시스매틱 전기실무

역률(무효전력, 유효전력) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Mon, 23 Sep 2024 20:31:01 +0900

전기자격증을 공부하거나 전기를 업으로 한다면 절대로 모를 수가 없는 게 역률입니다. 하지만 역률에 대해 정의를 내리고 쉽게 설명을 하는 건 결코 쉽지가 않습니다. 실제로 현장에 근무하면서 역률이 뭐냐고 물어본다면 그것에 대해 정의를 내릴 수 있는 사람은 생각보다 많지 않습니다.

왜냐하면 그 내용이 제법 방대하고 어디서부터 설명을 시작해서 어떻게 끝맺어야 하는지 애매할 정도로 전기에서는 역률이 가지고 있는 개념이 매우 넓기 때문입니다.

역률이 나빠지면 단순히 콘덴서를 가동한다고 생각해선 안됩니다. 지상역률이 나빠져도 문제가 되지만 진상역률이 나빠져도 문제가 되기 때문입니다. 우선은 역률의 기본적인 원리를 이해해보시고 스스로 설명해 보는 시간을 가져보신다면 아는 만큼 보이게 될 것입니다.

힘의비율을 뜻하는 역률
유도성부하의 유효전력 무효전력 이해하기
용량성부하의 유효전력 무효전력 이해하기
역률은 왜 COSθ 일까
지상역률과 진상역률의 이해

힘의 비율을 뜻하는 역률

역률의 역자는 힘력(力)자 입니다. 따라서 역률이란 힘을 어떤 비율로 사용하고 있는가를 나나태는 수치라고 볼 수 있겠습니다. 영어로는 power factor이며, 마찬가지로 같은 뜻으로 해석됩니다. 그런데 역률은 직류가 아닌 교류에서 만 필요한 수치입니다. 왜 그럴까요?

그 이유는 직류에서는 위상차가 없고 교류에서는 위상차가 발생하기 때문입니다. 직류는 시간에 따라 전압과 전류의 값이 변화하질 않습니다. 반면에 교류는 시간에 따라 전압전류의 값이 계속 변하기에 어떤 부하는 전류가 앞서서 흐르고(용량성부하) 어떤 부하는 전압이 앞서서(유도성부하) 흐르게 됩니다.

물론 교류에서 저항성부하는 시간에따라 변화를 하지만 전압과 전류의 위상차가 거의 없게 됩니다. 최근에는 LED전등을 많이 사용하니 전등부하의 역률이 더더욱 의미가 없어졌다고 볼 수 있습니다.

따라서 직류와 저항성부하의 설명을 생략하고 역률의 핵심인 유도성부하와 용량성부하에 대해 설명을 해보겠습니다.

유도성부하의 유효전력 무효전력 이해하기

아래의 사진은 유도성부하의 특징과 3상유도전동기를 간단하게 그려놓은 그림입니다. 먼저 그림의 3상 유도전동기는 3개의 철심에 코일을 감고 3 상전류를 흘려보내면 코일에 자기장이 형성되고 철심은 전자석이 됩니다. 그다음 위상차로 인해 회전자계가 생기면서 가운데에 있는 자석이 회전자계에 따라 회전하는 원리입니다.

(유도전동기의 원리가 궁금하신 분은 아래글을 참고하시길 바랍니다.)

단상 유도전동기 10분 만에 이해하기

여기서 코일을 사용하는 부하는 유도성부하로서 코일자체에서 전압이 빨라지고 전류가 뒤지는 현상이 나타납니다. 그 이유는 코일에 자기장이 형성되는데 전류가 방해를 받기 때문입니다. 이 과정 속에서 전류가 뒤처지게 되고 전압과 위상차가 생기며 무효전력이라는 게 발생합니다.

이제 유도성부하가 무엇인지 대충은 알았으니 코일을 사용하는 부하에서 무효전력이 어떻게 발생하는지 수도꼭지와 물호스를 빗대어 설명해 보겠습니다.

아래그림은 수도꼭지와 물호스가 있습니다. 수도꼭지에 연결을 하고 물을 틀면 물이 바로 나올까요? 그렇지 않습니다. 호스에 물이 채워지느라 약간의 시간이 좀 걸립니다. 물호스는 물을 쓰기 위해 바로 준비를 하고 있어도 물이 채워지는 시간은 반드시 존재합니다.

여기서 호스를 전압이라고 생각해 보고 물을 전류라고 생각해 보겠습니다. 전압은 이미 앞에 가있지만 전류는 전압보다 뒤처져 있는 상황입니다.

마치 물호스가 코일 같고 물은 코일에 흐르는 전류와 흡사합니다. 이것이 바로 코일을 사용하는 유도성부하의 특징입니다. 전압은 바로 인가되지만 전류는 서서히 증가합니다. 모터내부의 코일(인덕터)이 전류의 흐름에 저항하기 때문입니다. 그로 인해 교류모터는 자기장을 형성하는데 시간이 걸리게 됩니다.

만약 물호스에 물이 가득 차 있는 상태에서 물을 틀면 물이야 바로 나오겠지만 , 그것은 물과 호스이고 전기에서 사용되는 코일은 전원을 끄면 그 즉시 물호스가 비워지는 것과 같다고 보시면 됩니다.

