전기박사의 ‘現問賢答’

접지 목적, 단순 감전만 위한 것 아니다

Q. 회사 작업장에 그릴기를 사용하는데, 메인차단기(MCCB 150[A])와 부하 측 차단기(MCCB 75[A])가 같이 떨어지네요. 왜 그런 건가요? 참고로 아침에 부하 측 플러그와 콘센트가 소손되어 교체했습니다.

A. 동시에 TRIP이 되진 않더라도 단락 시라면 그럴 수 있습니다. 단락 시는 순간 정격전류의 수십 배의 전류까지도 흐를 수 있습니다. MCCB의 TRIP MECHANISM은 차단기 내부에 있는 BI-METAL이라는 열에 의하여 휘어지는 특성을 이용한 것으로 단락 시 수십 배의 전류가 동시에 75A와 150A의 차단기에 흐르면서 BI-METAL이 가열되는데 이때 용량이 적은 차단기 75A가 먼저 동작하고 그 뒤에 150A가 TRIP 되었을 것입니다.

Q. 자동복구 누전차단기는 안전합니다. 그런데 대한전기협회 전기기기 분과위원회에서는 말도 안 되는 근거로 위험하다고 설치지역을 제한하고 있어요. 자동복구 누전차단기는 낙뢰와 일시적인 누전에만 자동복구 됩니다.

그리고 낮은 전류를 흘려서 안전할 때만 자동복구 됩니다. 인입 양단에 휴즈를 달아서 입력 전원을 안전하게 보호합니다. 안전하지 않을 이유가 없는 데도 누전차단기를 제조하는 대기업이 들어 있는 전기협회가 마음대로 규제하여 전기산업발전을 역행하고 있습니다.

전기협회 전기기기 분과위원회가 눈으로 보지 않고 복구하기 때문에 위험하답니다. 눈으로 보면 안전하고 자동으로 선로시험을 한 후에 복구하면 위험합니까? 노후화되면 복구 안 할 것도 복구하기 때문에 위험하다. 마이프로세스로 조건이 만족 안 되면 복구 안 하도록 한 제품이 어떻게 오래되면 자동복구합니까. 만약에 오래되면 오히려 자동복구할 것도 복구 못 하게 됩니다.

또한 만에 하나 자동복구되더라도 0.03초 만에 떨어지며, 또 만에 하나 복구되더라도 3회 연속 떨어지면 복구 못 하게 되어 있습니다. 합당한 이유를 제시 못 하면서 엉터리 논리로 위험하다니 대한전기협회의 전기기기 분과위원회 위원들은 도대체 무엇 때문에 그러는 걸까요?

A. 아래 내용을 참조하시어 업무에 활용하시기 바랍니다.

개별누전차단기 설치기준 관련법규: 전기설비 기술기준 및 판단기준 제225조 (옥 측 또는 옥외의 방전등 공사)

① 옥 측 또는 옥외에 시설하는 관등회로의 사용전압이 1kV 이하인 방전등으로서 네온방전관 이외의 것을 사용하는 것은 제166조제1항, 제213조 및 제214조의 규정에 준하여 시설하여야 한다.

② 옥 측 또는 옥외에 시설하는 관등회로의 사용전압이 1kV를 초과하는 방전등으로서 방전관에 네온 방전관 이외의 것을 사용하는 것은 제95조, 제136조부터 제142조까지, 제148조, 제149조, 제172조제1항 및 제213조제2호에 따라 시설하는 이외에 다음 각 호에 따라 시설하여야 한다.

1. 방전등에 전기를 공급하는 전로의 사용전압은 저압 또는 고압일 것.

2. 관등회로의 사용전압은 고압일 것.

3. 방전등용 변압기는 다음 각 호에 적합한 절연 변압기일 것.

가. 금속제의 외함에 넣고 또한 이에 공칭단면적 6.0 mm2의 도체를 붙일 수 있는 황동제의 접지용 단자를 설치한 것일 것.

나. 가목의 금속제의 외함에 철심은 전기적으로 완전히 접속한 것일 것.

다. 권선 상호 간 및 권선과 대지 사이에 최대 사용전압의 1.5배의 교류전압(500V 미만일 때에는 500V)을 연속하여 10분간 가하였을 때에 이에 견디는 것일 것.

4. 방전관은 금속제의 견고한 기구에 넣고 또한 다음에 의하여 시설할 것.

가. 기구는 지표상 4.5m 이상의 높이에 시설할 것.

나. 기구와 기타 시설물(가공전선을 제외한다) 또는 식물 사이의 이격거리는 60cm 이상일 것.

5. 방전등에 전기를 공급하는 전로에는 전용 개폐기 및 과전류 차단기를 각 극(과전류 차단기는 다선식 전로의 중성극을 제외한다)에 시설할 것.

6. 방전등에는 적절한 방수장치를 한 옥외형의 것을 사용할 것.

