전기설비 점검 정리(누설전류, 절연저항, 접지저항, 절연내력 측정, 열화상 측정 외)

전기설비를 운용함에 있어 중요한 점검과 종류에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

여기서 설명드리는 점검이 모든 종류를 포함하는 것은 아니지만, 이 정도만 알면 전기안전관리자 직무 고시에 언급된 것은 모두 포함하고 있다고 봐도 될 것 같네요.

 

아래는 제가 작성했던 전기안전관리자의 직무에 관한 고시 분석 내용입니다.

 

그 중 제3조의 점검 종류별 측정 및 시험항목을 보면, 준공 시 뿐만아니라 정기적으로 점검해 주어야 하는 항목들이 있습니다.

 

오늘 알아볼 전기설비 점검들은 누설전류 측정, 절연저항 측정, 접지저항 측정, 절연내력 측정과 열화상 측정입니다.

 

1. 누설전류 측정

먼저 누설전류 측정에 대해서 알아보겠습니다.

 

누설전류 (Leakage Current)란, 절연체이 내부나 표면, 또는 전로 간, 전로-대지 간에 흐르는 미소한 전류를 말합니다.

 

일반적으로 절연이 잘 되어 있다면 0에 가까워야겠지만 절연이 깨진 경우 유의미한 값이 발생하게 됩니다.

 

일반적으로 저압 전기설비를 점검할 때 시행하며, 분기 혹은 반기에 필요시 측정하는 것이 기준입니다.

 

누전차단기가 자꾸 떨어진다거나, ELD알람이 반복적으로 발행하는 경우 측정해 볼 수 있겠네요.

 

 

* 누설전류 기준치는 고조파 성분을 포함한 누선 전류 실효값(lom)기준입니다.

누설전류 (lo)	저항성 누설전류(lor)와 용량성 누설전류(loc)의 벡터값
저항성 누설전류(lor)	전로와 대지사이에 저항성분으로 인해 발생 감전 & 화재의 원인이 되는 누설전류 (저항성분 / 유효성분)
용량성 누설전류(loc)	전로와 대지사이에 정전용량(커패시터)으로 인해 발생 위험이 없는 누설전류 (정전용량성분 / 무효성분)

 

- 누설전류계

 

 작은 전류까지 잘 계측하는(감도가 좋은) 클램프 미터(전류 측정기기)를 일반적으로 누설전류계로 사용합니다.

 

차단기 조작 없이 전선에 클램프하여 용이하게 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

- 누설전류 측정 방법

 

 접지선을 측정 할 때는 접지선 하나만 클램프, 단상 혹은 삼상회로 측정 시에는 상을 가지고 있는 회로들만 일괄 클램프하면 누설전류 값만 읽어낼 수 있습니다.

 

- 저압 전기설비 누설전류 측정 기준

 

전기설비기술기준 판단기준 [제 13조(전로의 절연저항 및 절연내력)] ①사용전압이 저압인 전로의 절연성능은 기술기준 제52조를 충복하여야 한다.

 

다만, 저압 전로에서 정전이 어려운 경우 등 절연저항 측정이 곤란한 경우 저항성분의 누설전류가 1mA이하이면 그 전로의 절연성능은 적합한 것으로 본다.

 

전기설비기술기준 [제 27조 (전선로의 전선 및 절연성능)] ③저압전선로 중 절연부분의 전선과 전선의 심선 상호 간의 절연저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 1/2,000을 넘지 않도록 하여야 한다.

 

- 수변전실 MCCB의 누설전류 허용 기준값 계산 (최대 공급전류 : 차단기 용량, 부하 정격용량)

① 단상 2선식 : 최대 공급전류 × (1/2,000) × 2

② 3상 3선식 : 최대 공급전류 × (1/2,000) × 3

③ 3상 4선식 : 최대 공급전류 × (1/2,000) × 3

 

예를 들면, 3상 4선식 / 사용전압 380V / 정격 차단전류 200A 차단기를 사용하는 전선로의 경우, 누설전류 허용값은 300mA이하입니다.

 

200 × 1/2000 × 3 = 300 [mA]

 

2. 절연저항 측정

다음은 절연저항 측정입니다. 절연저항이란, 어떤 절연물에 직류 전압을 가했을 때, 아주 미소한 전류가 흐를 텐데, 이때의 전압과 전류의 비(R=V/I)를 말합니다.

 

전기 설비에서 각 R, S, T, N상과 Ground는 서로 절연이어야 할 텐데요.

 

따라서 이 절연저항값이 일반적으로는 무한대(∞)이기 때문에, 측정기의 최대값이 나오는게 일반적입니다.

 

그러나 혹시라도 다양한 원인에 의해 누전이 발생했다거나, 상간 단락이 생겨 절연이 깨진 경우에는 무한대 값이 아닌 낮은 절연저항값이 나올 것입니다.

 

그럼 절연 저항의 측정 기준과 방법에 대해서 차례대로 알아보겠습니다.