(코일에서 전류가 발생하는 원리가 궁금하신 분은 아래 글을 참고해 주세요.)

렌츠의 법칙 10분 만에 이해하기

패러데이법칙 5분 만에 이해하기

변압기 원리 10분 만에 이해하기

이렇게 뒤처진 전류와 앞서있는 전압 그 사이에서 무효전력이라는 것이 발생합니다. 만약 호스 길이가 500m 라면 어떻게 될까요? 물을 쓰기 위해 물을 틀어도 실제로 사용하려면 아주 오랜 시간이 걸립니다.

호스에 물이 채워지는 동안 물을 사용하지 않은 건 아닙니다. 500m 호스에 300m만큼 물을 채우면 물은 한방울도 쓰지 못해도 300m 만큼 호스에 채워진 물값은 내가 부담해야 됩니다. 호스에 물이 채워지고 있으니 실제로 사용하기 위해선 빈 호스에 채워지는 물 값까지 내가 부담해야 되는 건 당연한 겁니다.

여기서 두 가지를 알 수 있습니다. 첫째 무효전력이 높아지면 전기를 사용하긴 하는데 실제로 사용한 전기는 없는 상태가 되고 전기요금만 더 많이 낸다는 것입니다.

둘쨰로 무효전력은 절대로 필요 없는 전력, "무효"가 아니라는 것입니다. 호스에 물이채워지는 그 과정이 있어야만 물을 사용할 수 있음을 알기에 무효전력은 필연적으로 있어야만 합니다. 단지 500m 호스처럼 너무 과하면 안 된다는 것입니다.

이렇게 유도성 부하에서 나타나는 유효전력과 무효전력의 비율을 지상역률이라고 합니다. 지상역률이 나빠진다는 뜻은 전압이 너무 앞서게 되었다는 것이고 전류를 제대로 사용하지 못해 에너지 손실을 불러오게 됩니다.

용량성부하의 유효전력 무효전력 이해하기

아래의 사진은 수변전설비 저압라인에 설치된 진상용 콘덴서입니다. (콘덴서에 관한 내용은 향후 업로드 후 링크삽입예정) 책에서 나오는 양극판의 콘덴서모양이 아닌 3 상교류 전원을 받아 작동하는 콘덴서의 사진을 가지고 왔습니다. 마치 배터리의 모양과 비슷합니다.

콘덴서는 빠르게 에너지를 저장하고 방출할 수 있습니다. 에너지를 저장하는 측면이 배터리와 비슷해 보이지만 배터리는 충전이 느리며 에너지를 오랜 시간 저장하고 천천히 방출하는데 반해 콘덴서는 에너지를 빠르게 충전하고 빠르게 방출합니다.

에너지를 빠르게 충전하고 빠르게 방출하는 게 마치 물탱크와 비슷해 보입니다. 회로에 병렬로 연결되어 전동기와 같은 유도성부하가 사용될 때 빠르기 충전을 하고 전류를 방출하여 유도성부하의 뒤처진 전류를 보상해 주는 역할을 하게 됩니다.

물탱크에 바로 수도꼭지를 연결하고 사용하면 물이 바로 나오게 됩니다. 유도성부하와 반대로 해석될 수가 있는데 용량성부하는 미리 저장하고 있는 물을 즉시 사용할 수 있는 물탱크개념으로 생각해 보면 됩니다.

실제로 물을 바로 사용해도 수위계가 사용한 물을 감지하여 다시 물을 충전해 주는 게 충전과 방전을 거듭하는 콘덴서와 매우 흡사한 모습입니다. 앞서 유도성 부하는 물이 나오는 시간에 무효전력이 발생하지만 용량성부하는 사용하는 물과 물을 다시 채우는 과정에서 무효전력이 발생합니다. 즉 콘덴서는 에너지 저장과 방출을 하는 과정 속에서 무효전력이 발생하게 됩니다.

이렇게 용량성 부하에서 나타나는 유효전력과 무효전력의 비율을 전류가 앞섰다는 의미로 진상역률이라고 합니다. 진상역률이 나빠졌다는 뜻은 콘덴서를 과하게 작동시켜 전류가 너무 앞서게 되었다 뜻이 됩니다.

무효전력은 정말로 "무효"전력인가

무효전력이란 단어만 봤을 때는 없어져야 할 전력으로 해석될지도 모릅니다. 하지만 교류를 사용해야만 하는 입장에서 무효전력은 절대로 없어져야할 전력은 아니라는 것을 알아야 합니다. 개인적으론 꼭 필요한 필요전력이라는 표현을 사용하고 싶습니다.

교류모터가 회전하기 위해선 자기장이 필요하고 콘덴서가 작동하기 위해선 충전이 필요합니다. 이 과정에서 전압과 전류 간의 위상차가 생기고 무효전력이 발생합니다.

그래서 교류부하에서 무효전력은 필수입니다. 물호스에서 물이 나오려면 먼저호스에 물이 흐르는 과정이 필요하고 물탱크에서 물을 쓸려면 탱크에 물이채워지는 과정도 필요합니다.

이 처럼 무효전력은 교류부하에서 반드시 발생할 수밖에 없는 에너지이고 에너지라는 것은 절대로 공짜로 얻어지는 법이 없다는 걸 작게나마 알 수 있습니다.

