종단저항, 정전류(수mA) 감지해 회로 단선 유무 등 확인 가능

Q. 우리 공장에 공작기계 설치 할 건데 조작 전원이 220V라서 강압용 변압기 및 분전함을 구입해서 결선을 할 건데요. 공장에서 들어오는 수전 전압이 3상4선식 380V 들어오고 신규로 분전함을 만들어서 380V 변압기 1차 조작 전원 MCCB 설치, 220V 변압기 2차 조작 전원 MCCB 설치, 스패어 용으로 MCCB 3개를 설치할 생각인데요.

공작기계의 부하량은 60A이고 다른 부하들은 30~40A 정도 합계 부하량이 100A인데 케이블, MCCB, 변압기 용량 산정을 어떻게 하는지 궁금합니다. 변압기 신규 설치 시 상접지를 하는 걸로 아는데 변압기 2차에 임의 상에 접지가 필요한지를 알고 싶고 공장에 수전된 3상 380V 4선식인데 예전에 설치된 분전함에는 R, S, T, N 상만 있어서 분전함에 접지를 할 곳이 없습니다. 신규로 설치할 분전함에 부서바와 접지봉을 설치해서 접지공사를 해야 하나요?

A. 예전에 설치된 분전함에 접지가 없으면 접지를 해야 하는데, 접지는 분점함 아무 곳에나 해도 됩니다. 밤송이도 아니고 없을 리가 없지요. 녹색선 접지는 접지봉 박고 선을 인출해서 부스바 없이 녹색 선들과 역어도 됩니다. 이 기회에 수전용 분전함도 교체 해 버리는 방법도 있는데 비용이 문제면 중고 판넬도 알아보면 많이 있을듯 합니다.

신규로 설치할 분전함이 업자가 공사할 것이라면 공사에 접지를 포함시켜 접지선을 예전 분전함과 같이 연결하면 됩니다. 분전함 접지는 그냥 철함과 접촉이 되게 연결하면 됩니다. 플라스틱 분전함과 플라스틱 전선관을 사용 한다면 사람이 감전될 염려가 없다면 할필요 있겠습니까. 먼저 수전된 전선 굵기를 봐야지요.

메인 변압기 용량은 한전과 관련되지만 2차 측 변압기 용량은 현재보다 앞날을 생각해서 크면 좋지요. 메인전선 굵기도 마찬가지입니다. 

현 사용 전류에 대한 굵기의 3배 정도 봐 주시는 게 좋습니다. 메인 NFB는 변압기 최대 공급 전류보다 작계하고. 메인에서 가지쳐서 공작기계로 가는 모터 부하선도 2배 이상 굵기로 해주시고 NFB는 공작기게 최대전류의 1.5배는 봐주시고. 모터를 사용하지 않는 일반 부하는 형광등 콘센트 등 나누어서 20A이나 30A누전차단기 달아 주시면 됩니다. NFB 한군데다 몽퉁구리 하는 것은 나중에 위험하고 피곤해집니다. 일반전선 굵기는 현재 사용 부하에 2배 이상의 굵기를 전류와 굵기 표에서 찾아 하는 게 차후에 문제가 덜 생깁니다. 

설계하는 사람의 실수는 이것저것 고려해서 현 상황에 맞추어 짜듯하게 한다는 것인데 그렇게 하면 유지보수에 그리고 앞날 증설에 문제가 생깁니다. 잘못하면 타워링이 상영됩니다. 그리고 공작기계가 220 3상이라는 것인지 조작전원이 220이라는 것인지가 명확하지 않습니다.

Q. 각 다른 변전소에 설치되는 변압기인데, 하나는 Yyd1 변압기, 다른 변전소는 Yyd11의 변압기가 있는 것이 문제되지는 않나요? (Delta 측에는 배전부하가 있습니다. )

Yyd1, Yyd11 변압기는 1, 2차측 상대비 +/-30도 위상차를 가지는 것 외에 계통적으로 어떠한 차이가 있는 걸까요? 변압기 위상각은 어떤 기준, 이유로 선정하게 되나요? 

A. 다른 장소에 설치되는 단독 변압기라면 아무 문제 없습니다. 같은 장소에 설치되어 있어 병렬로 사용하도록 하였다면 위상이 맞아야 합니다. 이것을 동기라 합니다.

위상각 각변위는 고압권선이 Y, 저압권선이 Delta일때 Delta결선의 위상이 Y결선의 위상보다 30도 뒤질 경우 벡터의 집합기호는 Yd1이 됩니다.

