서멀 트립: 열동형 과부하 계전기 트립 원인·동작 시간·리셋 방법

일본에서 만든 펌프나 컨베이어가 작업 도중 갑자기 멈춥니다. 조작반에는 일본어 경보 サーマル異常(samaru ijo, "서멀 이상") 또는 "THR トリップ"(THR 트립)가 표시되고, 기동 버튼을 눌러도 반응이 없습니다. 일본 현장에서는 이런 상황을 "서멀이 떨어졌다"(サーマルが落ちる, samaru ga ochiru), "서멀이 날아갔다"(サーマルが飛ぶ, samaru ga tobu)라고 말합니다.

모두 같은 현상, 즉 서멀 트립을 가리킵니다. 전동기에 정격을 넘는 전류가 너무 오래 흘러 열동형 과부하 계전기(서멀 릴레이)가 열로 이를 감지하고, 전자접촉기의 코일 회로를 열어 전동기를 정지시킨 상태입니다. 원인을 없애고 계전기를 복귀(리셋)시키기 전까지 전동기는 정지한 채로 있습니다.

이 글은 도면과 경보 화면에서 만나는 일본어 용어, 서멀 릴레이가 트립하는 원리, 과부하 배율별 동작 시간, 트립 후 보통 점검하는 항목, 설정 전류를 정하는 방법을 설명합니다. 펌프에서 많은 원인과 인버터의 전자 서멀이 어떻게 다른지도 다루며, 마지막에는 체크리스트와 일본 공급사에 보낼 질문을 정리했습니다.

목차

1. 일본 도면·화면에서 만나는 용어
2. 열동형 과부하 계전기가 트립하는 원리
3. 얼마나 지나야 트립할까: 과부하별 동작 시간
4. 서멀 트립 후의 흐름
5. 설정 전류는 어떻게 정하나
6. 펌프에서 서멀 트립이 많은 원인
7. 인버터의 전자 서멀과 열동형 과부하 계전기의 차이
8. 체크리스트와 일본 공급사에 보낼 질문
9. 이 글의 한계
10. FAQ
11. 출처

일본 도면·화면에서 만나는 용어

일본 도면, 패널 라벨, HMI 화면에는 같은 기기와 같은 현상을 가리키는 용어가 여러 개 나옵니다. 아래 표는 그 용어를 이 글에서 쓰는 한국어 용어와 연결한 것입니다.

표 1: 열 과부하 보호에 관한 일본어 용어

도면이나 화면에 보이는 표기와 그 의미입니다.

일본어 표기	읽는 법	한국어
サーマルリレー / THR	samaru rire	열동형 과부하 계전기(서멀 릴레이). THR은 일본 도면에서 쓰는 통상 기호
熱動継電器 / 熱動形過負荷継電器	netsudo keidenki	같은 기기의 정식 명칭(열동 계전기 / 열동형 과부하 계전기)
サーマルが落ちる・飛ぶ・動作した	samaru ga ochiru / tobu	"서멀이 트립했다"는 뜻의 현장 표현
サーマル異常 / THR トリップ	samaru ijo	서멀 이상 / THR 트립 경보. 대개 계전기 트립이지만, 인버터의 과부하 경보일 때도 있음
電磁接触器 (MC)	denji sesshokuki	전자접촉기(마그네틱 콘택터)
電磁開閉器	denji kaiheiki	전자개폐기(마그네틱 스타터: 전자접촉기 + 열동형 과부하 계전기)
配線用遮断器 (MCCB / NFB)	haisen-yo shadanki	배선용 차단기
整定電流 / 整定値	seitei denryu / seitei-chi	설정 전류(다이얼에 맞추는 값)
欠相	kesso	결상(3상 중 한 상이 끊어진 상태)
拘束	kosoku	구속(로터 락, 전동기가 돌지 못하는 상태)
電子サーマル	denshi samaru	인버터(VFD) 내부의 전자식 과부하 보호(전자 서멀)

휴대폰에서는 표를 옆으로 스크롤하세요.

"트립"은 보호 장치가 회로나 기계를 자동으로 멈추는 것을 널리 가리키는 말이고, 일본 기술자도 トリップ(torippu)를 차단기와 터빈에 똑같이 씁니다. 한국어의 "트립"과 쓰임이 같다고 보면 됩니다. 차단기의 일본어 명칭은 글에서 따로 정리할 예정입니다.