역률을 개선시켜 역률이 100%가 되었다고 해서 무효전력이 없어진다는 개념은 아닙니다. 단지 부하를 사용하는데 매우 효율적으로 사용하고 있는 정도를 나타내는 것이지 모터가 작동하고 콘덴서가 작동하는 한 그 내부에서 무효전력은 계속 만들어질 수밖에 없는 에너지입니다.

역률은 왜 COSθ 일까

이제 삼각함수를 통해 역률을 이해해 보겠습니다. 전기기사 자격증을 공부하게 되면 자주 출제되는 분야이기 때문에 전기를 공부하신다면 절대 모를 수가 없는 역률의 삼각함수입니다.

유효전력과 무효전력의 백터적인 합을 피상전력이라고 합니다. 피상전력이 있어야 전체 사용 중인 전력에서 유효전력의 비율이 얼마인지 알 수 있습니다.

왜냐하면 피상전력과 유효전력의 비율을 계산해야 역률이라는 힘의 비율을 알수 있습니다. 역률을 알면 무효전력의 비율도 자동으로 알수 있게 됩니다.

그런데 역률은 보통 COSθ=0.6처럼 값을 표시합니다. 여기서 θ 는 각도를 의미하는데 COS θ=0.6이라면 θ의 값은 53.1도가 나오게 됩니다. 그렇다면 왜 COS53.1도라고 표시하지 않고 역률은 COSθ=0.6으로 표시할까요?

당연한 얘기지만각도인 위상차로 표시를 하는 것보다 코사인 θ 값으로 표시하는 게 훨씬 직관적이기 때문입니다. COSθ=0.6 은 역률이 현재 60% 구나하고 알기 쉽지만 COS53.1 로 표시하면 역률이 직관적으로 표시되질 못하기 때문입니다.

지상역률과 진상역률의 이해

역률이 무조건 100%라고 좋은 것은 아닙니다. 그 이유는 역률도 요금을 부과하는 시간대가 따로 있기 때문입니다. 사람이 깨어있는 일과시간에는 모터부하를 많이 사용합니다. 그렇다면 당연히 일과시간에는 지상역률이 나빠질 수밖에 없습니다.

따라서 한전에서는 오전 9시부터 저녁 11시까지 모터부하에 대한 지상역률을 얼마나 잘 관리하느냐를 중점적으로 본다는 말이 됩니다. 아래사진을 보면 콘덴서를 과하게 작동하여 오후 3시부터 11시까지 지상역률은 전혀 발생하지 않고 진상역률만 과하게 위로 솟아 나빠져있습니다.

하지만 괜찮습니다. 진상역률이 암만 나빠져도 아침 9시부터 저녁 11시까지는 진상역률에 대한 요금을 부과하지 않기 때문입니다. 아래로 떨어질뻔한 지상역률을 끌어올려 지상역률을 100% 만들어 줬으니 평균역률이 잘 나올 것입니다.

물론 진상역률에 대한 요금부과를 안 할 뿐이지 아래 그래프는 콘덴서 과보상 상태가 됩니다. 콘덴서과보상이 되면 전압상승과 부하손상이라는 부작용도 불러오니 역률은 요금적용시간대에 맞게 적절히 조절하는 자동역률조정기나 타이머를 설정하는 조치를 해야 합니다.

반대로 저녁 11시부터 아침 9시까지는 진상역률에 대한 요금을 부과합니다. 콘덴서가 저녁 11시에 꺼지지 않고 아침까지 계속 가동된다면 어떻게 될까요? 저녁 11시부턴 모터부하를 사용하는 빈도가 크게 줄어들게 되는데 이 때는 진상역률을 어떻게 관리하느냐 보게 됩니다. 만약 이때에도 콘덴서를 계속 가동하면 진상역률은 40% 대가 되어 그걸 요금적용시켜 페널티요금을 부과할 것입니다.

그래서 저녁 11시부터 아침 9시까진 진상역률을 얼마나 잘 관리하느냐에 요금을 적용시킵니다. 사실 전기안전관리자는 밤샘근무를 하시는 분들도 계시지만 일과시간에 근무무조건 역률이 90% 이상 나온다고 역률이 좋다고 생각하기보다. 일과시간에 역률은 얼마인지 잘 보고 새벽에 콘덴서과보상이 일어나지 않도록 주의해야 할 것입니다.

글을 마치며,

역률이 낮아지면 역률요금이라는 게 나와서 난처할 때가 있습니다. 전기안전관리자라면 역률을 잘 관리하여 담당하고 있는 수용가에 페널티요금이 부과되지 않게끔 하고 지상역률이든 진상역률이든 나빠지면 설비에 안 좋은 영향을 끼치니 반드시 숙지하시어 업무에 적용시키길 바라겠습니다.

이상으로 짧은 글을 마치겠습니다.

단상 유도전동기 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Wed, 24 Jul 2024 14:08:12 +0900

유도미사일은 표적을 따라가는 미사일입니다. 유도전동기 또한 자석을 따라가면서 도는 전동기라 할 수 있겠습니다. 단상 유도 전동기는 어떠한 원리로 작동되는지 알아보고 원리를 스스로 가르쳐보는 시간을 가져보시길 바랍니다.

