GFCI/RCD 장치에 대한 모든 것

전기 공학에서는 사람과 동물을 전기 충격으로부터 보호하기 위한 표준이 존재합니다.

이는 다음과 같은 조합을 통해 달성됩니다:

• 고장이 없는 상태에서 기본 절연을 통해 충전부와의 직접적인 접촉을 예방하는 기본 보호,
• 결함 발생 시 위험한 충전부가 될 수 있는 전기 제품의 금속 하우징과 같이 접촉 가능한 부품과의 간접 접촉 시 발생하는 고장 보호.

잔류 전류 장치를 사용하는 것은 전기 충격에 대한 향상된 보호, 향상된 고장 보호 및 향상된 화재 보호를 위한 추가적인 보호 역할을 합니다.

RCD는 흐르는 고장 전류의 전류 강도를 제한하지 않지만, 그 지속 시간을 제한합니다.

추가 보호는 특정 조건 하의 조치를 의미합니다. 여기에는 기본 보호와 고장 보호가 동시에 실패할 경우 보호 효과를 제공하는 잔류 전류 장치(RCD)가 포함됩니다. 이는 전기 시스템이나 전기 제품에서 이중 또는 다중 고장이 발생함을 의미합니다. RCD가 전기 충격을 방지하는 것은 아니며, 인체를 통하는 고장 전류의 크기를 줄이는 것도 아닙니다. 그러나 그 크기에 따라, 즉각적인 생명을 위협하는 심장 리듬 장애인 심실 세동의 위험이 최소화되도록 인체를 통하는 전류 흐름의 지속 시간을 제한해야 합니다. 개인 보호를 위한 최대 허용 정격 잔류 전류 `I<sub>Δn</sub>`은 30 mA입니다. 기본 보호 및 고장 보호 없이 RCD를 전기 충격에 대한 유일한 보호 수단으로 사용하는 것은 허용되지 않습니다.

다음의 경우 30 mA 이하의 정격 잔류 전류를 가진 RCD를 제공해야 합니다:

• 일반인이 사용하며 일반적인 용도로 설계된 정격 전류 32 A 이하의 전기 소켓
• 실외에서 사용하는 정격 전류 32 A 이하의 이동식 장비를 위한 최종 회로
• 조명 회로(주거용 건물에 한함)

RCD는 다음과 같은 경우에 추가 보호를 제공할 수 있습니다:

• 전기 장비의 부적절한 취급 또는 오용
• 어린이 등에 의한 전기 시스템 조작(소켓에 못 넣기)
• 외부 영향으로 인한 전기 시스템 손상(예: 습기, 보호 접지 단선, 절연 파괴)
• 전기 전문가가 5가지 안전 규칙을 준수하지 않아 발생하는 신체를 통한 대지로의 전류 흐름
• 교육 목적으로 개방된 전기 제품 취급
• 비전문가에 의해 발생하거나 전문가의 부적절한 작업으로 인한 전기 시스템 또는 전기 제품의 고장.

고장 보호를 위해, 지락 발생 시 과전류 보호 장치에 의한 전원 공급 자동 차단 조건이 충족될 수 없는 경우 잔류 전류 장치(RCD)를 사용해야 합니다. 이는 접지 연결 유형으로 인해 TT 시스템이 존재하는 경우에 자주 발생합니다. 시스템 접지 도체와 작동 접지 도체 사이에 전기적 연결이 없기 때문에, 고장 전류는 주로 시스템 접지 도체 `R<sub>A</sub>`의 전파 저항에 의해 제한됩니다.

개인 보호를 위해 다음 조건이 적용됩니다:

`R<sub>A</sub> ≤ U<sub>T</sub>/I<sub>Δn</sub>` (

• `R<sub>A</sub>`는 보호 도체를 포함한 시스템 접지의 전파 저항
• `U<sub>T</sub>`는 시간 제한 없는 최대 50 V AC의 접촉 전압
• `I<sub>Δn</sub>`은 누전 차단기의 정격 잔류 전류

따라서 다음과 같은 최대 전파 저항이 가능합니다:

`R<sub>A</sub> = 50V/30 mA ≈ 1,67 kΩ`

다음의 경우 30 mA를 초과하는 정격 잔류 작동 전류를 가진 RCD를 사용할 수 있습니다:

• 배전 회로
• 전기 충격 방지 외의 이유로 필요한 경우의 말단 회로.

정격 잔류 작동 전류의 4.6배 조건 하에서, 사용되는 각각의 RCD에 따라 다음의 전파 저항이 가능합니다:

VdS 규정에 따라 전기적으로 점화되는 화재로부터 보호하기 위해, 상 도체와 보호 도체 또는 접지 사이의 고장 전류는 420 mA를 초과해서는 안 됩니다. 최대 300 mA의 정격 고장 전류를 가진 고장 전류 차단기를 이 목적으로 사용할 수 있습니다. 정격 고장 전류에 따라 고장 위치에서 다음과 같은 열 출력이 발생할 수 있습니다:

이러한 열 출력은 과전류 보호 장치만 사용했을 때보다 훨씬 낮습니다. 또한 화재 보호를 위해 전용 아크 고장 보호 장치도 이용 가능하며, 이는 잔류 전류 차단기 외에 추가로 설치해야 하며 케이블 파손 시 발생할 수 있는 케이블 화재로부터 보호 기능을 제공합니다.