열동형 과부하 계전기가 트립하는 원리

열동형 과부하 계전기는 전동기와 그 밖의 전기 기기를 과부하로부터 보호하는 기기로, 주로 3상 유도 전동기에 쓰입니다. 과전류가 너무 오래 흐르면 권선이 타기 전에 전동기를 멈춥니다. 내부는 히터와 바이메탈(열팽창률이 다른 두 금속을 붙인 판)의 조합입니다. 오므론 카탈로그는 주요 부품을 히트 엘리먼트(히터와 바이메탈), 조정 다이얼, 접점의 세 가지로 나눕니다. 기종에 따라 히트 엘리먼트가 전류 범위별로 준비되어 있어, 조정 범위가 전동기와 맞지 않으면 맞는 엘리먼트로 교체합니다.

그림 1: 열동형 과부하 계전기가 트립하는 과정

전류의 열로 바이메탈이 휘면 접점이 열리고, 전자접촉기가 해제됩니다.

계전기의 히터는 주회로에, 상시 닫힘(NC) 접점(95-96)은 전자접촉기의 코일 회로에 들어갑니다. 단자 번호는 오므론 J7TC 접속도의 예이며, 실제 기기의 각인을 확인하세요.

계전기 자체는 전동기의 주회로를 끊을 힘이 없습니다. 상시 닫힘(NC) 접점 95-96을 전자접촉기(MC)의 코일 회로에 넣어 두면, 트립 시 이 접점이 열려 코일의 전원이 끊기고, MC의 주접점이 열려 전동기가 멈춥니다. 상시 열림(NO) 접점 97-98은 보통 트립 표시등이나 PLC 입력에 연결하며, HMI에 뜨는 サーマル異常 경보도 대개 여기서 나옵니다.

그림 2: 일반적인 3상 전동기 회로

전원은 배선용 차단기, 전자접촉기, 열동형 과부하 계전기를 거쳐 전동기에 들어갑니다.

단순화한 주회로입니다. 이 예는 2소자형 계전기(2상에 히터)입니다. 결상 보호가 필요하면 결상 보호가 붙은 3소자형 계전기를 씁니다.

열로 동작하므로 계전기는 시간 지연을 두고 반응합니다. 미쓰비시전기 기술보고는 바이메탈식 모터 스타터의 과부하 동작 시간이 대체로 전류에 반비례한다고 설명합니다. 이 지연 덕분에 기동 때의 짧은 돌입 전류에는 트립하지 않고, 계속되는 과부하에만 트립합니다. 반대로 말하면 단락으로부터 회로를 지키는 것은 열동형 과부하 계전기의 역할이 아닙니다.

단락은 차단기나 퓨즈가, 누전은 누전차단기(ELB)가 맡습니다. 열동전자식 MCCB는 과부하에는 바이메탈, 단락에는 전자석을 쓰며, 원인을 없앤 뒤 핸들로 복귀시킵니다. 퓨즈는 전류의 열로 내부 금속이 녹아 끊기므로 같은 규격의 새 제품으로 교체합니다. ELB는 영상 변류기로 왕로와 귀로 전류의 차이를 보고, 과전류 기능을 함께 가진 기종도 많으며, 누전 개소를 수리한 뒤 다시 투입합니다. 후지전기의 선정 자료도 전동기의 과부하 보호는 전자개폐기, 회로의 단락 보호는 차단기로 역할을 나눕니다.

대부분의 열동형 과부하 계전기에는 수동 리셋 버튼이 있고, 자동 복귀로 전환할 수 있는 기종도 있습니다. 자동 복귀는 안전과 직결되므로 아래에서 따로 설명합니다.

일본 패널에서 쇼크 릴레이(ショックリレー, shokku rire)는 열동형 과부하 계전기와 비슷해 보이지만, 전동기 권선이 아니라 구동되는 기계를 보호합니다. 둘의 차이는 글에서, 퓨즈와 서킷 프로텍터는 글에서 다룰 예정입니다.

얼마나 지나야 트립할까: 과부하별 동작 시간

어느 정도의 전류가 얼마나 오래 흐르면 트립하는지는 계전기의 트립 클래스로 읽습니다. 제조사는 이를 IEC 60947-4-1(일본은 JIS C 8201-4-1)에 따라 표시합니다. 한국에도 같은 IEC 규격을 도입한 KS C IEC 60947-4-1(접촉기 및 모터기동기)이 있지만, 한국 규격의 판과 일본 규격의 시험 조건이 같다고 단정하지 말고 제조사 자료로 확인하세요. 동작 시간은 트립 클래스와, 냉각 상태에서 시작하는지 예열된 상태에서 시작하는지에 따라 달라지므로 모든 기종에 통하는 단일 수치는 없습니다.

표 2: 과부하 배율별 동작 시간(트립 클래스 10A의 예)

배율은 다이얼에 맞춘 설정 전류가 기준입니다. 오른쪽 열은 계산 예이며 제조사의 값이 아닙니다.