유도전동기의 원리
교번자계
보조권선과 콘덴서

유도전동기의 원리

자석을 가지고 알루미늄캔 위로 가져가 왔다 갔다 하면 자석에 붙지도 않는 알루미늄 캔이 자석을 따라서 움직이게 됩니다. 이상합니다. 자석에 붙지도 않는 알루미늄 캔이 어째서 자석에 반응을 하는 것일까요 ?

그것은 알루미늄 캔이 도체이기 때문입니다. 도체는 자기장과 밀접한 관계가 있습니다. 전선에 전류가 흐르면 자기장이 발생하는 전자석이 됩니다. 그렇다면 반대로 전선에 자기장을 발생시키면 전류가 흐르게 되고 역시나 똑같이 자석이 됩니다.

따라서 알루미늄 캔 같은 도체에 자석을 왔다 갔다 하면 알루미늄 캔에 전류가 흐르게 되고 전류가 흐르게 되면 자기장이 발생하므로 자석도 아닌 알루미늄캔이 똑같은 자석이 되어 손으로 흔드는 자석을 따라 움직이는 것입니다. 이러한 전류를 유도전류라 합니다.

도체에 자기장이 어떻게 형성되고 전류는 어떻게 형성되는지 궁금하신 분은 아래에 플레밍의 오른손 왼손 법칙과 앙페르의 오른나사법칙, 렌쯔의 법칙을 참고해 주세요

플레밍의 오른손 법칙 10분 만에 이해하기

플레밍의 왼손법칙 10분만에 이해하기

렌쯔의 법칙 10분 만에 이해하기

앙페르의 오른나사 법칙 10분만에 이해하기

이제 원판에 자석을 대고 움직이니 원판이 따라도는 것이 이해가 될 것입니다. 자석이 움직임으로써 원판에 유도전류가 발생하고 그 유도전류는 자기장을 만들어 원판 또한 자석이 되었습니다 그래서 자석을 따라서 돌게 됩니다. 유도전동기는 이러한 원리로 움직이게 됩니다.

그런데 문제가 있습니다. 원판을 저렇게 돌리기 위해선 자석을 돌리기 위한 에너지도 필요하기 마련입니다. 원판을 돌리기 위해서 자석을 또 돌려야 하는데 말이 되질 않습니다.

그래서 과학자들이 생각한 것이 회전자계입니다. 어차피 도체에 전기만 넣어주면 도체는 돌지 않아도 알아서 회전하는 전자석을 만들어내니 도체에 전기를 넣어주고 그 사이에 자석을 넣어주면 돌지 않겠냐는 것입니다.

그것이 바로 유도전동기의 원리인 회전자계가 되겠습니다. 하지만 단상 유도전동기는 전기를 넣어준다고 해서 회전하는 자석이 되질 못합니다. 그 이유는 단상유도전동기는 회전자계가 아닌 교번자계이기 때문입니다.

교번자계

교번자계란 말이 쉽지는 않습니다. 쉽게 풀어서 설명을 하면 교대로 번복하는 자석이라고 이해하시면 되겠습니다. 단산 유도 전동기는 220V 로써 2개의 전선이 연결됩니다. 3상처럼 3개의 전선에 연결이 된다면 회전하는 자석을 만들 수 있지만 단상은 2개를 연결하여 회전하는 자석인 회전자계를 얻을 수가 없습니다.

앞서 아라고 원판에서 설명한 것처럼 자석이 회전하면서 움직여야 회전자가 회전을 할 수 있지만 단상교류특성상 시간에 따라 그 값이 계속 변한다는 것은 자석의 극성도 제자리 뜀걸음처럼 변하기만 하지 움직이질 않는다는 것입니다.

이제 두 개의 코일사이에 회전자를 넣고 220V를 인가해보겠습니다. 주권선과 보조권선으로 인해 회전자는 어떠한 힘을 받고 있지만 스스로 회전하지 못합니다. 그것은 주권선과 보조권선의 위상차가 없기 때문입니다. 쉽게 말하자면 서로 동일한 위치에서 같은 힘으로 경쟁을 하는데 어떻게 회전자가 방향을 스스로 정해서 돌 수 있냐는 말입니다.

여기서 사람이 회전자를 손으로 툭하고 건드려주면 건드린 방향으로 회전자가 회전하게 됩니다. 가끔 오래된 선풍기나 환풍기가 힘없이 돌거나 멈춰서 웽~~ 하는 소리가 날 때 손으로 살짝 돌려주면 회전하는 것과 같은 원리입니다.

이제 회전자가 스스로 회전할 수 있으려면 위상차를 만들어야 하는데 단상유도전동기의 핵심 콘덴서가 되겠습니다.

보조권선과 콘덴서

단상유도전동기는 교번자계로 인해 위상차가 없어 회전을 하지 못합니다. 물도 수평바닥에 뿌려놓으면 흐르지 않듯이 전동기도 위상차가 없으면 회전을 하지 않습니다. 그래서 설치되는 것이 콘덴서입니다.