잔류 전류 장치(RCD)는 정격 잔류 전류에 도달하면 늦어도 작동하며, 4극 스위치의 중성 도체를 포함하여 상위 네트워크로부터 해당 회로의 모든 극을 차단합니다. 내부 테스트 회로도 차단되는데, 이는 전류 제한 저항이 지속적인 작동(오용)을 위해 설계되지 않았기 때문입니다. 보호 접지 도체는 잔류 전류 장치의 일부가 아니며 차단되지 않습니다.

잔류 전류는 전류의 일부가 원치 않는 전류 경로를 통해 전원으로 다시 흐를 때 발생합니다. 이 전류 경로는 보호 접지 도체, 전기 작동 장치의 외함, 대지와 전기적으로 접촉하는 모든 금속 구조물을 포함한 대지, 그리고 사람이나 동물의 신체가 될 수 있습니다. 잔류 전류 장치는 상 도체와 중성 도체에 흐르는 모든 순간 전류 값의 산술 합계를 계산합니다. 지락이 없는 설치 상태에서는 합계가 항상 0입니다.

합계 계산은 합계 전류 트랜스포머에 의해 수행됩니다. 극 수에 따라 2개, 3개 또는 4개의 1차 권선이 통과합니다. 이들은 고장이 없는 상태에서 유도 효과가 서로 상쇄되도록 구성되어 있습니다. 트랜스포머 코어에 자기 플럭스가 생성되지 않으므로 2차 권선에 전압이 유도되지 않습니다. 만약 잔류 전류가 이러한 원치 않는 전류 경로를 통해 전원으로 다시 흐르면, 합계 전류 트랜스포머를 통과하는 모든 전류의 합은 더 이상 0이 아닙니다. 이는 트랜스포머 코어에 자기 플럭스를 발생시켜 2차 권선에 전압을 유도합니다. 2차 전류는 유지 자석 트리거를 통해 스위치를 작동시켜 해당 회로의 모든 극을 차단합니다.

합계 전류 트랜스포머는 트랜스포머처럼 작동하며 주파수에도 의존합니다. 따라서 교류 잔류 전류나 맥동 직류 잔류 전류만 감지할 수 있습니다. 평활 직류 잔류 전류의 경우 전달이 이루어지지 않아 2차 권선에 유도가 발생하지 않으므로 잔류 전류가 감지되지 않습니다. 혼합 형태(교류 잔류 전류가 중첩된 평활 직류 잔류 전류)의 경우, 철심이 평활 직류 잔류 전류에 의해 부분적으로 또는 완전히 포화되기 때문에 교류 잔류 전류가 약화되거나 전혀 전달되지 않을 수 있습니다.

전 전류 감응형 RCD(예: B형)는 때때로 평활 직류 잔류 전류를 추가로 감지하기 위한 두 번째 트랜스포머 코어를 가지고 있는데, 이는 자기장을 직접 감지하기 위한 홀 센서 및/또는 주파수 응답과 전류 의존성을 더 잘 감지(또는 억제)하여 해당 적용 목적에 맞는 다양한 유형을 제공하는 추가 전자 장치를 갖출 수 있습니다.

2극 잔류 전류 차단기의 구성 요소:

1. 스위칭 메커니즘
2. 2차 권선
3. 합계 전류 트랜스포머 토로이드
4. 테스트 버튼

합계 전류 트랜스포머는 결정질 또는 나노결정질 연자성 테이프를 감아 만든 토로이드 코어를 포함합니다. 페라이트 코어는 낮은 투과성과 포화 유도로 인해 적합하지 않습니다. 잔류 전류 차단기를 작동시키는 데 필요한 전력을 달성하기 위해, 일반적으로 약 40 g 무게의 특정 크기와 질량을 가진 토로이드 테이프 코어가 필요합니다. 코어는 종종 절연체로 캡슐화되며, 수지의 수축으로 인해 코어에 힘이 가해져서는 안 됩니다. 이는 자기 특성을 변화시키기 때문입니다. 코어를 느슨하게 삽입하는 플라스틱 하우징도 일반적입니다. 두꺼운 구리선으로 만들어진 2~4개의 작동 전류 권선이 코어 주위에 감겨 있으며, 얇은 선으로 만들어진 2차 권선과 테스트 권선이 있을 수 있습니다.

스위치 잠금은 수동 조작(레버 또는 푸시 버튼) 및 합계 전류 트랜스포머의 트리거를 스위치 접점과 연결하는 메커니즘입니다. 스위치 잠금 내부에는 스위치 온(수동) 시 미리 장력을 가해 안전한 차단을 위한 필요한 힘과 속도를 보장하는 방출 스프링이 있습니다. 또한 트리핑을 위한 메커니즘도 여기에 수용되어 있습니다. 미리 장력이 가해진 스위치 잠금은 최소한의 힘으로 트리거될 수 있으며 외부에서 차단할 수 없습니다.

