저압 전기설비의 점검 종류 및 방법

 

전기 설비의 구분 방법 중에는 전압에 따라 특고압 및 고압과 저압으로 나누기도 한다. 그중에서 저압이라 함은 전기설비기술기준에서 AC 1000V 이하를 의미하지만, 여기서는 한전에서 공급되는 22.9kV에서 변압기를 거쳐 우리가 보통 사용하게 되는 2차측 이하 380V 또는 220V에 대해서만 다루고자 한다. 저압 전기설비는 보통 절연저항과 누설전류 그리고 접지저항 측정을 통해 관리한다. 이번 편에서는 이러한 측정 시 주의사항과 측정 방법에 대해서 알아보고자 한다.

절연저항 측정 목적과 방법

절연 저항은 설비 내 도체를 둘러싼 절연의 상태를 확인하기 위해 측정한다. 절연 저항 측정을 통해 도체와 주변 절연 물질 사이의 전기 저항에 대한 정보를 확인하고 절연 물질의 결함이나 열화가 있는지 여부를 판단하는 데 도움이 된다. 절연 저항 값이 높으면 절연 상태가 양호하다 판단할 수 있을 것이며, 낮은 값은 습기, 오염물 또는 기타 절연 파괴의 원인이 될 수도 있다. 절연 저항을 측정하여 설비의 상태를 신뢰할 수 있고 절연 상태가 안 좋을 경우에 발생할 수 있는 전기 충격이나 화재 또는 기타 위험을 방지하는 데 도움이 된다. 절연저항을 측정하는 방법은 다음과 같다. 일반적으로 Meger라고도 하는 절연 저항계를 사용하여 측정하게 된다. 계측기는 절연체에 고전압(일반적으로 500V ~ 5000V 범위)을 인가하고 절연체를 통과하는 전류를 측정하여 저항값을 표시하게 된다. 일단 측정전로의 전원을 차단한다. 이때 측정 대상 설비는 중성선을 포함한 모든 전로를 전원 측에서 분리하여야 한다. 그 후 절연저항계의 흑색 리드선을 접지단자에 연결하고 적색 리드선을 전원이 차단된 전로 및 기기에 접촉하여 측정을 하는 방식이다. 측정이 완료된 후에는 모든 회로를 원상복구시키고 복구 여부를 확인하여야 한다. 절연저항계 사용 시 주의사항으로는 우선 측정하고자 하는 대상 전기기기의 절연 한도를 확인하여야 한다. 절연 한도의 확인 없이 측정하여 고전압 인가 시 내부 회로의 손상을 일으킬 수도 있으니 반드시 확인 후 측정을 하여야 할 것이다. 고전압 인가로 인한 반도체 등 내부 전자회로의 손상이 우려되는 장비의 경우 DC 250V 이하의 절연저항계를 사용하고 그 외에는 일반적으로 DC 500V의 저항계를 사용한다. 다음은 각 설비 별 측정 방법에 대해서 알아보자. 먼저 변압기 2차에서 주개폐기 1차의 절연저항의 측정은 반드시 정전 후 측정하여야 하며, 절연저항계의 사용 위치로 레인지 고정 및 변압기의 저압측 제2종접지선을 분리한다. 그 후 ACB 또는 MCCB의 주차단기를 개방하여 부하측 회로와 분리시킨 후 절연저항을 측정한다. 분기개폐기 2차에서 분전반 1차의 절연저항 측정의 경우 배전반에 설치된 각층별 또는 각 기기별 메인개폐기의 2차를 개방한 상태에서 절연저항을 측정하여야 한다. 다음 각 분전반에서 분기된 전등이나 전열기기의 절연저항 측정은 절연저항계의 전압을 DC 250V로 변경하여 전자회로의 소손을 방지한 상태에서 흑색 리드선은 3종 접지선에 연결하고 붉은 리드선은 분기 개폐기 2차측에 연결하면 절연저항을 측정할 수 있다.

