단락(쇼트) 이론 10분만에 이해하기

 

두 개의 전선이 부딪히며 "펑" 하는 소리와 함께 엄청난 공포를 주는 단락, 이러한 현상은 왜 일어나는 것이며, 가정에서 쉽게 쓰는 220V 마저도 단락이 발생하면 철이 녹아버릴 정도로 위험합니다.

 

 

오늘은 단락이 왜 발생하는지 어째서 철을 녹일 정도의 고열이 발생하는지 공부해보시고, 아무도 없는 곳에서 스스로에게 설명하는 시간을 가져보시길 바랍니다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 목차

 

• 단락의 이론
• 작업중 가장 단락이 많이 나는 사례 

 

 

 

 

 단락의 이론

 

 짧을 (단)에 이을 (락) 자를 쓰는 단락은 이어져있는데 짧아졌다를 의미합니다. 잘 이어져 있는 전선이 짧아졌다? 쇼트라고도 말하며, 현장에서 합선이라고도 합니다.

 

 

여기서 단선과는 개념이 다릅니다. 단선은 선이 끊어졌다를 말하는 것입니다. TV 에서 정치인들이 단식투쟁을 하곤 합니다. 음식을 끊다 의미로 같은 맥락입니다. 

 

 

 이렇게 단락이 발생하면 차단기가 떨어지게됩니다. 차단기는 보통 3가지의 원인으로 떨어집니다. 단락 , 과부하 , 누전입니다. 대신 배선용 차단기는 과부하와 단락만 차단되고 누전차단기는 3가지 모두 차단된다고 보시면 됩니다.

 

 

누전차단기의 원리가 궁금하신 분은 여기에서 확인하시면 됩니다.

 

 

 

 

 

그렇다면 단락이 발생했을 때, 왜 소음과 함께 불꽃이 나는 걸까요? 위 그림을 회로도를 통해서 설명해보겠습니다.

 

 

 

 

 

3kw 에어컨을 예로 들어보겠습니다. 먼저 부하 전류가 13.64A이며 해당 차단기의 용량은 20A이니 무난하게 사용할 수 있습니다. 

 

 

여기서 부하 전류로 부하 저항을 구해보면 약 16 Ω 이 나옵니다. 즉 에어컨은 16 Ω이며 전선 자체의 고유저항을 1Ω  으로 가정해 보겠습니다.

 

 

 

 

 

이제 어떠한 이유로 단락이 발생하였습니다. 단락이 발생하는 순간 엄청난 전류가 발생하게 됩니다. 그 이유는 전기가 에어컨 쪽으로 잘 가다 두 선이 붙으면 굳이 에어컨으로 전류가 갈 필요가 없습니다.

 

 

 

 

행여나 부하 저항도 낮아서 단락전류가 부하로 흘러가면 에어컨 내부 기판이 타서 고장이 날것입니다.(예전 회사에서 단락사고로 노트북 하드를 날려먹은 기억이 있습니다.) 

 

 

 

 

 

회로도를 그리면 다음과 같습니다. 단락이 발생하면 전기는 에어컨으로 흐르지 않고 1Ω 으로 흐르게 됩니다. 문제는 저항이 갑자기 17Ω이나 감소했다는 것입니다.  

 

 

 

 

 원래 220V의 17옴이었던 저항이 전압은 그대로인데 , 저항이 1옴이 되었습니다. 이때 전류는 폭등하게 됩니다. 옴의 법칙에 의해 저항이 1Ω 이 되면서 전류가 220A로 평상시 보다 16배가 증가해버렸습니다.

 

 

 순식간에 에어컨 16대와 맞먹는 전류가 발생하게 됩니다. 전류가 높아지면 무슨 일이 벌어질까요. 줄 열의 법칙에 의해 열량이 제곱으로 폭등하게 됩니다.

 

 

 

• 줄열의 법칙

전류의 3대 작용 발열작용 , 화학작용 , 자기 작용 중 발열작용 중 하나의 법칙으로서 , 도선에 전류가 흐르면 열이 발생하는 법칙이다.

 

전류가 10 증가하면 발열량은 그 제곱으로 증가하여 100 만큼 증가하게 된다. 따라서 단락전류가 발생하면 발열량은 전류의 제곱만큼 증가하며, 엄청난 열이 발생한다.

 

 

 

 

 단락이 발생하면 아크가 발생한다. (용접 시에 나는 불꽃) 드라이버가 녹을 정도이니 순간적인 온도는 철을 녹이는 온도 최소 1600도 이상으로 추정된다. 

 

 

 실제로 아크의 온도는 수천 도에 달하므로 단락사고는 매우 매우 위험하다.

 

 

 

 

 

 

 단락사고를 예방하는 방법

 

1. 전선을 한 선씩 자를 것

 

단락사고는 대부분 활선인 줄 모르고 펜치나 가위로 전선을 한 번에 자르는 경우 발생합니다. 잘리는 도중 펜치와 도통되면서 퍽 하는 소리와 함께 심하면 공구가 날아갈 수도 있습니다.

 

 

활선이든 아니든 무조건 한선씩 자르는 습관이 중요합니다.

 

 

 

 

 

2. 절연 드라이버를 사용하거나 , 일반 드라이버는 전기 테이핑을 할 것

 

작업 중 갑자기 누가 부르거나 새 공구를 잡으려 하다 몸을 비틀게 되면 , 드라이버에 두 개의 전선이 쌓이게 되면서 단락사고 발생할 수 있습니다. 

 

 

행여나 분전함 작업을 하다 중성선에서 사고가 나면 대참사가 발생할 수 있습니다. 항상 긴장을 바짝 하고 작업해야 합니다.

 

 

 

 

 

 

중성선(N) 대형사고 선입후절 이해하기

 

 

 

 

글을 마치며

 

전기는 눈에 보이지 않아 항상 위험합니다. 한전에서 직원이 오면 계량기 점검할 때에도 안면에 커버가 있는 안전모를 착용합니다.

 

 

안전은 과하게 해도 전혀 모자랄 게 없으니 , 자격증을 따고 현장을 가시더라도 안전불감증이 있는 회사는 이직을 꼭 고려하시길 바랍니다.

 

 

이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.