Q. 이번에 새로 들어온 기계에 동력케이블 공사를 하려 합니다. 기계 전기판넬 메인차단기의 2차측에는 각 단자마다 50SQ(1 Core)전선과 25SQ전선(1 Core) 같이 물려있습니다.

이런 경우 1차측 전선의 굵기는 어느 정도로 맞춰줘야 하나요? 단순히 50+25=75이므로 95SQ전선을 사용하도 무방한지요? 기계 설치업자는 150SQ 전선을 권장하고 있습니다. 기계 용량은 84kVa입니다. 기계는 공작기계(CNC 기계)이고 주로 모터부하이며 기계특성상 풀부하를 사용할 일은 없다고 판단됩니다. 동력분전반에서의 거리는 50미터 이상이구요.

A. Panel에서부터 거리가 50M라면 전선의 허용전류만 가지고도 됩니다만 Panel의 전압이 얼마인지가 궁금하네요. Panel의 전압상태에 따라 전압강하 때문에 영향이 있을 수 있습니다. 84kVA는 정격전류가 380V라면 (84,000/√3×380×0.85) 150A 정도로 전선굵기는 95SQ만 되어도 충분합니다.

Q. 후크 미터에 전압 전류 측정할 때 철심으로 도체의 +와 -에 각각 대야 된다고 하던데. 그 도체의 +와 -는 어떻게 알 수 있죠?

A. 건전지를 생각하시면 이해하기 쉬울 텐데요. 건전지에 +극과 -극이 있잖아요 +쪽에 빨간색봉 -쪽에 검은색 봉을 대고 전압을 측정하면 전압이 나오고요 전류는 회로가 구성되면 전류가 흐르게 되어 있잖아요? 회로 일부분을 끊으면 끊어진 부분이 2군데로 나눠지잖아요? 그리고 테스터기 빨간색봉과 검은색봉을 대시면 전류가 나옵니다. 이해하기 어려우시면 전압은 테스터기를 병렬로 접속해야 나오고요. 전류는 테스터기를 직렬접속하면 전류가 나옵니다.

Q. 비상발전기 부하운전 테스트를 하려고 합니다. 관련 몇 가지 질문 드릴께요.

1. 파워퓨즈 장애로 한 상이 결여가 됐다면 결상계전기 작동 및 UVR 작동으로 비상발전기 가동하나요?

2. 비상발전기 부하운전 모의 훈련하려고 합니다.

강제로 Main VCB트립시켜 UVR 작동하면서 부저가 울리고 바로 정지 버튼. 한 30분 비상발전기 가동(자동). UVR리셋 시키고 Main VCB 캠스위치 한전 방향으로 돌리는 것으로 복전시키려고 하는데요. 문제 없을까요?

3. 안전한 복전(돌입전류로 인한 피해?) 생각하다 보니, 비상발전기 부하운전 모의 훈련 시 강제로 Main VCB트립, 비상발전기가 자동으로 가동되고, Tr 두 대에 대한 ACB(2대) 개방, VCB(2대) 개방 후 한 30분 비상발전기 가동(자동)되면 복전실시, UVR리셋, Main VCB->캠스위치 한전방향으로, VCB1, VCB2->투입, ACB1, ACB2->투입되면 안전하게 복전 되는지요?

A. 1. 결상계전기라면 당연히 발전기가 작동 됩니다. 하지만 UVR이고 3상에 설치되지 않다면 결상된 곳의 UVR이 설치가 되어 있지 않다면 VCB가 TRIP이 되지 않을 수 있습니다. VCB가 TRIP이 되지 않으면 발전기가 가동이 되지 않을 수 있습니다.

2. 2와 같이하여도 됩니다. VCB가 차단이 되면 ACB도 자체 내장이 된 UVT에 의하여 자동으로 TRIP이 됩니다. 만약 UVT가 없거나 Locking을 시켰다면 안전하게 3번과 같이 하는 것이 좋습니다.

3. 기본적으로 ACB가 투입된 상태에서 VCB를 투입하여도 변압기 2차 부하인 전동기들은 Off가 되어 있기 때문에 크게 문제는 없습니다.

Q. 평상시 LBS 표시등 적색 (On) 셀렉터 스위치 개폐 표시기는 정상상태는 (적색) 레버를 빼서 좌측 돌리면 Off시 표시등 녹색셀렉터 스위치 개폐표시기는 녹색이잖아요. 이게 맞는 거인데. 그런데 LBS는 맞는데, 평상시 VCB, ACB1,ACB2, ACB3가 표시등 적색(On) 상태 맞음 셀렉터 스위치 개폐 표시기가 (녹색)상태인데 상관없나요? 정전나면 반대로 돌려야 하나요. 상관이 없는 건가요? 이걸 제대로 조정하는 방법이 있는지요?

A. 모든 기기의 조작은 가장 일반적(습관적으로 조작 하는 쪽)으로 조작을 하도록 만들고 또 그렇게 표준화를 시킵니다. 닫을 때 오른쪽 열 때 왼쪽, Off는 왼쪽 On은 오른쪽으로 입니다.

S/W의 위치도 Off는 왼쪽이나 아래, On은 오른쪽이나 위쪽에 설치를 합니다. 하지만 제작자에 따라 달라질수도 있으니까 On, Off 표시는 확실히 하여야 합니다.