콘덴서는 전류가 전압보다 90도 앞서서 흐르게 됩니다. 이 개념이 이해가 어려울 수 있으니 쉽게 설명하면 콘덴서를 설치한 권선에서 먼저 전류가 흘러준다는 것입니다. (실제로는 전류는 동시에 흐르는 것이고 시간적으로 다르게 흐른다라는 개념)

위상차

전기적 신호의 시간적 차이를 말한다. 두 개의 파형에서 서로 얼마나 앞서느냐 뒤 쳐 저 있느냐의 차이다. 이해를 돕기 위해 주권선에서 먼저 전류가 흐르느냐 보조권선에서 먼저 전류가 흐르느냐의 차이를 만들어 내는 것이 위상차이다.

콘덴서설치로 위상차가 생기고 이로 인해 주권선과 보조권선의 시간적 차이를 만들어냄으로써 순서가 결정된다. 이는 사람이 직접 손으로 밀어줘야 돌 수 있는 방향을 콘덴서가 직접 해주는 것이다.

선풍기가 고장 나서 웽~~ 하는 소음만 발생했을 때, 손으로 살짝 밀면 돌아가는 이유는 외부의 힘으로 방향을 결정해 줬기 때문입니다. 이처럼 콘덴서를 설치하여 스스로 회전할 수 있는 이유는 콘덴서를 설치한 쪽이 먼저 전류가 흘러 보조권선보다 먼저 자석이 되었기 때문이라고 볼 수 있습니다. 마치 사람이 손으로 툭하고 치면 돌아가던걸 콘덴서가 대신해 주는 것 같습니다.

주권선이 먼저 자석이 되고 보조권선이 그다음 자석이 된다면 아라고의 원판처럼 자석이 회전하는 것과 같은 회전하는 자석이 만들어지는 것입니다.

선풍기 모터 내부를 분해한 모습입니다. 도면과 비교해 보시기 바랍니다. 가운데에는 선풍기 날개인 회전자가 들어가게 됩니다.

철덩어리에 주권선, 보조권선의 코일을 각각 감아 놓고 220V 인가하면 코일을 감은 철덩어리는 전자석이 될 것입니다. 이제 전자석이 된 주권선과 보조권선은 콘덴서로 인해 위상차를 만들어내고 마치 아라고 원판의 자석이 움직이는 것처럼 회전하는 자석이 되어 가운데에 설치되는 회전자를 회전시켜 선풍기 바람을 만들 것입니다.

글을 마치며,

전동기의 원리를 공부해 보면 그 시절 과학자들의 연구가 경이로울 정도로 놀라게 됩니다. 단상유도전동기의 원리를 알면 집에서 고장 나는 웬만한 모터로 작동되는 가전제품도 쉽게 수리할 수 있습니다. 다양한 지식을 내 것으로 만들어 업무와 일상생활에 활용해 보시기 바랍니다.

감지기 단선찾기 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Wed, 26 Jun 2024 11:08:17 +0900

감지기 회로는 면적이 좁은 곳에 단선신호가 뜨면 찾기가 그렇게 어렵지 않습니다. 막무가내로 하나하나 다 열어본다고 해도 2 시간채 걸리지 않기 때문입니다. 하지만 지하주차장처럼 수백 개의 감지기가 자리 잡고 있는 곳에 감지기 단선신호가 뜨면 앞이 깜깜해집니다.

하지만 넓은면적의 감지기 단선을 찾을 줄 알면 좁은 면적의 감지기 단선은 아주 쉽게 찾을 수 있는 능력이 생길 것입니다. 감지기 단선을 찾아가는 과정을 익혀보시고 가능하면 스스로 단선을 가정하고 찾아나가는 연습도 꼭 해보시길 바랍니다. ( R형수신기 기준으로 작성되었습니다. )

화재감지기의 기본설명은 아래를 참고 해주세요

화재감지기 10분만에 이해하기

말도 많고 탈도 많은 화재감지기, 없어서는 안 되지만 오작동을 일으키면 아주 난처한 상황을 만들곤 합니다. 감지기가 어떻게 작동하는지 알지 못하면 고장을 찾아내기도 힘들고, 감지기가 작

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수신기 단선표시
회로통전테스트 및 전압측정
반토막 내기

수신기 단선 표시

지하주차장에서 감지기 단선신호가 발생했습니다. 위 사진의 SVP감지기 A의 뜻은 슈퍼비조리판넬 약자로써 지하에서 불이 났을 때 스프링클러를 작동시키기 위한 감지기 A의 회로입니다. 일명 준비작동식 스프링클러설비입니다.

여기서 A와 B감지기 회로가 있는 이유는 넓은 지역에 화재를 감지하기 위해선 각기 다른 감지기가 동시에 화재를 감지를 해야 좀 더 정확한 화재를 감지할 수 있기 때문입니다. 물론 감지기 A B 회로가 동시에 오작동을 일으킬 수도 있습니다. 하지만 실제 화재가 아닌 이상 그럴 가능성은 희박하므로 두 개의 회로로 수백 개의 감지기가 ABAB 방식으로 번갈아가며 설치되어 있습니다.

먼저 71번 중계기라고 되어있으니 71번 숫자가 적힌 중계기를 찾아야 합니다. 만약 중계기에 번호나 어떠한 표시가 없다면 지하의 SVP 판넬에서 중계기 전원을 분리해 수신기에서 고장신호가 뜨는지 여부를 파악하며 찾아가는 방법이 있습니다.