합계 전류 트랜스포머는 예를 들어 래칭 자석 트리거를 통해 스위치 잠금에 작용합니다. 이는 합계 전류 트랜스포머의 2차 권선에 연결됩니다. 래칭 자석 트리거는 영구 자석, 자기 션트가 있는 두 개의 다리, 연자성 재질의 아마추어, 그리고 여자 권선으로 구성됩니다. 영구 자석의 자기 플럭스는 두 다리와 아마추어를 통과합니다. 결과적으로 아마추어는 스위치 잠금 트리거를 향한 스프링의 힘에 대항하여 고정됩니다. 여자 권선을 통해 전류가 흐르면 두 번째 자기 플럭스가 생성됩니다. 한 반파에서는 전체 플럭스가 증폭되고, 다른 반파에서는 약화되어 스프링이 두 다리의 극면으로부터 아마추어를 당겨냅니다. 이는 스위치 잠금의 트리거와 해당 회로의 차단으로 이어집니다.

잔류 전류 차단기의 보호 기능은 다음과 같은 경우에 작동하지 않습니다:

• 사람이 서로 다른 전위의 충전부를 만지는 경우입니다. 이는 위상각이 다른 두 개 이상의 상 도체이거나 상 도체와 중성 도체입니다. 사람은 대지에 대해 전기적으로 비교적 잘 절연된 위치에 있으며 접지된 물체나 보호 도체와 접촉하지 않습니다.
• 트랜스포머(예: 절연 트랜스포머)가 회로를 분리하고 사람이 2차측의 두 극을 동시에 만지는 경우.
• 과부하 또는 단락과 같은 과전류의 경우, 보호 기능은 과전류 보호 장치를 통한 전원 공급의 자동 차단에 의해서만 보장될 수 있습니다.
• 대지로 고장 전류가 흐르지 않기 때문에 도체 고장이 감지되지 않습니다.
• 고장 전류의 유형에 따라 잔류 전류 차단기가 트립되지 않을 위험이 있습니다. 모든 유형의 전류(특히 직류)를 감지할 능력이 없기 때문입니다.
• 고급 화재 예방을 위한 B+형 잔류 전류 차단기는 20 kHz까지의 주파수를 가진 고장 전류를 대지로만 감지합니다. 두 충전 도체 사이의 이러한 고장 전류를 감지하려면 추가적인 아크 고장 감지 장치가 필요합니다.

잔류 전류 장치는 감지할 수 있는 고장 전류의 유형에 따라 유형별로 분류됩니다. 감도가 높은 순서대로 AC형, A형, F형, B형 및 B+형으로 분류됩니다.

각 유형의 분류는 다음과 같습니다:

1. AC형: 이 유형은 갑자기 발생하거나 천천히 상승할 수 있는 순수한 정현파 교류 고장 전류를 감지하도록 설계되었습니다. 평활 직류 고장 전류가 6 mA를 초과하지 않는 한 올바르게 작동합니다. (독일에서는 더 이상 허용되지 않음.)
2. A형: AC형의 기능 외에도, 이 유형은 맥동 직류 고장 전류를 감지합니다. A형은 표준 응용 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 RCD 유형입니다.
3. F형: A형의 기능 외에도, 이 유형은 1 kHz까지의 서로 다른 주파수를 가진 고장 전류의 혼합물을 감지할 수 있습니다. 이러한 고장 전류는 예를 들어 주파수 변환기가 있는 단상 전기 장치에서 발생할 수 있습니다. 평활 직류 고장 전류가 10 mA를 초과하지 않는 한 올바르게 작동합니다.
4. B형: F형의 기능 외에도, 이 유형은 평활 직류 고장 전류를 감지할 수 있습니다. 위상각, 극성, 갑자기 발생하든 천천히 상승하든 상관없이 다양한 고장 전류 파형을 감지할 수 있습니다. B형은 전 감응형이라고도 합니다.
5. B+형: B형의 기능 외에도, 이 유형은 20 kHz 주파수까지의 정현파 교류 고장 전류를 감지할 수 있습니다. B+형은 주로 고급 화재 방지 조치에 사용됩니다.

고장 전류 유형에 따른 이 분류를 통해 전기 설비의 특정 요구 사항과 장치에 적합한 RCD 유형을 선택할 수 있습니다. 특정 국가의 규정과 표준은 유형별 허용 여부가 다를 수 있으므로 이를 고려하는 것이 중요합니다.

차단기(LS)와 결합된 RCD(예: 30 mA RCD 및 13 A 차단기)도 있으며, 이를 RCBO(일반적으로 "FI/LS"로 지칭)라고 합니다. 1P + N 극 수의 RCBO는 일반적으로 2극 차단기 또는 2극 RCD(2 TE)와 동일한 설치 폭(또는 동일한 모듈형 단위 수, 약어 TE)을 가집니다.

RCD 소켓(SRCD)(일반적으로 "GFCI 소켓"으로 지칭)은 연결된 부하의 지락 전류를 모니터링합니다(추가 안전). 예를 들어, 법적 보호(기득권)가 있는 기존 설치에 RCD가 설치되어 있지 않지만 향상된 안전성이 필요한 곳에 사용됩니다. 이들은 필수적인 DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10)에 따른 RCD를 대체하지 않습니다.

RCD의 개별 장치, 예를 들어 차동 전류 감지 회로, 차동 전류 평가 및 부하 스위치가 물리적으로 별도의 하우징에 위치한 경우, 이 장치를 모듈형 잔류 전류 보호 장치(MRCD)라고 합니다.