설정 전류 대비 배율	요구되는 동작	시작 상태	0.75 kW, 설정 3.8 A일 때 전류
105%	2시간 내 동작하지 않음	냉각 상태	약 4.0 A
120%	2시간 이내 동작	예열 상태	약 4.6 A
150%	2분 미만에 동작	예열 상태	5.7 A
720%(구속)	2초 초과 10초 이내에 동작	냉각 상태	약 27 A

트립 클래스 10A, 3극 부하, 주위 온도 20℃의 값으로, 오므론 J7TC 카탈로그의 정격·성능표에 따릅니다. 후지전기 자료에서는 TR-10 이상의 형식이 트립 클래스 20이며, 720%일 때 6~20초입니다. 전류 열은 같은 카탈로그의 표에 있는 200 V·0.75 kW 전동기의 전부하 전류 참고값 3.8 A를 적용한 것입니다. 실제 값은 명판과 기기 자료로 확인하세요. 휴대폰에서는 표를 옆으로 스크롤하세요.

계산 예는 설정 전류 3.8 A에 배율을 곱한 것입니다. 3.8 × 1.2 = 4.56 A, 3.8 × 1.5 = 5.7 A, 3.8 × 7.2 = 27.36 A입니다. 약간의 과부하는 트립까지 오래 걸리고, 구속 전류는 수 초 만에 트립합니다. 설정값을 조금 넘는 정도의 전류로는 바로 트립하지 않습니다.

이 시간은 원인을 좁히는 단서가 됩니다. 운전 후 수십 분 지나 트립했다면 가벼운 과부하가 이어졌다고 의심합니다. 기동 직후 트립했다면 구속, 결상, 긴 기동 시간을 의심합니다.

서멀 트립 후의 흐름

트립은 전동기나 구동 기계가 과부하이거나 이상 상태라는 뜻입니다. 아래 5단계는 보통의 대응 순서이며, 무엇을 확인하고 누가 판단하는지를 보여 주는 개요입니다. 작업 지시서가 아닙니다. 실제 절차는 계전기의 취급설명서와 사업장의 전기 안전 규정을 따르세요.

그림 3: 서멀 트립 후의 5단계

리셋은 4단계입니다. 원인을 없애기 전에 누르면 다시 트립할 뿐입니다.

01안전 확보전원 차단, 잠금·표지 부착. 전동기가 저절로 재기동하지 않는지 확인

02원인 파악과부하, 구속, 결상, 전원, 설정. 3상 전류와 기계 쪽을 확인

03수리·조정이물 제거, 단자 재조임, 접점이나 전원의 불량 수리

04리셋계전기가 식은 뒤 취급설명서대로 리셋하고, 운전하여 전류 확인

05재발 방지전류를 기록하고, 점검 주기와 부하 관리를 재검토

원인을 찾지 못한 채 운전과 정지를 반복하면 전동기 권선이 과열되어 손상됩니다.

먼저 안전을 확보한다

멈춰 있다고 해서 안전한 것은 아닙니다. 자동 복귀로 설정된 계전기는 식으면 저절로 복귀하고, 회로에 따라서는 전동기가 다시 돌기 시작합니다. 후지전기와 오므론의 취급설명서는 둘 다, 2선식 제어 회로에서 자동 복귀를 쓰면 전동기가 자동으로 재기동한다고 경고합니다.

기계에 손대기 전에 사업장의 잠금·표지(LOTO) 절차에 따라 회로를 차단·격리하고, 주변에 사람이 접근하지 못하게 합니다. 한국에서는 산업안전보건기준에 관한 규칙이 기계 정비 시 운전 정지와 기동 장치의 잠금·표지, 전기 작업 시 전로 차단을 요구하므로 사업장 절차와 함께 확인하세요. 일본 문서를 참고할 때는 노동안전위생규칙이 기계의 청소·수리 때 운전 정지, 기동 장치 잠금, 표지판 설치(제107조)를 요구하고, 전로를 차단한 전기 점검·수리 때 개폐기 잠금, 통전 금지 표시, 감시인 배치 중 하나를 요구한다(제339조)는 점이 취급설명서의 전제입니다. 통전 중인 계전기와 단자에는 손대지 않습니다.

원인을 찾는다

흔히 의심하는 원인은 다음과 같습니다.

• 과부하: 부하가 늘지 않았는가? 기계 쪽의 고착·마모, 펌프의 과대 유량 등
• 구속: 이물이 끼었거나 베어링 불량으로 회전이 막히지 않았는가?
• 결상: 3상 중 한 상이 단선되었거나 접촉 불량은 아닌가? 이 경우 나머지 두 상에 큰 전류가 흐릅니다.
• 전원: 전원 전압이 낮거나 불평형은 아닌가?
• 설정·환경: 설정 전류가 틀렸거나 패널 내부 온도가 너무 높지 않은가?