준비작동식 스프링클러설비

감지기 A와 B 가 작동하여 제어밸브가 열리고 , 물이 스프링클러 헤드까지 차게 되는 스프링클러 설비이다. 평상시에는 스프링클러헤드와 배관에 물이 차있지 않은 건식상태이다. 특정조건을 충족할 때까지 물이 스프링클러 헤드까지 도달하지 않도록 하는 시스템으로 민감한 장비나 중요한 자산이 있는 구역에서 스프링클러 쉽게 작동하지 않기 위해서 설치된다.

회로통전테스트 전압측정

다행히 중계기에 71번 번호가 수기로 적혀있습니다. 마침 중계기에 점등되어야 할 초록색 불이 희미하게 깜빡거리고 있었습니다. 아래 사진에는 빨간불로 표시했지만 원래는 미세하게 깜빡거리고 있었습니다.

그 이유는 전압이 2.8V 밖에 안 되는 상황이었습니다. 즉 단선이긴 하지만 감지기 어딘가 끊어질 듯 말 듯 겨우 전선이 붙어있는 수준이기 때문입니다. 더 자세한 진단을 위해 해당 중계기에서 통전테스트와 전압측정을 먼저 진행해야 합니다.

수신기에는 감지기 A 단선신호가 떠있지만 빨강 파랑 선이 A 인지 초록 흰색 선이 A 인지 육안으로는 구분하기가 힘듭니다.

통전테스트를 진행하니 빨강 파랑 선으로 되어있는 감지기가 통전불량으로 부저가 울리지 않고 있었습니다. 중계기에는 미세하게 불이 깜빡거리고 있었지만 회로시험기는 단선으로 인식하고 있는 걸 알 수 있습니다. 그리고 이제 한가지 알수 있습니다. 빨강 파랑으로 연결되어 있는 선이 감지기 A 라인이 됩니다.

감지기 말단지점

감지기 출발지점

이제 감지기 A라인을 알게 되었으니 전압을 측정해 보겠습니다. 그런데 출발점에서 측정된 전압은 22V가 나왔습니다. 그리고 말단부(종단저항이 있는 곳)는 2.8V가 나왔습니다. 이것은 확실히 중계기 고장으로 보기가 힘들다는 결론이 나옵니다. 만약 중계기 고장이었다면 시작부터 매우 낮은 전압이 측정되었을 것입니다.

감지기의 결선은 송배선식입니다. 연결은 병렬연결이지만 단선을 쉽게 찾기 위해 갔다가 되돌아오는 직렬과 비슷한 연결로 이루어져 있습니다.

따라서 22V가 출발을 했으면 적어도 19~22V는 되돌아와야 정상입니다. 직류에서는 전류가 일정하고 전압이 일정하지 않기 때문입니다. 그런데 22V가 출발하여 2.8V가 되돌아왔다는 것은 어디선가 급격한 전압강하가 이루어졌다는 걸 알 수 있습니다.

이제 도면을 펼치고 수백 개에 달하는 감지기 중의 하나를 찾아야 합니다. 만약 도면이 없다면 중계기에서 가장 가까운 감지기를 찾아나가야 하므로 시간이 꽤나 걸릴것입니다.

감지기 라인 이해하기

감지기의 결선은 병렬방식이다. 만약 감지기가 직렬이라면 감지기가 개별적으로 작동할 수가 없다. 하지만 직렬로 이해하면 쉬워진다. 그 이유는 루프형식으로 갔다가 다시 되돌아오는 송배선식 결선방식으로 이루어져 있기 때문이다. 따라서 직렬로 이해하면 작업이 편해진다.

종단저항이 있는 이유는 만약 종단저항이 없다면 회로가 끊어진 상태가 되어 루프회로를 만들 수 없게 된다. 종단저항을 통해 감지기 라인이 루프회로가 형성이 되어 전류가 흐르게 되고 감지기가 단선되었을 때 수신기로 신호를 보내 단선여부를 알 수 있게 된다. (종단저항은 10KΩ 사용 )

반토막 내기

도면을 펼치고 출발지점과 되돌아오는 지점을 찾아서 반토막을 내며 찾아나간다면 어느 지점에서 분명 2.8V가 측정 될 것입니다. 분명 중계기에서 가장 가까운 곳에 있는 감지기가 출발 또는 되돌아 오는 감지기가 될 것이니 감지기를 뜯어서 전선이 빨간색과 파란색이면 양단을 찍어 직류전압을 측정해 보는 것입니다.

노란색으로 표시된 부분이 SVP판넬 중계기 71번이 있는 곳입니다. 이곳에서 출발을 해서 A B 감지기가 번갈아 가며 엄청나게 넓은 지역을 한 바퀴 돌아 되돌아온 것입니다. 족히 80개는 넘어 보입니다.

이제 출발지점과 도착지점을 찾아야 합니다. 감지기는 번갈아가며 A B로 구성되어 있으니 하나를 뜯어서 색깔을 보고 만약 흰색과 초록색이 나온다면 그다음 감지기가 단선되어 있는 빨강 파랑 감지기 라인 일 것입니다.

SVP 판넬 주변에 있는 감지기를 열어 전압측정을 시작합니다. 그러면 위사진과 같이 출발지점과 도착지점을 찾을 수 있습니다.

