과 같다:

위층 조명 퓨즈 1
위층 소켓 퓨즈 2
아래층 조명 퓨즈 3
아래층 소켓 퓨즈 4
등..

 구형 퓨즈 박스 
소수의 1950년대 이전 퓨즈 박스가 여전히 사용 중이다. 이 박스들은 노출된 활선 부품이 흔하므로 주의해서 다루어야 한다. 이들이 공급하는 설비는 현대 전기 안전 기준을 충족하지 못한다. 매우 오래된 설비의 또 다른 특징은 각 회로에 두 개의 퓨즈가 있을 수 있다는 것이다. 하나는 활선에, 다른 하나는 중성선에 있다. 드문 경우지만, 오래된 링 회로에서는 링당 4개의 15A 퓨즈 이상이 발견될 수 있다. L과 N에 각각 하나씩, 그리고 링의 두 피드 각각에 대해 이것이 중복된다.

 제조사별 차이 
장착을 위한 표준 DIN 레일과 겉보기에 상호 교환 가능한 차단기를 위한 표준 절단 모양을 채택했음에도 불구하고, 모선 연결 위치 및 기타 기능은 표준화되어 있지 않다. 각 제조업체는 해당 유형의 차단기와만 완전히 호환되는 하나 이상의 "시스템" 또는 차단기 패널 종류를 가지고 있다. 이러한 어셈블리는 공인 기관에서 사용에 대해 테스트 및 승인되었다. "그냥 우연히 맞는" 장비를 교체하거나 추가하면 예상치 못한 또는 심지어 위험한 상황이 발생할 수 있다. 이러한 설치는 제조업체 데이터시트를 포함하여 지식이 풍부한 출처와 먼저 상의하지 않고는 수행해서는 안 된다.

 위치 및 지정 
섬네일|3개의 100 암페어 퓨즈로 구성된 이 주 서비스 패널 측면을 통해 3상 인입선이 들어온다.

미학과 보안상의 이유로 가정용 회로 차단기 패널과 컨슈머 유닛은 일반적으로 외진 벽장, 다락방, 차고 또는 지하실에 위치하지만, 때로는 건물 미학의 일부(예술 설치물 등)로 사용되거나 쉽게 접근할 수 있는 곳에 설치되기도 한다. 그러나 현재 미국 건축 법규는 욕실(또는 유사한 방), 의류용 벽장, 또는 전기 기술자가 패널에 접근하기에 공간이 불충분한 곳에 패널을 설치하는 것을 금지한다. 실외, 위험한 환경, 또는 기타 비정상적인 위치와 같은 특정 상황에서는 특수 장비와 더 엄격한 설치 관행이 필요할 수 있다.

분전반은 3상 또는 단상, 일반 전력 또는 비상 전력으로 지정될 수 있으며, 다른 패널을 공급하기 위한 분전반, 조명용 조명 패널, 장비 및 콘센트용 전원 패널, 특수 용도로 지정될 수 있다. 패널은 건물 섹션에 전력을 공급하는 전기 벽장 내부에 건물 전체에 걸쳐 위치한다.

 극장 조명 
극장에서는 조광기 랙이라는 특수 패널이 무대 조명 장치에 전원을 공급하는 데 사용된다. 미국식 조광기 랙은 208Y/120볼트 3상 전원을 사용한다. 단순히 회로 차단기만 있는 것이 아니라, 랙에는 각 무대 회로용 자체 회로 차단기가 있는 반도체 전자 조광기가 있다. 이것은 회로당 조광기 배열로 알려져 있다. 조광기는 들어오는 세 상에 균등하게 분배된다. 96개 조광기 랙에는 상 A에 32개, 상 B에 32개, 상 C에 32개의 조광기가 있어 조명 부하를 가능한 한 균등하게 분산시킨다. 건물 내 공급 변압기의 전원 공급 외에도, 조명 콘솔에서 제어 케이블이 DMX-512와 같은 제어 프로토콜로 조광기로 정보를 전달한다. 이 정보에는 각 채널의 조명 레벨 정보가 포함되며, 이를 통해 쇼의 조명 변화(라이트 큐) 동안 어떤 조광기 회로가 켜지고 꺼지는지, 그리고 어떤 페이드 시간 동안 제어한다.

분전반은 표면 장착형 또는 매립형일 수 있다. 전자는 나중에 배선을 변경하거나 추가하기 쉽지만, 후자는 특히 주거용 애플리케이션의 경우 더 깔끔할 수 있다. 분전반을 벽에 매립하는 또 다른 문제는 벽이 단단한 경우 많은 벽돌이나 블록을 제거해야 할 수 있다는 것이다. 일반적으로 이러한 이유로 매립형 보드는 필요한 공간을 벽에 만들 수 있는 신축 프로젝트에만 설치된다.

 같이 보기 
 회로 총계 제한
 컨슈머 유닛
 전기 개폐반
 전력량계
 전기 모선 시스템
 개폐 장치

 각주 

분류:배전