 

- 절연저항계(Megger) : DC 250V, 500V (저압) / 1,000V, 5,000V (고압, 특고압)

 

- 절연저항 측정 방법 :  컨트롤러, 변성기, 콘덴서, 등의 회로가 있다면 분리하고, 테스트하려는 부분의 주 회로(1차 측)도 분리시킨다.

 

(무전압에서 시행) 그리고 각 상-접지, 각 상끼리의 저항을 절연저항계로 측정합니다. (ex. R-G, T-G, R-S, S-N 등)

 

- 절연저항 측정 기준

 

위와 같은 절연저항 측정 기준이 있으나, 정전이 어려운 저압 전로의 경우 저항 성분의 누설전류가 1mA 이하이면, 그 전로의 절연성능은 적합한 것으로 봅니다.

 

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3. 접지저항 측정

다음은 접지저항 측정입니다. 접지저항이란, 접지 전극과 대지와의 접속 상태를 나타내는 값이라고 할 수 있습니다.

 

접지저항이 높다면, 이상전류가 접지를 통해서 빠지지 못하고 인체나 기기로 흘러가게 되는데요.

 

이러면 감전이나 전기 사고를 유발하기 때문에 접지저항 측정은 매우 중요하다고 할 수 있습니다.

 

- 접지저항 측정 방법 : 접지저항계의 E극을 측정 장소에 물리고, P극, C극을 약 10m 간격으로 설치하여 저항 값을 읽어주면 됩니다.

 

클램프 저항계는 최근 무정전으로, 접지극 설치 없이 빠르고 쉽게 접지저항을 측정할 수 있다는 점에서 널리 사용되고 있습니다.

 

다만, 측정을 위해서는 접지회로에 폐루프가 있어야 하기 때문에 중성선 다중접지에서 주로 활용됩니다.

 

최근엔 누설전류계와 클램프 접지저항측정계의 기능을 모두 갖춘 제품도 나오고 있는 거 같네요.

 

4. 절연내력 측정

절연내력 측정은 연속하여 10분간 시험전압을 가하여 절연이 파괴되지 않고 견디는지를 확인하는 시험입니다.

 

전기 관련 사고가 나면 이상 전압이 가해질 텐데, 절연 파괴 없이 전기 설비를 사용할 수 있는 것인지 절연 강도를 확인하는 것이죠.

 

내전압시험이라고도 합니다.

 

이래 표는 2021 한국전기설비규정(KEC)에서 발췌한 "전로의 종류 및 전압"입니다.

 

직류 저압측 전로의 절연내력시험 전압은 아래와 같습니다.

 

E : 교류 시험 전압

V : 역변환기의 전류 실패시 중성선 또는 귀선이 되는 전로에 나타나는 교류성 이상전압의 파고값

 

정류기, 변압기, 태양전지 모듈 등의 절연내력 시험 기준도 별도로 지정되어 있습니다.

 

자세한 내용은 위 링크의 한국전기설비규정을 참고하시면 될 것 같습니다.

 

매우 큰 전압을 가지고 테스트하는 것이기 때문에, 시험 장비도 무시무시하게 생겼습니다.

 

측정 시 안전에도 매우 주의해야 합니다.

 

절연내력 시험 시 절연이 파괴되었는지를 확인하기 위해 측정 전, 후로 절연저항을 측정하여 저항값에 차이가 있는지를 확인하기도 합니다.

 

5. 열화상 측정

열화상 측정은 무정전으로 측정할 수 있는 점검입니다.

 

최근 진단을 위한 짧은 정전만으로도 심각한 피해가 발생되는 경우가 많기 때문에, 이 열화상 측정으로 사고를 대비하는 것이 중요해졌습니다.

 

신속하고, 안전하게, 접근이 어려운 곳까지도 비접촉식으로 표면 온도를 측정할 수 잇다는 장점도 있습니다.

 

때문에 전기안전관리자 직무 고시에도 분기마다 할 것을 권고하고 있습니다.

 

- 열화상 측정 원리 : 열에너지를 전자파의 일종인 적외선 파장의 형태로 검출하여 피사체 표면의 복사열 강도에 따라 다른 색상으로 표현하는 것입니다.

일반적으로는 높은 온도를 갖는 물체일수록 더 많은 적외선을 방출한다고 합니다.

 

최근 출시되는 열화상 카메라는 실제 사진과 열화상 사진을 동시에 찍어 이해를 도와주기도 합니다.

 

그리고 찍은 사진을 PC로 옮겨서 보면 이미지의 POINT마다 온도의 데이터를 할 수 있는 기능까지도 추가되어 있습니다.

 

전기안전관리자의 직무고시를 파헤쳐본 데 이어, 가장 많이 사용되는 다섯가지의 점검(누설전류, 절연저항, 접지저항, 절연내력, 열화상)에 관하여 알아보았습니다.

 

앞으로도 위 내용을 더 상세히 파악하여 안전한 전기 운용을 위해 노력하겠습니다!

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