Q. 절연저항 공부를 하다 보면 용어와 이미지가 매칭이 안 되어 무조건 암기라는 재미없는 길로 가게 됩니다. 

현장에서 일해 본 경험도 없기 때문에 그냥 추상적으로 생각하고 암기하려고 해도 쉽지가 않네요. 절연저항에서 언급되는 충전부, 외함, 교류 입력 측에 대해서 어느 분이라도 좋으니 사진이나 그림 같은 걸로 설명 좀 해주실 분 있나요? 각 부분에 대한 이미지를 익히고 싶습니다.

A. 수신반을 가지고 설명합니다. 충전부란 전기가 살아 있는 곳, 전기가 들어 있는 곳을 말합니다. 예를 들어 전기를 사용하는 모든 것에 전압이 걸려 있는 모든 부분입니다. Bus, 단자, 전선, 변압기, Magnet, Fuse, 차단기 등이 대표적입니다. 외함이란 전기부품이나 기타 물건 등을 넣고 보호하기 위하여 만든 함으로 수신반 함을 말합니다.

교류입력 측이란 외부에서 수신반에 교류전압, 전력을 넣어 주는 부분을 말합니다. 대지도 접지를 하기 때문에 전기의 한 단자와 마찬가지입니다. 대지전압이란 말 그대로 전압을 측정 할 때 한단자는 충전부, 한단자는 대지 간의 전압을 말합니다.

Q. 회로도를 보면 종단저항이 있던데 이 저항의 존재 이유가 무엇인가요? 혹시 LED에 흐르는 전류 제한용도인가요?

A. 도통시험용으로 EOL(End of Line)이라고도 합니다. 회로의 단선, 정상, 단락 상태 등을 전압계로 테스트하기 위한 목적입니다. 회로 1개에 여러 개의 감지기가 설치됩니다.

감지기가 빠지거나 회로가 단선이 되는 것을 종단(회로말단)에 저항을 달아 전압계로 Test를 하기 위하여 설치합니다. 단선이 되면 전압 변화가 없지만, 정상일 때는 저항에 의하여 전압이 낮아지는 것을 이용 확인을 할 수 있습니다. 종단저항을 통해 정전류(수mA)를 감지하여 회로의 단선 유무와 화재감지기의 이탈 여부를 알기 위해서입니다. 참고로 감지기가 작동하게 되면 수십mA가 흘러 화재를 감지하게 됩니다.

Q. 질문1) 고압세척기를 4P 플러그와 4P 콘센트로 연결하여 사용하려고 합니다. 접지 하나 연결하고 R, S, T상 구분 없이 연결 후 역회전일 경우 차단기에서 바꾸어줘도 무방한가요? 접속 방법이 따로 있나요?

질문 2) 기기(5.5kW, 3상) 차단기의 전류(10A) 적을 경우 기기의 다른 쪽으로 전류가 흐를 수 있나요? 질문을 드리는 이유는 위의 질문처럼 연결만 하고 기기의 전원을 올리니깐 세척기 노즐(노즐 안에 철심이 들어있음) 부분에서 쇼트와 함께 차단기가 트립되더라구요. (접지는 연결이 되었구요.) 접지 공사가 안 되어 있는 것인지? 차단기의 용량 때문에 노즐 쪽으로 전류가 들어올 수도 있는지? 궁금합니다.

A. 1. 맞습니다. 단, 접지만큼은 확실하게 연결하여야 합니다. 접지선에 다른 R, S, T가 연결이 되면 안 됩니다.

2. 누전이 될 경우와 접지선을 잘못 연결하였을 경우입니다. 용량과는 관련이 없습니다. 용량이 작으면 과전류에 의하여 차단기가 그냥 TRIP이 됩니다.

Q. 라인 시운전중 24V가 순간적으로 강하되어 컨트롤 전원이 Low Voltage 폴트가 뜨는 문제가 간혹 가다 발생하여 체크하던 중 궁금한 게 생겨서 문의드립니다. 테스터기로 측정 시 CP 1차 측 전압과 2차 측 전압이 다르게 측정이 되어 나오는데 2차측에 부하가 걸린다고 해도 1차 측과 2차 측은 통해져 있는 상태라서 같은 전압이 나와야 하는 것 아닌가요? 

A. CP 내부 Contact에 접촉저항이 생겨서 전압강하가 생깁니다. 오랫동안 사용을 하다 보면 접점이 마모가 되고 접촉 불량이 생길 수 있습니다. 접촉저항이 크다면 교체를 하세요. 접촉저항은 차단기의 1차 전원을 차단하고 차단기 2차를 단락 1차에서 저항을 측정하면 됩니다.