③ 옥 측 또는 옥외에 시설하는 관등회로의 사용전압이 1kV를 초과하는 방전등으로서 방전관에 네온 방전관을 사용하는 것은 제215조의 규정에 준하여 시설하여야 한다.

④ 가로등, 보안등, 조경등 등으로 시설하는 방전등에 공급하는 전로의 사용전압이 150V를 초과하는 경우에는 제1항부터 제3항까지의 규정에 준하는 외에 다음 각 호에 따라 시설하여야 한다.

1. 전로에 지락이 생겼을 때에 자동으로 전로를 차단하는 장치를 각 분기회로에 시설하여야 한다.

2. 전로의 길이는 상시 충전전류에 의한 누설전류로 인하여 누전차단기가 불필요하게 동작하지 않도록 시설할 것.

3. 사용전압 400V 이하인 관등회로의 배선에 사용하는 전선은 제1항의 규정에 관계없이 케이블을 사용하거나 이와 동등 이상의 절연성능을 가진 전선을 사용할 것.

4. 가로등주, 보안등주, 조경등 등의 등주 안에서 전선의 접속은 절연 및 방수성능이 있는 방수형 접속재[레진충전식, 실리콘 수밀식(젤타입) 또는 자기융착테이프와 비닐절연테이프의 이중절연 등]를 사용하거나 적절한 방수함 안에서 접속할 것.

5. 가로등, 보안등, 조경등 등의 금속제 등주에는 제33조제1항의 규정에 의한 접지공사를 할 것.

6. 보안등의 개폐기 설치 위치는 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없는 개폐 가능한 곳에 시설할 것.

7. 가로등, 보안등에 LED 등기구를 사용하는 경우에는 KS C 7658(2009) ‘LED 가로등 및 보안등기구의 안전 및 성능요구사항’에 적합한 것을 시설할 것.

⑤ 옥 측 또는 옥외에 시설하는 관등회로의 사용전압이 400V 이상인 방전등은 제199조부터 제202조까지에 규정하는 곳에 시설하여서는 아니 된다.

Q. 국산 저가 메가 새한거(아날로그, 디지털)사용하고 있는데요, 지금까지 사용하면서 실수로 차단기를 내리지 않고 측정한 경우도 있었고, 오래된 집 단상3선식의경우 220V만 전용으로 사용하기 위해 중성선을 제거한 곳의 메인차단기(이 경우 메인 1차가 모두 핫상)에 측정할 때도 모르고 메가의 접지부분을 핫상에 접촉 후 사용도 했었는데요.

어쨌든 활선상태로 메거를 사용하면 고장 난다고 하는데, 실수였지만 아직 고장은 나지 않았습니다. 그래서 제조사에 문의해보니 특별한 안전장치는 없고 그냥 재수가 좋아서 고장 안 난 것이라고 하더군요. 그리고 짧은 순간 사용이어서 그럴 수도 있다고 하고요. 혹시 실수로 활선상태 메거링 직후 메거가 고장 나 신분 계신가요? 아니면 제조사 말대로 짧은 순간에는 AC220과 DC500가 섞여도 괜찮아서 그런 건지요?

A. 그 옛날 아주 옛날 처음 전기를 시작할 때 수동 MEGGER(발전식 500V)로 440V MOTOR 절연 측정하면서 나름 이상 없이 측정한다고 하였는데 그냥 펑하고 MEGGER가 내부에서 폭발한 적이 있습니다. 측정기 사용 시 필히 측정기 사용법을 숙지하여야 합니다. 저항이나 전류를 측정할 때 전압이 가하여질 경우 내부에 있는 소자들이 부하가 되어 소손될 수 있습니다. 측정기는 대부분 고가입니다.

Q. 접지하는 목적이 감전을 사전에 방지하기 위해서 하는 걸로 알고 있는데요. 저의 무식한 상식으로는 접지선의 두께가 상관없이 접지만 되어 있다면 땅으로 전류가 흘러가서 감전을 방지할 수 있을 거라 생각이 드는데요. 용량에 따라서 접지선의 두께가 달라지는 이유가 뭔가요? 전선의 두께가 굵어질수록 어떠한 변화가 생기는 건지요?

A. 접지의 목적이 단순하게 감전만을 위한 것이 아닙니다. 접지선도 전류가 흐르는 길입니다. 접지선은 평상시에 전류가 흐르진 않지만 전력기기가 사고가 나면 전류가 흐르는 길입니다.

전력기기의 사고 시 용량이 크면 클수록 사고 전류가 크기 때문에 사고 시에 사고 전류가 잘 흐르도록 하기 위하여 접지선이 굵어집니다.