확인은 보통 전동기가 과부하로 돌고 있지는 않은지부터 시작합니다. 과부하는 기계적 문제나 설정 오류에서 생깁니다. 다음으로 단자 풀림, 단선, 전자접촉기 접점 마모처럼 결상을 일으키는 항목을 봅니다. 운전할 수 있는 상태라면 전기 담당자가 클램프 미터로 3상 전류를 재서 불균형을 확인하고, 전압 저하나 불평형도 함께 봅니다. 마지막으로 펌프나 팬 같은 구동 기계에 이물이 끼지 않았는지, 전원을 차단하고 잠근 상태에서 축이 손으로 도는지 확인합니다. 회전을 막는 것이 있으면 큰 전류가 계속 흐릅니다.

단락은 MCCB나 퓨즈가, 누전은 ELB가 차단하며 열동형 과부하 계전기의 역할이 아닙니다. 단락이나 누전이 의심되면 상위 MCCB·ELB가 함께 트립하지 않았는지도 확인합니다.

표 3: 원인별 증상과 확인 사항

트립까지 걸린 시간과 현장에서 보이는 것으로 원인을 좁힙니다.

원인	흔한 증상	확인할 것(측정은 전기 담당자)	전문 담당에게 맡길 일
과부하	한동안 운전한 뒤 트립	전류계 값을 평소 값·명판 정격과 비교	부하 재검토, 기계 수리
구속	기동 직후 트립, 웅웅거리는 소리	전원 차단·잠금 후 축이 손으로 도는가	베어링·이물 점검, 분해
결상	기동 직후나 운전 중 트립, 웅웅거림·진동	3상 전류에 큰 차이가 없는가	단자·접점·케이블 점검
전원	같은 계통의 다른 기기도 상태가 나쁨	전압과 상간 편차	전원 쪽 조사
설정·환경	여름이나 패널 내부가 더울 때 트립	설정 전류와 전부하 전류, 패널 온도	설정 재검토, 환기 개선
전동기 열화	위 원인이 없는데도 반복	운전 시 탄내·비정상 발열	절연저항·권선저항 측정

결상일 때의 전류와 트립 양상은 계전기에 결상 보호가 있는지에 따라 달라집니다. 전류·전압·축 확인은 감전과 재기동의 위험이 있으므로 사업장 절차에 따라 자격을 갖춘 전기 담당자가 합니다. 휴대폰에서는 표를 옆으로 스크롤하세요.

전동기 절연은 전원을 차단한 뒤 절연저항계(메가)로 측정합니다. 법정 최소값은 국가마다 다르고 어디까지나 하한이므로, 판정은 전동기 제조사나 사업장의 기준으로 합니다. 전자접촉기와 계전기 접점이 제대로 개폐하는지는 전원을 끈 상태에서 멀티미터의 저항 레인지로 확인할 수도 있습니다.

원인을 해결한다

• 과부하: 기계적 문제를 수리하고 부하를 적정 범위로 되돌립니다.
• 결상: 단자 풀림, 단선, 전자접촉기 접점 불량을 찾아 수리합니다.
• 전원: 전압이 낮거나 불평형이면 전원 쪽을 조사합니다.
• 이물: 제거하고 기계를 청소합니다.

원인이 겹치는 경우도 있습니다. 단자가 풀려 결상이 되고, 두 상으로 계속 운전하다 권선이 손상되는 식입니다. 여러 관점에서 살펴 찾은 것을 한 번에 고치세요.

계전기 리셋

원인을 없앤 뒤에 계전기를 리셋하며, 대부분의 기종에는 리셋 버튼이 있습니다. 버튼과 표시는 기종마다 다릅니다. 예를 들어 후지전기 FAQ는 TR-N2~N8형은 파란색 리셋 버튼, TR-0N형 등은 흰색 리셋 버튼을 누르라고 안내합니다. 트립 표시도 흰색 트립 막대가 들어가는 형, 노란색 표시가 나오는 형 등 다양하므로 해당 기종의 설명서를 확인하세요. 구체적인 리셋 순서는 기종마다 다르므로, 일반적인 설명이 아니라 취급설명서를 따르세요.

리셋이 되지 않을 때는 보통 다음 세 가지 중 하나입니다.