 

 

누설 전류 측정 원리 및 방법

누설 전류 측정의 주목적은 전기 설비의 절연체를 통해 전류가 흐르는지 여부를 확인하기 위함이다. 누설 전류는 감전, 화재 및 기타 위험 상황을 일으킬 수 있어 이를 방지하기 위해 절연체가 정상적으로 그 역할을 하는지 확인하는 것이 중요하다. 누설전류의 측정 원리는 단상의 경우 영상변류기와 같이 누설전류계는 두 전선에 흐르는 전류의 차이를 통해 누설전류를 검출할 수 있다. 단상 2선식은 2가닥을, 3상 3선식은 3가닥을, 그리고 3상 4선식은 4가닥을 누설전류계 클램프에 통과시켜 그 차이를 검출하게 된다. 각종 설비의 누설전류 측정방법은 다음과 같다. 우선 변압기 제2종접지선에서 누설전류 측정은 외부 누설자속에 의한 영향을 받지 않도록 다른 전선 또는 변압기와 이격하여 측정하여야 하며, 누설전류가 최대 1A가 측정되도록 레인지를 설정하고 클램프 내에 제2종접지선을 삽입하여 측정하면 된다. 측정 시 다른 전선 또는 변압기와는 반드시 이격하여 측정하고 누설전류 제한값을 초과하는 경우 회로 내 모든 분기 누설전류를 측정하여야 한다. 분전반 분기개폐기 2차측에서 누설전류 측정은 기본적인 것만 지켜서 측정을 하면 된다. 3상 4선식의 경우 누설전류계 클램프에 4가닥을 삽입하고 단상은 2가닥을 함께 삽입하여 측정하면 된다.

 

 

접지저항 측정 시 주의사항

다음은 접지저항 측정에 대해서 알아보고자 한다. 접지 저항은 전기 설비의 금속 케이스(또는 프레임)와 접지 사이의 저항을 측정하는 것으로, 금속 케이스는 접지와 연결되어 단락 등의 고장 시 전류가 흐를 수 있는 경로가 되어 회로 차단기를 트립시키고 장비의 전원을 차단하게 된다. 접지 저항 값이 낮으면 접지에 대한 임피던스 저항이 낮아 고장 발생 시 전류가 빠르고 안전하게 흐를 수 있다. 반면, 접지 저항값이 높으면 접지에 대한 높은 임피던스로 인해 고장 발생 시 위험하고 아크 또는 스파크가 발생할 수 있다. 따라서 접지 저항을 측정하여 전기 장비가 안전하게 접지되고 관련 안전 기준을 충족하는지 확인하는 것이 중요하다. 접지 저항 측정 시 주의해야 할 점은 측정하기 전에 장비의 전원이 차단되었는지 확인하여야 한다. 측정 중에 프로브 또는 기타 전기 장비는 만지지 말아야 한다. 감전을 방지하기 위해 보호 장구를 착용하고 측정 중에 접지 전극이 다른 전기 장비 또는 전기적 간섭의 영향을 받지 않는지 확인이 필요하다. 정확성을 위해 여러 번 측정하고 필요한 경우 측정 프로세스를 반복 실시한다. 접지저항을 측정하는 방법에는 3단자 접지저항 측정법, 2단자 접지저항 측정법 그리고 클램프 접지저항 측정법이 있어 각각의 측정방법을 알아두면 나중에 측정을 하는데 도움이 될 것으로 생각된다.

 

지금까지 저압 전기설비의 점검 방법에 대해서 알아보았다. 전기설비를 관리하면서 경험하게 되는 설비 중에는 대부분이 저압설비일 것이다. 그만큼 가장 쉽게 접할 수 있어 관리법을 잘 알고 있다면 설비를 운용하는데 큰 도움이 될 것이라 생각된다. 그러므로 앞서 설명한 것과 같이 절연저항과 누설전류 그리고 접지저항을 측정하는 방법을 잘 숙지한다면 설비를 효과적으로 관리할 수 있을 것이다.