이것은 전류가 많이 흐르는 부하회로에 전선이 가늘면 전압 DROP이 생기고 발열하고 전선이 소손되고 화재가 나는 것과 같습니다. 하여 접지선도 그 굵기를 정격전류의 0.049배로 하는 것입니다. 0.049IN은 ▲고장전류 전원 측 과전류 차단기 정격전류의 20배(20IN) ▲20배 전류에서 0.1초 이내에 차단 ▲고장전류가 흐르기 전의 접지선 온도를 30도 ▲고장전류가 흘렀을 때 160도(온도상승은 130도)로 하여 계산한 것으로 130=0.008×(20IN/A)2×t에 의하여 나온 것입니다.

Q. 하이팟과 메거는 절연저항을 측정하는 것이라고 알고 있어요. 하이팟은 어떤 기기의 절연저항을 측정할 때 쓰는 것인지(ex 케이블 변압기 개폐기 등), 메거는 어떤 기기의 절연저항을 측정할 때 쓰는 것인지( ex 케이블 변압기 개폐기 등) 알고 싶습니다.

A. 절연저항: 전기저항을 측정 기기의 소손유무나 누설 정도를 측정하는 것입니다. 고저항 측정기(MEGGER TESTER)로 1분 동안 측정하고 처음 측정저항과 1분 후의 저항변화를 가지고 그 양부를 판정합니다. 절연저항은 기기 사용 중 사고 시 측정하고 저압기기 설치 후 사용 전에 측정합니다.

절연내력측정: 고전압을 실제 가압하여 고전압에 견딜 수 있는지를 측정하는 것입니다.

고전압 발생기(HI-POT TESTER)로 사용전압의 1.5배(직류는 이 전압×2배=3배)로 10분 동안 전압을 가하여 누설전류를 측정하여 양부를 판정합니다. 절연내력측정은 기기를 제작 설치하고 실제 사용하기 전에 사용 가능 유무를 측정합니다.

Q. 단상2선식의 경우 변압기에서 한 선은 핫상, 한 선은 변압기 2차 중성선접지(2종)에 의해 중성선이 들어오잖아요. 이렇게 해서 전기를 사용하는 걸로 알고 있고요.

문제는 단상3선식의 경우에 오래된 집의 경우 110V와 220V를 같이 사용하던 때는 2선은 핫상, 1선은 중성선이 들어와서 핫상끼리는 220V, 핫상 한 가닥과 중성선은 110V를 사용했는데요. 그런데 간혹 보면 이 110V를 사용할 수 있는 중성선을 철거하고 핫상 2개로만 사용하게끔 해 놓은 데가 종종 있는데요.(다시 말해 220V만 사용하게끔) 여기서 몇 가지 궁금한 것이 있습니다.

1. 110V를 사용할 수 있는 중성선을 제거했고 핫상 2개로만 220V를 사용하는데, 어떻게 중성선 없이(110V선) 전기를 사용할 수 있는지요?

2. 단상2선식 가정집의 경우 세대분전반에 3종 접지가 되어 있지 않은 경우에 절연저항 측정 시 메인의 1차 측 중성선을 접지로 사용할 수 있잖아요? (검전 드라이버 등으로 메인 1차 측 둘 중 하나를 체크해 중성선을 찾는 방법으로요.)

그런데 단상3선식에서 중성선을 빼버린 집의 경우 메인의 1차 측이 둘 다 핫상인데(중성선 없는) 절연저항계의 접지를 메인 1차 측에 접지대용으로 사용할 수 있는지요? 이것은 1번 질문에서 110V를 사용하기 위한 중성선을 제거했는데도 전기를 사용할 수 있다는 것을 감안하면 메인 1차 측 2선 중 하나는 중성선의 개념으로 봐도 될 것 같은 생각이 들어서입니다.

하여간 3종접지 없는 세대 단상3선식 분전반(110V 중성선을 제거한)에서 메거링할 때 수도꼭지 등을 이용하지 않고 3종접지 안 된 단상2선식 분전반에서처럼 메인의 1차 측을 접지로 사용할 수 있는지요?

일전에 이런 질문을 올렸는데 어느 분은 메거 고장 난다고 하셨고, 어느 분은 아날로그 메거라면 가능하다고 하셨는데 어떤 게 진짜인지 확신이 가질 않습니다. 정확히 아시는 분 안 계신가요?

3. 추가 질문입니다. 접촉식 검전 드라이버가 고장일 경우 핫상에 접촉 시 감전될 수도 있나요?

A. 1. 단상 3선식은 단상변압기에서 2차 측에 텝만 중간에 1개를 더 만든 것입니다. 하여 출력 단자를 0V, 110V, 220V로 하지 않고 110V, 0V, 110V로 표기를 하고 0V 단자를 접지한 것입니다. 그래서 0V 단자가 중성선이 된 것입니다.

2. 단상 2선식으로 만들고 변압기 2차에서 1단자를 2종접지 하였을 경우 그 단자가 N중성선 0V가 되어 가능합니다. 상기와 같이 전원 측의 중성선을 이용할 때는 진짜 주의하여야 합니다.

3. 기본적으로 검전기는 손잡이와 접촉부 간에는 절연이 되어 크게 문제는 없습니다.