• 바로는 리셋되지 않는다: 트립 직후에는 바이메탈이 아직 휘어 있어 리셋을 눌러도 복귀하지 않습니다(트립프리). 고장이 아니라 정상입니다.
• 기다려도 리셋되지 않는다: 후지전기 FAQ에 따르면 이 회사 기종은 프레임 크기에 따라 90~350초 이상 지나면 리셋이 가능합니다. 그래도 복귀하지 않으면 계전기 고장일 가능성이 높습니다. 다른 회사 기종의 대기 시간은 설명서로 확인하세요.
• 리셋해도 다시 트립한다: 원인이 남아 있다는 뜻입니다. 전동기 운전을 멈추고 원인 파악으로 돌아갑니다.

리셋 후에는 기기가 정상 동작하는지 확인합니다. 운전 전류가 설정 전류보다 충분히 낮은지, 3상이 균형을 이루는지 봅니다.

그림 4: 수동 리셋과 자동 리셋의 차이

후지전기와 오므론의 설명서에는 수동에서 자동으로 전환하는 방법이 실려 있습니다.

수동 리셋트립 후 사람이 리셋 버튼을 누를 때까지 트립 상태를 유지합니다. 원인을 확인한 뒤 재기동할 수 있고, 표시(트립 막대 등)로 트립 사실을 알 수 있습니다.

자동 리셋계전기가 식으면 스스로 복귀합니다. 멀리 있는 설비에 사람이 가지 않아도 되지만, 기종에 따라 자동 리셋 중에는 트립 표시가 나오지 않습니다.

2선식 제어 회로에서 자동 리셋을 쓰면, 계전기가 복귀하는 순간 전동기가 재기동합니다. 기계 안의 손이나 공구가 말려들 수 있으므로, 이 방식을 고르기 전에 회로와 운용 방법을 확인하세요.

전환 방법과 표시 방식은 후지전기 TK-E02와 오므론 J7TC 설명서의 예입니다. 기종별로 확인하세요.

2선식 제어 회로는 운전 지령이 들어와 있는 동안 전동기가 계속 도는 회로입니다. 반면 푸시버튼과 자기유지 접점을 쓰는 3선식 회로는 계전기가 복귀해도 기동 버튼을 누를 때까지 정지 상태를 유지합니다. 2선식에서는 수동 리셋이라도 운전 지령이 켜져 있으면 리셋 즉시 재기동하므로, 리셋 전에 운전 스위치를 꺼 두어야 합니다.

재발 방지

정기 점검은 기기와 회로의 이상을 일찍 찾아내고, 부하 관리는 과부하를 막습니다. 가장 도움이 되는 습관은 평소 운전 전류를 기록해 두는 것입니다. 트립 전에 전류가 서서히 올라갔다면 베어링 마모나 막힘을 의심하는 계기가 됩니다.

원인을 모르겠거나 계속 트립하거나 리셋이 안 되면, 운전을 멈추고 전기 담당자에게 인계합니다. 이때 필요한 정보는 이 글 끝의 체크리스트에 정리했습니다.

설정 전류는 어떻게 정하나

설정 전류(整定値, seitei-chi)는 계전기가 전동기를 실제로 지켜 주는지를 좌우합니다. 정하는 출발점은 두 가지, 명판의 전부하 전류와 계전기의 조정 범위입니다. 그다음에 주위 환경, 부하의 종류, 계전기 형식, 시운전으로 조건을 좁혀 갑니다. 설정 변경은 기기 자료와 사내 기준에 따라 전기 담당자가 결정하는 일입니다. 트립했다고 현장 판단으로 다이얼을 올리는 것은 피해야 하는 행동입니다.

전동기의 전부하 전류에서 시작한다

전동기의 정격 전류는 명판, 취급설명서, 사양서에서 확인합니다. 정격 전류는 전동기가 정격 출력으로 연속 운전할 때 흐르는 전류입니다. 후지전기와 오므론의 취급설명서는 둘 다, 조정 다이얼을 돌려 전동기의 전부하 전류를 ▼ 표시에 맞추라고 정합니다. 다만 기계 제조사가 다른 값을 지정한 경우도 있으므로 기계 쪽 자료도 확인하세요.

미국에서는 NEC 430.32가 연속 운전 전동기의 과부하 트립 설정 상한을 정해, 서비스 팩터 1.15 이상이거나 온도 상승 40℃ 이하인 전동기는 명판 전부하 전류의 125%, 그 밖의 전동기는 115%를 일반 기준으로 둡니다. 이는 미국 규정이므로 한국 사업장에서는 한국전기설비규정(KEC)과 제조사 자료, 사내 기준을 먼저 확인하세요.