이제 반토막씩 내어 측정을 시작합니다. 분명 어느 지점에서 22V가 끊기고 2.8V전압이 측정되는 곳이 반드시 나오게 되어 있습니다.

반토막씩 내면서 측정을 하다 보니 끝지점에 다다랐을 무렵 2.8V가 측정되는 감지기를 발견했습니다. 이해를 돕기 위해 많은 곳을 측정하게끔 작성되었지만 사실은 3군데 정도만 측정하고 찾았습니다. 그곳을 기점으로 다시 반토막을 내면 22V와 2.8V 사이의 감지기를 발견하게 됩니다.

반토막씩 내면서 측정결과 2.8V와 22V의 지점을 찾았습니다. 실제 감지기 위치와 도면의 위치는 차이가 거의 없으므로 천천히 잘 따라만 가면 감지기 위치는 아주 쉽게 찾을 수 있습니다.

이제 문제가 되는 라인을 육안으로 점검을 해보겠습니다. 오랜 시간 누수로 인한 감지기 라인 접합부가 부식이 되어 끊어지기 직전 상태였습니다. 거기다 누수로 인해 감지기를 떼어내고 전선만 연결해 놓았던 것입니다. 이렇게 하면 당장에 고장신호는 없앨 수 있지만 감지기가 없는 상태여서 화재감지를 할 수가 없습니다.

감지기를 재 설치하고 나니 이제 중계기 전원의 불빛이 정상 불빛으로 돌아온 걸 확인할 수 있습니다.

글을 마치며,

화재감지기는 송배선식 방식에서 단선이 되면 모든 부분이 작동불능상태에 빠질 수 있습니다. 따라서 만약 화재가 발생했을 때 멀쩡한 감지기라 하더라도 정상 작동하지 못하여 초기대처를 하지 못하게 됩니다.

감지기는 분명 출발지점이 있고 끝나는 지점이 있습니다. 단선신호가 떴을 때, 도면과 회로시험기를 통해 효율적으로 찾아나가는 방법을 미리 숙지하시어 업무에 도움 되시길 바랍니다.

이상으로 글을 마치겠습니다 감사합니다.

변압기 용량산정(수용률, 부등률,부하율 10분만에 이해하기)

시스매틱 전기실무 — Fri, 21 Jun 2024 11:49:35 +0900

수용률, 부등률, 부하율, 효율 등등 이론과 실기공부를 하면 제법 많이 보게 되는 용어입니다. 저 또한 수용률은 최대전력을 설비용량으로 나눈다로 외우지 않고 그냥 "최설" 두 단어로 외운 기억이 납니다. 어쨌든 자격증 시험은 맞추기만 하면 그만이기 때문입니다.

하지만 현장에서 직접 일을 하게 되면 전기선임자가 관리하는 변압기의 용량이 어떻게 설계되었는지 알 필요가 있습니다. 최초로 변압기 용량을 산정할 때 수용률과 효율 역률 부하율 등등 많은 부분을 고려해야만 합니다. 변압기를 실제로 가동하지 않은 상태에서 설계를 해야 하니 실무에서는 더욱 신중해야 할 것입니다..

수용률 이해하기
부하율 이해하기
부등율 이해하기
변압기용량산정(KVA or KW)

수용률 이해하기

수용률 은 최대수용전력을 설비용량으로 나눈 값입니다. 이렇게 설명하면 그저 이론 객관식 문제 밖에 되질 않습니다. 그래서 간단하게 지하철로 비교를 해보겠습니다.

지하철 공사를 할려고 합니다. 최대탑승인원 1500명인 지하철이 운행을 하면 아침 점심 저녁 시간마다 탑승하는 이용객이 다르게 됩니다. 여기서 사람이 가장 많이 탑승하는 저녁시간대에 1200명이 탑승하고 아침에는 약 900명 점심때는 500명이 탑승한다고 가정했을 때 여기서 최대탑승인원은 1200명이 됩니다.

이제 수용률을 알수가 있습니다. 탑승인원이 1500명인 지하철에 최대탑승객이 1200명 이탄 다면 수용률은 80% 즉 , 지하철의 수용률은 80%가 되는 것입니다.

문제는 수용률이 80%로 계속된다고 설계된다면 200명이나 지하철을 타지 않으니 설비에 과투자가 발생한 것입니다. 굳이 타지도 않을 200명이나 되는 자리를 만들었기 때문에 비용을 더 지불하고 지하철을 공사하게 된 셈입니다.

물론 수용률이 100%가 될순 없습니다. 하지만 어떠한 설비를 공사할 때 가장 중요한 건 돈입니다. 최소한의 금액으로 최대한의 이익을 뽑아내는 게 모든 산업의 꿈일 것입니다.

따라서 수용률을 계산하는건 설계단계에서 최대수요를 예측하고 안전성, 신뢰성 미래의 불확실성등 정말 다양하게 고려해야 할 것입니다. 당장에 수용률이 50%가 나온다 하더라도 앞으로의 인구밀집도 예상과 인구대비 동일한 지역에 있는 지하철 등을 사례로 삼아 다양한 분석을 통해 수용률을 계산할 것입니다.