가장 중요한 매개변수는 정격 고장 전류 `I<sub>Δn</sub>`이며, 이 전류에서 잔류 전류 차단기는 늦어도 작동해야 합니다. `I<sub>Δn</sub>`의 값은 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA 및 1 A입니다. 실제로는 순수 정현파 교류 고장 전류의 트립이 일반적으로 `0.6 · I<sub>Δn</sub>`와 `0.8 · I<sub>Δn</sub>` 사이에서 발생합니다.

비트립 고장 전류 `I<sub>Δn0</sub>`는 순수 정현파 교류 고장 전류의 경우 `0.5 · I<sub>Δn</sub>`와 같습니다. 잔류 전류 차단기는 정격 고장 전류의 절반 미만에서는 트립되어서는 안 됩니다.

서로 다른 고장 전류 파형에 대해 다음과 같은 트립 범위가 정의됩니다:

• 순수 정현파 교류 고장 전류의 경우 `0.5 · I<sub>Δn</sub>` ~ `1 · I<sub>Δn</sub>`
• 맥동 직류 고장 전류의 경우 `0.35 · I<sub>Δn</sub>` ~ `1.4 · I<sub>Δn</sub>`
• 90° 위상 제어 각도를 가진 반파 정류 전류의 경우 `0.25 · I<sub>Δn</sub>` ~ `1.4 · I<sub>Δn</sub>`
• 135° 위상 제어 각도를 가진 반파 정류 전류의 경우 `0.11 · I<sub>Δn</sub>` ~ `1.4 · I<sub>Δn</sub>`
• 최대 6 mA의 평활 직류 고장 전류가 중첩된 맥동 직류의 경우 최대 `1.4 · I<sub>Δn</sub>`까지
• 혼합 주파수 고장 전류의 경우 `0.5 · I<sub>Δn</sub>` ~ `1.4 · I<sub>Δn</sub>`
• 평활 직류 고장 전류의 경우 `0.5 · I<sub>Δn</sub>` ~ `2 · I<sub>Δn</sub>`

정격 전류 `I<sub>n</sub>`은 잔류 전류 차단기가 각 상 도체에서 연속적으로 흐를 수 있는 미리 결정된 값입니다. In에 대한 선호 값은 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A, 80 A, 100 A 및 125 A를 포함합니다.

DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10):2013-08(제조업체 사양)에 따라 시간 지연이 없는 잔류 전류 차단기의 경우, 최대 허용 트립 시간은 `I<sub>Δn</sub>` 전류에서 0.3초, `2 · I<sub>Δn</sub>`에서 0.15초, `5 · I<sub>Δn</sub>`에서 0.04초입니다. 이는 (치명적인) 심실 세동의 발생 가능성을 매우 낮게 만들지만, 전류 펄스의 생리적 효과가 심장 박동의 어느 단계에 속하느냐에 따라 달라지기 때문에 완전히 배제할 수는 없습니다.

선택적 잔류 전류 차단기(시간 지연이 있는 경우)의 경우 최대 허용 트립 시간은 `I<sub>Δn</sub>` 전류에서 0.5초, `2 · I<sub>Δn</sub>`에서 0.2초, `5 · I<sub>Δn</sub>`에서 0.15초입니다.

비트립 시간은 선택적 잔류 전류 차단기에 대해서만 정의됩니다. 최단 비트립 시간은 `I<sub>Δn</sub>` 전류에서 0.13초, `2 · I<sub>Δn</sub>`에서 0.06초, `5 · I<sub>Δn</sub>`에서 0.05초입니다.

선택성을 달성하기 위해 잔류 전류 차단기를 직렬로 연결할 수 있습니다. 이 구성에서는 고장 회로와 직접 연결된 잔류 전류 차단기만 시간 지연 없이 트립되어야 합니다. 시간 지연이 있는 잔류 전류 차단기는 추가 보호 장치로 상단에 연결되며 선택성을 나타내는 S 기호로 표시됩니다. 선택성은 다음 경우에 달성됩니다:

• 시간 지연이 있는 상단 잔류 전류 차단기의 최단 비트립 시간이 시간 지연이 없는 하단 잔류 전류 차단기의 최고 트립 시간보다 클 때.
• 시간 지연이 있는 상단 잔류 전류 차단기의 정격 고장 전류가 시간 지연이 없는 하단 잔류 전류 차단기 값의 최소 3배 이상일 때(전체 선택성).

시간 지연이 있는 잔류 전류 차단기는 종종 선택적 또는 시간 지연 잔류 전류 차단기라고 불립니다. 과전류 보호 장치와 마찬가지로, 선택성을 통해 전기 설비의 가용성을 높이는 것이 목표입니다. 또한 다음 사항에 유의해야 합니다:

• 시간 지연이 있는 잔류 전류 차단기는 정격 고장 전류가 최소 100 mA이므로 추가 보호 조치로 사용할 수 없습니다. 이 경우 최고 트립 시간에 대한 전류-시간 특성은 항상 심실 세동의 위험이 증가하는 범위에 있습니다.
• 하단 잔류 전류 차단기는 상단 잔류 전류 차단기에 비해 더 높은 감도(고장 전류 파형에 따른 감지)를 가져서는 안 됩니다. 예를 들어, B형 잔류 전류 차단기를 A형 잔류 전류 차단기 하단에 설치해서는 안 됩니다.