주위 온도를 고려한다

계전기는 주위의 열로도 따뜻해지므로 더운 패널 안에서는 빨리, 추운 곳에서는 늦게 트립합니다. 오므론 J7TC 카탈로그는 40℃에서 120%, −5℃에서 130%의 전류로 2시간 이내에 동작한다는 보상 성능을 제시합니다. 설명서에는 주위 온도가 20℃와 크게 다를 때 보정 계수로 설정을 계산하는 예도 있습니다. 여름에만 트립한다면 설정을 건드리기 전에 패널 내부 온도와 환기부터 점검하세요.

부하에 맞는 계전기를 고른다

기동과 정지를 자주 반복하는 전동기에는 짧은 과부하가 되풀이됩니다. 이런 경우와 기동 시간이 긴 부하, 인칭(촌동) 운전에는 설정을 올리는 대신 해당 용도의 계전기(포화 리액터 부착형 등)를 고릅니다. 미쓰비시전기의 선정 자료는 기동 전류와 기동 시간 때문에 트립이 예상되면 포화 리액터 부착형을 쓰거나 기동하는 동안만 계전기를 단락하는 방법을 듭니다. 후지전기도 기동 시간이 긴 부하에는 지연형이 필요하다고 씁니다. 스타-델타 기동에서는 미쓰비시전기가 스타 결선 시간을 타이머로 10초 이내로 하고, 넘으면 기기 선정을 재검토하라고 요구합니다. 스타-델타 기동은 글에서 다룰 예정입니다.

계전기의 조정 범위와 소자를 확인한다

대부분의 계전기는 조정 범위가 정해져 있습니다. 예를 들어 오므론 J7TC-01-4E2는 2.8~4.2 A이므로 전부하 전류 3.8 A의 전동기에 맞습니다. 범위를 벗어나면 정격 성능을 내지 못하므로 범위에 맞는 형식을 고르세요.

소자의 수도 확인합니다. 미쓰비시전기의 선정표는 2소자형을 표준으로 하되, 결상 보호가 필요하면 결상 보호가 붙은 3소자형(2E 부착형)을 권장합니다. 반대로 결상 보호가 붙은 기종을 단상 전동기에 쓰면 전류가 흐르지 않는 극이 있어 불필요하게 트립할 수 있습니다. 오므론은 모든 극에 직렬로 통전하거나 다이얼을 10% 정도 높이라고 안내합니다.

시운전으로 확인한다

설정 전류를 정한 뒤에는 실제 운전 조건에서 시운전합니다. 계전기는 과부하 때 트립해야 하고 정상 운전 중에는 트립하지 않아야 합니다. 계전기의 트립 막대를 눌러 보는 시퀀스 체크로 제어 회로가 전동기를 정지시키는지도 확인할 수 있습니다.

기동할 때마다 트립한다면 설정을 얼마나 올릴 수 있는지는 제조사가 기준을 제시합니다. 오므론은 J7TC에 대해 5% 이내를 기준으로 하고, 미쓰비시전기는 IE3 전동기로 교체한 뒤 트립할 때 정격 전류의 110%를 기준으로 합니다. 둘 다 해당 제품의 자료가 허용하는 범위 안에서의 이야기입니다. 그래도 트립한다면 설정을 더 올리지 말고 포화 리액터 부착형 같은 적합한 형식으로 바꾸세요.

설정의 정기 재검토

설정은 한 번 정하면 끝이 아닙니다. 전동기 교체, 부하 변경, 운전 조건이나 환경의 변화가 있으면 재검토합니다. 정기 점검에서는 설정값과 함께 단자 나사도 확인합니다. 후지전기의 설명서는 단자 조임 나사를 주기적으로 다시 조이라고 요구하는데, 풀린 단자는 발열과 결상의 원인이 되기 때문입니다.

펌프에서 서멀 트립이 많은 원인

펌프 전동기가 트립하면 전기 쪽뿐 아니라 펌프 쪽도 살펴야 합니다. 에바라제작소의 펌프 취급설명서는 과전류의 원인으로 다음을 듭니다.

그림 5: 펌프 전동기의 전류가 오르는 이유

원인을 배관, 펌프, 액체, 전원으로 나누어 보면 찾기 쉽습니다.

과대 유량양정이 낮아 유량이 너무 많음. 토출 밸브를 조여 전류를 낮춘다

이물 끼임임펠러에 쓰레기나 고형물. 전류계 바늘의 흔들림이 커진다

회전부 불량베어링 파손, 메카니컬 실 고착, 회전부 접촉

무겁거나 점도 높은 액체액체의 비중·점도가 설계보다 높음

주파수 불일치50 Hz용 펌프를 60 Hz 전원에서 운전

전원 이상전압 강하, 상간 전압 불평형, 결상

에바라제작소 DN형·SCD형 취급설명서의 "고장의 원인과 대책"에서 인용했습니다. 기종에 따라 항목은 다릅니다.

