1. 개 요 

돌입전류란 배전선로나 전기기기에 전원을 투입하는 순간, 정상전류보다 높은 전류가 흐르는 과도현상을 말한다. 그 특성은 전원투입과 동시에 몇 배 또는 몇 10배에 해당하는 전류가 흐른 후 서서히 감소하여 정상상태에 달하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 배전설비의 열화,성능저해,보호협조 불능은 물론 전기품질의 저하까지도 초래하고 있는 실정으로 그 발생원인과 형태를 분석하고 대책을 기술하고자 한다.

2. 돌입전류의 특성분석

 2-1. 지속시간 단계별 특성

  ① 제1단계

   - 선로투입즉시 발생하는 초기돌입전류 

   - 변압기,전동기등 철심을 가진 기기의 자화전류 

   - 백열전구의 온도상승을 위한 전류 

크기는 정상전류의 10배이상으로 대단히 큰 값을 가지나 지속시간은 수Hz정도로 단시간 특성을 갖는다.[ Hot Load Current ]

  ② 제2단계

전동기 기동전류의 합으로 나타나게 되는 단계로 전부하 전류의 4～6배 정도이며 지속시간은 5～15초정도이다.[ Hot Load Current ]

  ③ 제3단계

초기 돌입전류에 의한 전압강하와 자동장치가 있는 부하에 의하여 결정되며 투입후 장시간부하를 증가시키는 결과를 가져온다. Cold Load Current

  ④ 제4단계

정상부하상태에서 장시간,계절적,지속부하 특성변화를 일으키는 단계로 선로보호용 기기의 정격선정기준이 된다.

 2-2. 시간 - 전류 특성곡선

 2-3. Hot Load, Cold Load 돌입전류 

돌입전류에는 부하기기별 기동특성에 의한 Hot Load 돌입전류와 정전선로에 전원투입 시 자동조절 장치부 기기와 자체 전압강하에 의한 Cold Load 돌입전류로 구분할 수 있다.

Hot Load돌입전류는 초기치가 대단히 높으나 지속시간이 짧은 반면 Cold LOAD돌입전류는 초기치가 비교적 낮으나 지속시간이 길다.Hot Load는 정전시간에 관계없는 일정한 돌입전류특성을 가지나 Cold Load는 부등율 상실의 영향으로 정전시간의 장단에 따라 지속시간특성이 다르게 나타나고 있다.

3. 부하별 돌입전류의 특성

 3-1. 백열전등,전열기기

저항체 부하는 인가전압과 초기저항에 따라 최대전류가 결정되고 주위온도와  사용온도의 차에 의해 지속시간이 결정된다. 최대치는 5～6배로 높은 반면 지속시간은 4～5Hz로 대단히 짧다.

 3-2. 전동기 부하

정지상태에서 정상회전속도로 가속할 때까지 비교적 장시간을 요하고 정상전류의 3～6배 가량의 크기를 가지며 지속시간은 60～70Hz정도이다.

 3-3. 변압기

돌입전류의 발생원인은 가압시 여자전류 때문이며 특히 변압기 철심에 잔유자속이 있는 경우 철심내 자속은 가압과 동시에 포화점을 초과하게 되고 여자전류는 급격히 증가하게 된다. 돌입전류의 크기는 부하전류의 25배까지 되며 최대치의 1/2감소시간이 5～6Hz이며 지속시간은 1초가량이다.

☞ 돌입전류의 최대치 및 지속전압은 인가전압의 크기,잔유자속의 크기와 방향,변압기 및 전원회로의 임피던스에 따라 변화한다. 일반적으로 단상변압기에 비해 삼상변압기가 적으며 변압기용량과 반비례 관계가 있다. 

4. 보호기기의 영향

다중접지방식의 선로보호용 기기는 R/C,ASS 등이 주종을 이루는데 돌입전류에 의한 영향으로는 보호기기의 순시특성과 돌입전류특성이 교차하여 보호기기의 재투입이 곤란하게 되는 것이다.

아직 우리나라에서는 Hot Load특성에 의하여 A Curve(순시특성)에만 영향이 나타나고 있으나 냉장고,에어콘등의 증가에 따라 Cold Load특성이 확대되어 C,B Curve(지연특성)에도 문제가 발생될 것으로 예측된다.

5. 보호기기 오동작 대책

Hot Load에 의한 영향은 A Curve의 특성에 따라 오동작이 발생하므로 B,C Curve 즉 지연 Curve를 포함한 동작Sequence를 채택한다.

또한 냉방기등의 자동운전부하가 증가되어 Cold Load에 의한 오동작문제가 발생되는 경우 선로의 부하를 정확히 고려한 선로구분 투입대책(배전자동화 System 도입등)이 요구된다.