원치 않는 트립을 방지하기 위해 단시간 지연이 있는 잔류 전류 차단기가 사용됩니다. 원치 않는 트립의 원인은 다음과 같습니다:

• 스위칭 작동 및 대기 영향으로 인한 전압 서지.
• 용량성 또는 유도성 장치의 연결 또는 부하 변경에 따른 평형 과정.

최대 허용 트립 시간은 시간 지연이 없는 잔류 전류 차단기와 동일합니다. 제조업체는 다음과 같은 고유한 특정 표시를 사용합니다:

• ABB는 AP-R로 표시하고 "단시간 지연"이라는 용어를 사용합니다.
• Siemens는 K 기호와 "고저항" 또는 "단시간 지연"과 같은 용어를 사용합니다.
• Doepke는 G 또는 KV 기호와 "단시간 지연"이라는 용어를 사용합니다.

추가 보호 조치를 생략할 수 있는 경우 시간 지연이 있는 잔류 전류 차단기(선택성)를 사용하는 것도 가능합니다.

독일 표준에서는 이전에 다음 용어가 사용되었습니다:

• 전원 전압과 독립적인 장치(보조 전원 공급원 없음)에 대한 잔류 전류 차단기(FI),
• 전원 전압에 의존적인 장치(보조 전원 공급원 있음)에 대한 차동 전류 차단기(DI).

업계에서는 다음 사항도 발견할 수 있습니다:

• 개인 보호 장치는 마케팅 명칭이며 기술적으로 정의되지 않았습니다.
• 개인 보호 스위치는 공급 라인 및 연장선과 중간 플러그에 있는 잔류 전류 차단기에 사용되는 명칭이지만, 그 외에는 정확하게 정의되지 않았습니다. BGI608은 소위 소규모 건설 현장의 전원으로 사용될 때 이러한 휴대용 보호 장치에 대한 사양을 제공합니다.

차단기와 결합된 잔류 전류 차단기에는 다음 명칭이 사용되었습니다:

• 전원 전압과 독립적일 때 FI/LS 차단기,
• 전원 전압에 의존적일 때 DI/LS 차단기.

전원 전압 독립형 및 전원 전압 의존형 보호 장치 간의 구분은 영어 표준에서는 이루어지지 않으며 IEC 및 EN 표준에서도 사용되지 않습니다. 국제 장치 표준에서는 다음 명칭이 사용됩니다:

전기 시스템 설치 규정에서 잔류 전류 차단기는 포괄적인 용어인 RCD로 통일되어 지칭됩니다. 전기 시스템 설치 규정에서는 FI, DI 또는 특수 설계 간의 구분을 더 이상 하지 않습니다. 여기서는 보호 목표가 결정적입니다. 이는 사용 장소에 따라 다른 설계로 실현되어야 합니다.

잔류 전류 장치의 사용은 많은 국가에서 주거용 및 산업용 환경의 신규 설치 또는 수정 시, 최소한 소켓(최대 20 A 또는 32 A)에 대해(DIN VDE 또는 ÖVE 등), 기존 과전류 보호 장치 외에 의무화되어 있습니다. 집 전원이 지하 케이블이 아닌 가공 송전선을 통한 경우, 일부 전력 공급 회사에서는 전체 전기 시스템에 대한 화재 보호 조치로 300 mA 트립 전류 차동을 가진 잔류 전류 장치를 종종 요구합니다.

영국을 제외한 유럽에서는 전원 전압에 의존하지 않는 잔류 전류 장치(RCD)가 의무화되어 있습니다. 근본적인 안전 철학은 영어권 국가에서 사용되는 더 간단하고 작은 전자 차동 전류 스위치(DI 스위치)에 사용되는 전자 증폭기 회로의 신뢰성에 의문을 제기합니다.

독일에서는 DIN VDE 0100-701에 따라 욕조나 샤워 시설이 있는 방의 경우 1984년 5월부터 신축 건물에 잔류 전류 장치(RCD)가 필요하게 되었습니다(고정식 온수기는 유일한 예외).

2007년 6월부터 신축 건물에서 일반인이 사용하고 일반적인 용도로 설계된 모든 소켓 회로도 30 mA 이하의 정격 잔류 전류를 가진 잔류 전류 장치를 갖추어야 합니다. 이는 실내 최대 20 A, 실외 최대 32 A의 정격 전류를 가진 최종 회로에 적용됩니다(DIN VDE 0100-410:2007-06, 섹션 411.3.3, 2009년 1월까지의 과도기).

2018년 10월부터는 이러한 요구 사항이 실내의 최대 32 A 소켓 회로와 주거용 건물의 조명 회로에도 적용됩니다(DIN VDE 0100-410:2018-10, 섹션 411.3.3, 2020년 7월까지의 과도기).

잔류 전류 장치는 수영장, 야외 풀장, 사우나 히터가 있는 방과 캐빈에도 필요합니다. 자주 오해받는 용어인 "Feuchtraum"(습기 찬 방)은 주거 공간의 욕실이나 화장실을 의미하지 않습니다. DIN 68800의 정의에 따르면, 습도가 70% 이상으로 장기간 지속되는 방을 습기 찬 방으로 간주합니다. 아파트의 주방과 아파트 및 호텔의 욕실 구역은 DIN VDE 0100-200:2008-06 섹션 NC.3.3에 따른 설치와 관련하여 명시적으로 건조한 방으로 분류됩니다(이 방들은 가끔씩만 습기를 경험하기 때문입니다).