놓치기 쉬운 것이 양정이 낮아 물이 너무 많이 흐르는 경우입니다. 많은 원심 펌프는 유량이 늘수록 축동력도 늘어나므로, 배관 저항이 설계보다 작으면 전류가 올라갑니다. 주파수 항목은 수입 설비에서 중요합니다. 일본은 동쪽이 50 Hz, 서쪽이 60 Hz이고 한국은 60 Hz이므로, 일본 동일본용 사양(50 Hz)의 펌프나 전동기를 한국에서 60 Hz로 돌리고 있지 않은지 확인하세요.

같은 설명서는 운전자가 전류와 전류계 바늘의 흔들림을 매일 확인하라고 요구합니다. 전류가 정격 이내여도 흔들림이 크면 펌프에 이물이 끼었을 수 있습니다. 바늘이 크게, 주기적으로 흔들리면 서징을 의심할 수도 있습니다.

펌프에서는 토출 압력, 토출 밸브 개도, 액체의 온도·종류 변화도 함께 기록하세요. 전류와 압력을 같은 시각으로 나란히 놓으면 과대 유량인지 막힘인지 구별하기 쉽습니다.

인버터의 전자 서멀과 열동형 과부하 계전기의 차이

인버터(VFD)로 구동하는 전동기에서는 바이메탈식 계전기 대신 인버터 내부의 전자식 열 과부하 보호(電子サーマル, denshi samaru, 전자 서멀)가 과부하를 감시하기도 합니다. 전류를 전자 회로로 재서 전동기가 얼마나 달궈졌는지 계산하고 정지시키는 방식입니다.

패널에 サーマル異常이나 과부하 경보가 뜨면 먼저 어느 기기가 동작했는지 확인하세요. 열동형 과부하 계전기에 트립 표시가 없고 인버터 표시부에 경보가 나와 있다면 인버터 쪽입니다.

전자 서멀의 동작은 설정에 따라 달라집니다. 야스카와전기 FAQ는 정격의 150%가 흘렀는데도 전동기가 소손된 사례의 원인으로 다음 네 가지를 듭니다.

• 전자 서멀이 무효로 설정되어 있었다.
• 전동기 정격 전류 설정이 틀렸다.
• 범용 전동기인데 인버터 전용 전동기용 설정을 했다.
• 과부하로 정지할 때마다 인버터 전원을 껐다.

네 번째는 특히 놓치기 쉽습니다. 같은 FAQ에 따르면 150% 전류에서 동작하기까지의 시간은 예열 상태에서 약 1분, 냉각 상태에서는 약 7분입니다. 전원을 끌 때마다 냉각 상태에서 다시 계산하므로 인버터가 정지시키기 전에 전동기가 타 버릴 수 있습니다. 설정과 동작은 기종마다 다르므로 인버터의 취급설명서를 확인하세요.

체크리스트와 일본 공급사에 보낼 질문

일본에서 만든 설비에서 서멀 트립이 났을 때, 또는 시운전 전에 활용하세요.

트립할 때마다 기록할 정보

• 설비 이름, 계전기 형식, 설정 전류
• 나와 있던 표시: 계전기의 트립 표시, 상위 차단기 상태, HMI 경보 문구(일본어 메시지는 사진으로 남긴다)
• 운전 시작부터 트립까지의 시간과 그때의 부하
• 평소 운전 전류와 트립 직전 전류, 리셋이 되었는지 여부
• 펌프: 토출 압력, 토출 밸브 개도, 액체의 온도와 종류

일본 공급사에 확인할 질문

• 어떤 계전기 형식과 트립 클래스를 쓰며, 설정 전류는 무엇을 근거로 정했는가(명판 전부하 전류인가, 기계 제조사 지정값인가)?
• 계전기는 수동 리셋인가 자동 리셋인가? 제어 회로는 2선식인가 3선식인가?
• 계전기는 2소자형인가, 결상 보호가 붙은 3소자형인가?
• HMI의 각 경보는 어느 기기에서 나오는가(열동형 과부하 계전기, 인버터 전자 서멀, 그 밖의 것)? 영어 또는 한국어 경보 목록을 받을 수 있는가?
• 전동기나 펌프는 50 Hz 사양인가 60 Hz 사양인가? 전압은 얼마인가? 한국의 전원(60 Hz)에서 쓰는 데 문제가 없는가?
• 공장 인수 시험(FAT)에서 측정한 정상 운전 전류는 얼마였는가?
• 설정을 조정해야 한다면 계전기 설명서가 허용하는 범위는 어디까지이며, 변경은 누가 승인하는가?

