8 VFD 긴 케이블의 위험을 피하세요: 최대 길이 가이드
안녕하세요 여러분, 오늘은 현장에서 흔히 발생하지만 쉽게 간과되는 문제, 즉 지나치게 긴 VFD 케이블로 인한 위험성에 대해 공유하고자 합니다.
In 가변 주파수 드라이브 애플리케이션, 케이블 길이가 합리적인 한계를 초과할 경우, 다양한 VFD 출력 문제를 유발할 수 있으며 심지어 모터 절연 불량으로 이어져 유지보수 난이도와 비용을 증가시킬 수 있습니다.
수년간의 실무 경험을 바탕으로:
- 차폐되지 않은 전원 케이블은 일반적으로 50미터 이내에서는 문제를 일으키지 않습니다.
- 차폐 전원 케이블은 일반적으로 30미터 이내에서 안전합니다.
- 실제 적용 환경에서는 차폐되지 않은 케이블은 120미터 미만으로 유지하는 것이 이상적이며, 차폐 케이블은 50미터로 제한하는 것이 가장 좋습니다.
이는 케이블이 이러한 길이를 초과할 수 없다는 의미는 아니지만, 그렇게 할 경우 VFD 케이블 고조파, 서지 전류, 반사파 등 다양한 문제에 대한 취약성이 증가합니다. 300m 또는 400m 케이블에 대한 해결책은 존재하지만, 이는 비용과 복잡성을 크게 증가시킵니다.
VFD 장거리 케이블의 8대 주요 위험 요소
1. 시동 중 과전류 경보
과도하게 긴 VFD 케이블은 시동 시 서지 전류를 유발하여 VFD 과전류 경보를 발생시킬 수 있습니다. 예를 들어, 150미터 케이블을 사용하는 15kW 모터는 시동 시 즉시 고장을 보고할 수 있습니다. 이는 기생 커패시턴스와 스파이크 전압의 복합적 영향으로 인한 전형적인 결과입니다.
2. 전력 케이블 과열 현상
가변 주파수 드라이브(VFD)의 장거리 케이블은 상당한 고주파 고조파 전류(VFD 케이블 고조파)를 전달하여 케이블의 심각한 발열을 유발합니다. 이는 정상적인 사인파 작동과는 완전히 다르며, PWM(펄스 폭 변조) 출력의 부작용입니다.
3. 모터 과열
VFD 장거리 케이블에서 발생하는 저차 고조파는 구리 손실을 증가시키고, 고차 고조파는 철 손실을 증가시킵니다. 이는 전체 모터 온도 상승을 유발하여 결국 VFD 정격 모터의 노화를 가속화합니다.
4. 과도한 모터 소음
반사된 파동은 모터 내부에서 기전력을 유도하여 실리콘 강판 적층체가 진동하게 하고 뚜렷한 소음을 발생시킵니다. 이는 현장에서 흔히 발생하는 VFD 출력 문제 중 하나이기도 합니다.
5.축 전압 및 축 전류
VFD 장거리 케이블에 의해 유도된 고조파 전압은 VFD 유도 축 전압 및 VFD 축 전류를 발생시켜 결국 베어링 유막을 파괴하고 VFD로 인한 모터 베어링 고장을 유발할 수 있습니다. 심각한 조건에서는 베어링이 몇 주 또는 심지어 며칠 내에 고장날 수 있습니다.
6. DC 버스 과전압
긴 케이블에서 발생하는 전압 반사가 DC 버스 전압으로 역류하여 과전압을 유발합니다. 이 문제는 매우 교묘하여 VFD 고장 진단 시 엔지니어들이 부품 고장으로 오진하는 경우가 많습니다.
7. 모터 절연 파괴
긴 VFD 케이블에서 반사된 전파가 중첩되어 스파이크 전압을 형성할 때, 이 전압은 2000V를 초과할 수 있으며 이는 표준 산업용 주파수 모터의 내전압(약 900V)을 훨씬 뛰어넘습니다. 이로 인해 모터 절연이 손상되어 접지 단락 또는 단락 현상으로 나타납니다.
8. 과도한 누설 전류
더 긴 케이블은 모터에 더 높은 전압을 유도하여 수십 암페어에 달할 수 있는 누설 전류를 발생시킵니다. 이는 모터 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 긴 케이블의 과전압으로 인해 VFD 트립과 같은 보호 동작을 유발합니다.
결론
요약하면, VFD 장거리 케이블과 관련된 8가지 주요 위험 요소는 VFD 과전류, VFD 케이블 고조파, 축 전류, 모터 절연 파괴, DC 버스 과전압 등이 포함됩니다. 현장에서 VFD 트립 원인이 불분명한 경우, 특히 VFD 과부하, 반사파 또는 공통 모드 전압에서 비롯된 문제라면 케이블 길이가 기여 요인일 가능성이 높습니다.
그러므로, 그 기간 동안 가변 주파수 드라이브 배선 설계 단계에서는 VFD 최대 케이블 길이를 합리적으로 제어하고 차폐형 대 비차폐형 VFD 케이블 길이 제한을 고려하는 것이 필수적입니다. 극도로 긴 케이블 사용이 불가피한 경우, 공통 모드 초크, 출력 리액터, 차폐 케이블, 모터 정격 하향 조정 등의 조치를 통해 보상 및 최적화를 달성할 수 있습니다.
이를 통해서만 VFD 케이블 길이가 한도를 초과할 때 발생하는 8가지 위험을 피할 수 있으며, 장기적으로 안정적인 시스템 운영을 보장할 수 있습니다.