독일에는 오래된 설치를 개조해야 할 의무는 없습니다. 이는 건설 당시 적용 가능한 표준 및 지침을 준수했으며 오늘날에도 여전히 이를 준수하는 경우 해당 설치를 계속 운영하고 수리할 수 있음을 의미합니다(기득권).

그러나 독일에서 RCD 개조는 다음과 같은 경우에 불가피합니다:

• 사용상의 변경이 있을 때
• 본질적인 부분에 영향을 미치는 사용 확대, 건설 조치 또는 개조가 있을 때(단순 수리/복구 제외)
• 개조를 요구하는 새로운 법적 규정이 발효될 때(TAB 준수)
• 만료된 과도기가 지난 후
• 사람과 재산에 즉각적인 위험이 있을 때

농업에서도, 특히 축산업에서는 잔류 전류 차단기를 사용해야 합니다. DIN VDE 0100-705:2007-10에 따르면 영구 허용 접촉 전압이 25 V AC 전압 및 60 V DC 전압으로 감소하는 것이 폐지되었습니다.

DIN VDE 0100-530:2018-06에 따르면, AC 시스템에서 추가 보호를 위한 RCD는 다음을 준수해야 합니다:

• DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10) 및 DIN EN 61008-2-1 (VDE 0664-11) (내장 과전류 보호 기능이 없는 잔류 전류 차단기(RCCB)); 또는
• DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20) 및 DIN EN 61009-2-1 (VDE 0664-21) (내장 과전류 보호 기능이 있는 잔류 전류 차단기(RCBO)); 또는
• DIN EN 62423 (VDE 0664-40) (내장 과전류 보호 기능이 있거나 없는 잔류 전류 차단기(RCBO 및 RCCB)).

반면, PRCD 및 SRCD(DIN VDE 0662에 따름)는 DIN VDE 0100-410의 의미에서 추가 보호를 제공하지 않으며, 단지 국소적으로 안전 수준을 높이는 역할만 합니다.

오스트리아에서는 1980년부터 잔류 전류 장치가 법적으로 의무화되었습니다. ÖVE E8001-1/A1:2013-11-01에 따라, 소켓을 포함하고 정격 전류가 20 A를 초과하지 않는 모든 회로에는 30 mA 이하의 정격 잔류 전류를 가진 잔류 전류 장치가 필요합니다.

AC 유형의 사용이 일반적으로 금지된 것은 아닙니다. 대부분의 경우(전력 공급 실패 시 손상 위험), 단시간 지연되고 서지 방지 기능이 있는 G형 잔류 전류 장치를 사용해야 합니다. 잔류 전류 장치의 정격 전류가 있는 퓨즈는 제조업체에서 명시적으로 언급한 경우에만 허용됩니다. 그렇지 않은 경우, 예를 들어 40 A 잔류 전류 장치는 최대 25 A로 보호되어야 합니다. 이러한 특수성으로 인해 여러 제조업체가 오스트리아 전용(훨씬 더 비싼) 제품 변형을 판매하며, 이는 예를 들어 단시간 지연, G형, 퓨즈 가능 또는 퓨즈 보호형으로 지칭됩니다.

건설 현장에서는 정격 전류 32 A 이하의 모든 소켓 회로에 추가 보호 장치를 제공해야 하며, 농업 및 원예 시설(인접 주거 건물 제외), 사우나 구역, 수영장, 야외 수영 시설, 교실의 실험 설정, 의료용 방, 욕실, 캠핑장, 보트 부두, 탈의실의 휴대용 벽 램프에서도 정격 전류와 상관없이 추가 보호 장치를 제공해야 합니다.

스위스에서는 2009년까지 저전압 설치 표준(NIN) 2005 4.7.2.3.1-8에 따라 욕실, 실외 소켓, 습하고 축축한 방, 부식성 환경, 폭발성 분위기, 건설 현장, 박람회장, 시장, 전기 테스트 설정(모든 소켓 ≤ 32 A)에 대해 최대 30 mA가 필요했습니다.

부식성 환경, 폭발성 및 화재 위험이 있는 방, 농업 시설의 설치의 경우 전체 설치에 300 mA가 필요하며 농업의 모든 소켓에는 30 mA 잔류 전류 장치가 장착됩니다.

2010년 1월 1일부터 새로운 NIN 2010이 발효되었습니다. 이제부터 자유롭게 접근 가능한 모든 소켓 ≤ 32 A는 최대 30 mA 잔류 전류 보호 장치(RCD)로 보호되어야 합니다. 예외로는 작동 안전이 더 중요하고 교육받은 그룹의 사람들만 접근할 수 있는 방의 IT 시스템 소켓이 있습니다.

주거 건설에서는 일반적으로 모든 응용 분야에 A형이 사용됩니다.

설치 시 허용 가능한 차단 시간 테스트의 경우 회로 ≤ 32 A에 0.4초가 적용됩니다. 0.3초 미만의 트립 시간으로 절반 및 전체 차동 전류를 테스트하는 것은 순수 장치 테스트이며 전기 설비의 안전 검증(SiNa)과는 아무런 관련이 없습니다.

