모선 (전력장치)

전력 배전에서 모선(母線) 또는 버스바(busbar, 또는 bus bar)은 일반적으로 개폐기, 배전반, 버스웨이 인클로저 내부에 설치되는 금속 스트립 또는 바이다. 이는 지역 고전류 전력 분배, 송전 또는 최대 345kV 전압의 개폐 변전소에 사용된다. 또한 전기 개폐장치에서 고전압 장비를 연결하고, 배터리 뱅크에서 저전압 장비를 연결하는 데도 사용된다. 일반적으로 절연되어 있지 않으며, 절연 기둥으로 공중에 지지될 수 있을 만큼 충분한 뻣뻣함을 가지고 있다. 이러한 특징은 도체의 충분한 냉각과 새로운 접합부를 만들 필요 없이 다양한 지점에서 전력을 인출할 수 있는 기능을 제공한다.

모선의 재료 구성과 단면적은 안전하게 운반할 수 있는 최대 전류를 결정한다. 모선은 단면적이 10 제곱밀리미터 (0.016 in²)에 불과할 수도 있지만, 변전소에서는 직경 50 밀리미터 (2.0 in) 이상의 금속 튜브를 모선으로 사용할 수도 있다. 알루미늄 제련소에서는 용융된 소금에서 알루미늄을 생산하는 화학 전지로 수만 암페어를 운반하기 위해 매우 큰 모선을 사용한다.

모선은 평평한 스트립, 고체 바 및 막대 등 다양한 형태로 생산되며, 일반적으로 구리, 황동 또는 알루미늄으로 고체 또는 중공 튜브 형태로 구성된다.^[1] 이러한 모양 중 일부는 단면적에 대한 높은 겉넓이 비율 덕분에 열을 더 효율적으로 방출할 수 있다. 표피효과로 인해 50–60 Hz AC 모선은 두께가 약 8 밀리미터 (0.31 in)를 초과하면 비효율적이므로, 중공 또는 평평한 형태가 더 높은 전류 애플리케이션에서 널리 사용된다. 중공 단면은 또한 동등한 전류 운반 용량의 고체 막대보다 더 높은 뻣뻣함을 가지므로, 실외 개폐장치에서 모선 지지대 간의 더 큰 스팬을 허용한다.

모선은 자체 무게와 기계적 진동 및 지진으로 인한 힘, 그리고 실외 노출 시 쌓이는 강수량을 지지할 수 있을 만큼 충분히 견고해야 한다. 또한 옴 발열 및 주변 온도 변화로 인한 열 팽창과 대전류로 인한 자기력을 고려해야 한다. 이러한 우려를 해결하기 위해 일반적으로 얇은 도체 층의 샌드위치 형태인 유연한 모선이 개발되었다. 이는 설치를 위해 구조 프레임 또는 캐비닛이 필요하다. 순간적으로 수십만 암페어에 달할 수 있는 고장 전류로 인해 발생하는 기계적 힘도 고려해야 한다.

배전반은 한 위치에서 전기 공급을 별도의 회로로 분할한다. 버스웨이 또는 버스 덕트는 보호 커버가 있는 긴 모선이다. 한 위치에서 주 공급 장치에서 분기하는 대신, 버스웨이를 따라 어디서든 새로운 회로가 분기될 수 있도록 한다.

모선은 절연체에 지지되거나 절연체로 둘러싸일 수 있다. 금속 접지 인클로저 또는 일반적인 손이 닿지 않는 높이로 올려서 우발적인 접촉으로부터 보호된다.^[2] 절연된 모선은 UL 857 표준에 따라 등재된 버스웨이에 사용된다.^[3] 전력 중성선 모선도 절연될 수 있는데, 이는 전력 중성선과 안전 접지 사이의 전위가 항상 0이라고 보장할 수 없기 때문이다. 접지 (안전 접지) 모선은 일반적으로 노출되어 있으며 인클로저의 금속 섀시에 직접 볼트로 고정된다. 이는 버스 덕트 또는 버스웨이, 분리상 모선 또는 고립상 모선 형태로 금속 하우징에 둘러싸일 수 있다.

모선은 볼트 체결, 클램핑 또는 용접을 통해 서로 그리고 전기 장치에 연결될 수 있다. 고전류 버스 섹션 간의 접합부는 종종 은 도금된 정밀하게 가공된 일치하는 표면을 가지고 있어 접촉 저항을 줄인다. 실외 버스의 초고전압 (300kV 이상)에서는 연결부 주변의 코로나 방전이 무선 주파수 간섭 및 전력 손실의 원인이 되므로, 해당 전압에 맞게 설계된 특수 연결 피팅이 사용된다.

변전소의 110kV 모선
유연한 모선^[4]
강성 모선^[5]

모선 (전력장치)

설계 및 배치

같이 보기

각주

추가 자료

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