이 글의 한계

이 글에 인용한 동작 시간, 리셋 동작, 표시, 조정 한계는 오므론, 후지전기, 미쓰비시전기, 야스카와전기의 특정 자료에서 가져온 것으로 해당 제품에만 해당합니다. 다른 계전기나 인버터는 다르게 동작할 수 있습니다. 이 글은 계전기·인버터의 설명서, 기계 자료, 한국의 전기·산업안전 관련 법규, 사업장의 잠금·표지와 전기 안전 절차를 대신하지 않습니다. 패널 내부 작업은 자격을 갖춘 전기 담당자의 일입니다.

FAQ

"서멀 트립"이란 무엇인가요?

열동형 과부하 계전기가 지속되는 과부하를 감지하고 접촉기의 제어 회로를 열어 전동기를 정지시킨 상태입니다. 일본 기술자는 같은 현상을 "서멀이 떨어졌다"(サーマルが落ちる), "서멀이 날아갔다"(サーマルが飛ぶ)라고 말합니다.

サーマル異常(서멀 이상) 경보는 무슨 뜻인가요?

대개 열동형 과부하 계전기가 트립했다는 뜻이며, 계전기의 97-98 접점이 램프나 PLC 입력에 연결되어 경보를 냅니다. 기계에 따라서는 인버터의 과부하 경보를 가리키기도 하므로 경보가 어느 기기에서 나오는지 확인하세요.

열동형 과부하 계전기가 리셋되지 않는 이유는 무엇인가요?

트립 직후에는 바이메탈이 아직 휘어 있어 리셋이 듣지 않습니다. 후지전기는 자사 계전기에 대해 프레임 크기에 따라 최소 90~350초의 대기 시간을 제시합니다. 다른 회사 제품은 설명서를 확인하고, 지정된 시간을 기다려도 리셋이 안 되면 계전기 고장을 의심하세요.

계속 트립합니다. 설정을 올려도 되나요?

원인을 찾기 전에는 안 됩니다. 설정을 얼마나 올릴 수 있는지는 제조사가 정하고(오므론은 J7TC에 대해 5% 이내를 기준으로 제시), 결정은 전기 담당자의 몫입니다. 그래도 트립한다면 계전기 형식을 바꿔야 할 수도 있습니다.

열동형 과부하 계전기는 얼마나 빨리 트립하나요?

과부하의 크기와 트립 클래스에 따라 다릅니다. 트립 클래스 10A에서는 설정의 150%일 때 예열 상태에서 2분 미만에 트립해야 하고, 720%(구속)일 때 냉각 상태에서 2초 초과 10초 이내에 트립해야 합니다. 105%에서는 냉각 상태에서 2시간 내에 트립하지 않아야 합니다.

출처

• 동작 특성·설정·주위 온도 보상·리셋: 오므론 "서멀 릴레이 J7TC 시리즈" 카탈로그(일본어, 판매점 게재본)
• 리셋과 자동 리셋 경고: 후지전기 서멀 릴레이 TK-E02 취급설명서 INA-F2011c-JEC(판매점 게재본)
• 리셋되지 않는 이유(90~350초): 후지전기기기제어 FAQ "서멀 리셋"(일본어)
• 기종별 표시와 리셋 버튼: 후지전기기기제어 FAQ "서멀 릴레이의 트립 및 리셋에 대해"(일본어)
• 트립 클래스·지연형: 후지전기 모터 스타터 선정 앱 "MS 스케일"(일본어)
• 3소자형(2E 부착)·포화 리액터 부착형·IE3 전동기: 미쓰비시전기 FA "전자개폐기 선정"(일본어)
• 바이메탈과 동작 특성: 미쓰비시전기 기보 Vol.87 No.12(2013) "매뉴얼 모터 스타터의 제조 기술"(일본어)
• 일본어 명칭과 접점: 파나소닉 "서멀 릴레이의 의미·해설"(일본어)
• 트립 클래스 시험점(설정의 1.05, 1.2, 1.5, 7.2배): Schneider Electric FAQ(체코어), ABB 기술 가이드(영어)
• 한국 규격: 한국표준정보망(KSSN) KS C IEC 60947 시리즈 표준 정보
• NEC 430.32 과부하 설정: Schneider Electric FAQ000278068(영어)
• 한국의 안전 규정: 국가법령정보센터 "산업안전보건기준에 관한 규칙"
• 일본의 정전 작업·운전 정지 규정: e-Gov 노동안전위생규칙 제107조·제339조(일본어)
• 전자 서멀: 야스카와전기 FAQ "전자 서멀이 동작하지 않은 원인"(일본어)
• 펌프 과전류의 원인: 에바라제작소 DN형 취급설명서, SCD형 취급설명서(일본어)