현재(18판) IEE 전기 배선 규정은 대부분의 설치에서 모든 소켓 콘센트에 RCD 보호 기능이 있을 것을 요구하지만 예외 사항이 있습니다. 벽에 묻힌 비장갑 케이블도 RCD 보호를 받아야 합니다(일부 특정 예외 사항 있음). 욕실과 샤워실에 존재하는 회로에 RCD 보호를 제공하면 해당 위치에서 보충 본딩의 요구 사항이 줄어듭니다. 두 개의 RCD를 사용하여 설치를 포괄할 수 있으며, 위층과 아래층 조명 및 전력 회로를 두 RCD에 걸쳐 분산할 수 있습니다. 하나의 RCD가 트립되면 최소 하나의 조명 및 전력 회로에 전력이 유지됩니다. 규정을 충족하기 위해 RCBO 사용과 같은 다른 배치를 사용할 수 있습니다. 새로운 RCD 요구 사항은 대부분의 기존 설치에 영향을 미치지 않지만, 배선을 다시 하거나 배전반을 변경하거나 새 회로를 설치하거나 추가 소켓 콘센트 또는 벽에 묻힌 새 케이블과 같은 변경이 이루어지는 경우에는 영향을 받습니다.

충격 보호에 사용되는 RCD는 '즉시' 작동 유형(시간 지연 없음)이어야 하며 30 mA 이하의 잔류 전류 감도를 가져야 합니다.

스푸리어스 트립이 RCD가 예방하려는 전기 사고의 위험보다 더 큰 문제를 일으킬 경우(예: 중요한 공장 공정에 대한 공급 또는 생명 유지 장치), RCD를 생략할 수 있습니다(단, 영향을 받는 회로가 명확하게 표시되고 위험 균형을 고려한 경우). 여기에는 대체 안전 조치를 제공하는 것이 포함될 수 있습니다.

이전 판 규정에서는 실외 장치에 사용할 가능성이 있는 소켓 콘센트에 RCD 사용을 요구했습니다. 주거용 설치의 일반적인 관행은 RCD 보호가 필요한 모든 회로(일반적으로 소켓 및 샤워)를 포괄하는 단일 RCD를 사용하되 일부 회로(일반적으로 조명)는 RCD 보호를 받지 않도록 하는 것이었습니다. 이는 RCD가 트립될 경우 잠재적으로 위험한 조명 손실을 방지하기 위함이었습니다. 다른 회로에 대한 보호 배치는 다양했습니다. 이 배치를 구현하기 위해 분할 부하 구성으로 알려진 RCD를 포함하는 소비자 장치를 설치하는 것이 일반적이었으며, 여기서 하나의 회로 차단기 그룹은 메인 스위치(또는 TT 접지의 경우 시간 지연 RCD)로부터 직접 공급받고 두 번째 회로 그룹은 RCD를 통해 공급받았습니다. 이 배치에는 많은 장비 항목의 정상 작동으로 인한 누적 지락 전류가 RCD의 스푸리어스 트립을 유발할 수 있고, RCD의 트립이 모든 보호 회로로부터 전력을 차단한다는 잘 알려진 문제가 있었습니다.

GFCI(누전 차단기)는 북미에서 전기 충격으로부터 보호하기 위해 습한 구역이나 콘크리트 바닥이 덮이지 않은 방과 같이 대지로 쉽게 경로가 연결된 구역에 위치한 소켓 콘센트에 필요합니다.

캐나다와 미국 모두에서 더 오래된 2선식 비접지 NEMA 1 소켓은 전체 회로를 접지 도체로 배선하는 대신 GFCI(소켓 또는 해당 회로 차단기와 통합)로 보호되는 NEMA 5 소켓으로 교체할 수 있습니다. GFCI 소켓은 직사각형 면을 가지고 있으며 Decora 페이스 플레이트를 수용하고, 표준 커버 플레이트가 있는 다중 갱 박스에서 일반 콘센트나 스위치와 혼합될 수 있습니다. 이러한 경우 소켓에는 "장비 접지 없음" 및 "GFCI 보호됨"이라는 라벨을 붙여야 합니다.

미국 국가 전기 규정(National Electrical Code)은 1960년대부터 특정 위치의 장치가 GFCI로 보호될 것을 요구해 왔습니다. GFCI는 일반적으로 소켓의 필수 부품이나 배전반에 설치된 회로 차단기로 제공됩니다. 코드의 연속적인 판에서는 건설 현장(1974), 욕실 및 실외 구역(1975), 차고(1978), 온수 욕조 또는 스파 근처 구역(1981), 호텔 욕실(1984), 주방 카운터 소켓(1987), 크롤 스페이스 및 미완성 지하실(1990), 습식 바 싱크대 근처(1993), 세탁 싱크대 근처(2005) 및 세탁실(2014)을 포함하도록 GFCI가 필요한 구역을 확대해 왔습니다.

전기 충격 방지로 승인된 GFCI는 25 ms 이내에 5 mA에서 트립되는 반면, 장비 보호 장치(EPD)는 사람 보호가 아닌 장비 보호를 위해 30 mA 전류에서 트립될 수 있습니다. 미국 보트 및 요트 위원회(American Boat and Yacht Council)는 보트용 소켓 GFCI와 전체 보트를 위한 장비 누전 차단기(ELCI)를 모두 요구하며, ELCI는 30 mA에서 최대 100 ms 후에 트립되어 보호 기능을 제공하면서 불필요한 트립을 최소화합니다. 낮은 임계값이 우발적 트립의 용납할 수 없는 위험을 초래할 수 있는 환경(예: 컴퓨터 센터)에서는 때때로 최대 500 mA의 트립 전류를 가진 고전류 RCD가 배치되어 전기 충격 위험에 대한 보호 대신 장비 및 화재 보호 역할을 합니다.

1990년 전기 규정 제36조에 따라

1. 공공 오락 장소의 경우 지락 전류에 대한 보호는 10 mA 이하 감도의 잔류 전류 장치로 제공되어야 합니다.
2. 바닥이 젖을 가능성이 있거나 벽 또는 외함의 전기 저항이 낮은 장소의 경우, 지락 전류에 대한 보호는 10 mA 이하 감도의 잔류 전류 장치로 제공되어야 합니다.
3. 휴대용 장비, 기구 또는 제품이 사용될 가능성이 있는 설치의 경우, 지락 전류에 대한 보호는 30 mA 이하 감도의 잔류 전류 장치로 제공되어야 합니다.
4. (1), (2), (3) 외의 설치의 경우, 지락 전류에 대한 보호는 100 mA 이하 감도의 잔류 전류 장치로 제공되어야 합니다.

잔류 전류 차단기(RCCB)는 모든 AC 시스템(TN, TT 및 IT 시스템)에서 사용할 수 있습니다. TN 시스템에서는 과전류 보호 장치에 의해 고장 보호가 이미 제공되므로 주로 추가 보호 장치로 사용됩니다. TT 시스템에서는 과전류 보호 장치 트리거가 보장되지 않으므로 RCCB가 종종 고장 보호 기능을 제공합니다. IT 시스템에서는 사용이 예외적이어야 합니다. 각 전기 장치마다 별도의 RCCB가 필요합니다.

신축 공사 시 전체 전원 공급을 확보하는 데 방해가 되는 것은 없습니다. 아파트용 배전반에는 시스템 전체가 고장 시 차단되지 않도록 최소 두 개의 RCCB를 설치해야 합니다. 그러나 이는 불편할 수 있으므로 RCCB를 사용하여 보호 회로를 제한하는 것이 좋습니다. 선택 시 전자 부하(예: 전자식 안정기)의 누전 전류 또는 가능한 고장 전류 유형(예: 세탁기에 내장된 주파수 변환기)도 고려해야 합니다.

RCCB는 가공 송전선에 낙뢰로 인한 전압 서지와 같은 외부 이벤트로 인해 트리거될 수도 있습니다. 이는 시스템에 고장이 없음에도 불구하고 난방 또는 냉방 시스템이 차단되는 것과 같은 불쾌한 부작용을 자주 초래할 수 있습니다. 이러한 이유로 트리거된 후 짧은 시간 후에 자동으로 전압을 2~3번 다시 켜는 차단기가 개발되었습니다. 이들은 고장이 지속되는 경우에만 영구적으로 차단된 상태로 유지됩니다. 이러한 모델은 차단기를 다시 켤 인력이 없는 원격 제어 시스템에 특히 유용합니다.

잔류 전류 차단기는 지락 감지를 위해 1903년 Schuckert에 의해 "합계 전류 회로"라는 이름으로 특허를 받았습니다(DRP-No. 160,069). Kuhlmann은 AEG의 베를린 네트워크에서 지락 전류를 측정하는 방법을 설명했습니다. 오늘날의 잔류 전류 차단기가 기반으로 하는 기술은 Nicholsen(1908, US-Pat-No. 959,787)에 의해 더욱 발전되었습니다.

1950년대 초, 보호 장치로서 회로의 기본적인 적용 가능성에 대한 수많은 제안과 기술적 연구 끝에 전기 고객이 널리 사용할 수 있는 성숙한 잔류 전류 차단기가 처음으로 선보였습니다. 1951년, Schutzapparate-Gesellschaft & Co. mbH. KG, Schalksmühle/Westf. (Schupa)에 의해 "Spiderweb"이라는 상표명의 잔류 전류 차단기가 개발되었으며, 정격 전류 25 A 및 최대 380 V 전압에 대해 0.3 A의 트립 고장 전류로 2극, 3극 및 4극 버전으로 설계되었습니다. 더 낮은 트립 임계값이 논의되었지만 경제적으로 불가능한 것으로 기각되었습니다. 당시 난방 기기에 허용된 누전 전류는 낮은 트립 임계값으로 인해 잦은 오트립을 유발했을 것입니다.

1957년, 오스트리아 Felten & Guilleaume의 Gottfried Biegelmeier가 잔류 전류 차단기를 개발했습니다. 오스트리아에서는 1980년부터 민간 가구에 법적으로 요구되었으며 트립 전류는 원래 100 mA에서 70, 65, 30 mA로 점차 감소했습니다. 1985년 초부터는 규정 SEV 1000-1.1985의 도입과 함께 스위스에서도 적용되었습니다.