설비의 수용률이 높고 낮음은 무슨 차이가 있을까

수용률이 높으면 더 많은 부하를 처리할 수가 있다.따라서 시설 투자대비 높은 효율을 낼 수 있다는 장점이 있다. 하지만 수용률이 높다는 건 변압기의 초기비용이 높아질 우려가 있다. 많은 부하를 처리하려면 그만큼을 견딜 수 있는 변압기가 필요하기 때문이다.

반대로 수용률이 낮으면 초기 투자비용을 낮게 할수있다. 하지만 미래적으로 볼 때 더 많은 부하가 사용될 수 있고 더구나 AI 시대에 전기수요가 폭증할 우려가 있으므로 향후에 더 큰 설비투자가 이루어질 수 있다.

간혹 가다 뉴스에서 매년 적자를 보고 있는 지하철을 보게 되는데 원치 않았겠지만 이용객 대비 수용률을 과하게 설계하지 않았나 생각해 봅니다.

변압기도 마찬가지 입니다. 아침 점심 저녁 시간대 중에 가장 많이 사용되는 전력을 설비용량으로 나누면 수용률을 알 수 있습니다. 해당 건물에 변압기를 설치하기 전에 상가면 비슷한 상가아파트면 비슷한 아파트 등등 인구대비 동일한 설비를 갖춘 변압기와 여러 가지 요건을 고려하여 수용률을 계산할 것입니다.

지하철은 사람을 수용하는 것처럼 변압기는 다수의 수용가 또는 단독수용가가 이용하게 되는 최대전기사용량을 감당해야 합니다. 즉 수용률 계산은 설계단계에서 최대 수요를 예측하고 안정성과 신뢰성을 확보하며 미래의 불확실성에 대비하기 위함입니다.

수용률과 이용률은 같으면서도 다르다

수용률은 최대예상전력수요와 설비용량간의 비율로서 설계단계에서 미래의 최대전력수요를 예측하는 데 사용된다. 즉 아직 설치되지 않은 설비용량을 미리 설계하는 단계가 된다.

이용률은 설비용량 대비 현재 사용중인 부하의 비를 나타낸다. 전기안전관리자를 최대이용률이 예상되는 시간에 실시간으로 이용률을 확인하여 전기수요의 패턴을 분석하고 조치할 수 있다.

수용률은 단독수용가 변압기용량계산에 적용된다

수용률은 단독 수용가에 적용된다. 한개의 변압기로 다수의 수용가를 이용한다면 부등률이 적용되어야 하기 때문이다. 수용률은 단독변압기만 사용하는 대형공장, 산업시설, 병원 등과 같이 한 개의 건물에 단독으로 설치된 변압기에 적용된다. 공동주택 같은 경우 변압기 1~3대로 수십~수천 세대가 사용하므로 부등률을 적용해 변압기용량을 산정한다.

부하율

부하율은 "일정기간" 동안 전력사용량을 확인하는 값입니다. 부하율은 평균전력소비를 최대전력소비로 나눈 값인데 만약 부하율이 높다는 것은 최대전력소비가 낮아지고 평균전력소비가 높은것이 되므로 전력사용이 일정하게 유지되는 걸 알 수 있습니다.

반대로 부하율이 낮다는 것은 최대전력소비값이 높고 평균전력소비값이 낮아지니 전력소비의 변동이 큰 부하를 사용한다고 볼수 있겠습니다.

부하율이 무조건 높을수록 좋다 라고 말할 순 없습니다. 정확히 말하자면 높이기 위해 노력할 필요가 없는 것입니다. 설비에 무리가 가지 않는 선에서 최대전력수요를 조절하는 게 전기안전관리자의 업무일 것입니다. 부하율이 높아지면 그만큼 설비이용률이 높아지고 설비의 증설로 이어질 수 있습니다.

부하율은 수용률과 무엇이 다른가

부하율은 평균수용전력을 최대수용전력으로 나눈값이고 수용률은 최대수용전력을 설비용량으로 나눈 것이다. 비슷해 보이지만 엄연히 다른 값이다.

최대수용전력은 변압기용량으로 본다. 부하율은 평균적으로 사용되는 양을 변압기가 얼마나 감당할 수 있느냐를 보는 값이고 수용률은 설치되어 있는 설비들을 변압기가 얼마나 감당할 수 있느냐의 차이가 있다

부등율

부등률은 각 수용가의 최대전력의 합을 합성최대수용전력으로 나눈 값입니다. 글로만 보면 무슨 말인지 이해가 하나도 가지 않습니다. 사진으로 설명을 해보겠습니다.

부등률이란 다수의 수용가 변압기용량을 구할 때 필요합니다. 왜냐하면 집집마다 최대전력을 사용시간대가 다르기 때문입니다. 최대전력을 사용하는 시간대가 서로 다른 정도를 나타낸다고 정의할 수 있겠습니다.

A집 같은 경우 점심시간에 최대수요전력을 나타내고 있고 B집 같은 경우는 저녁시간에 최대수요전력을 나타내고 있습니다. 이 둘의 합이 부등률 공식의 분모에 해당하는 합성최대수용전력이 됩니다.

A집 B집

아침부하를 더하면 600kw + 500kw로 1100kw

점심부하를 더하면 1200kw + 300kw로 1500kw

저녁부하를 더하면 800kw + 1000kw로 1800kw가 됩니다.

여기서 가장 높은 부하를 사용 중인 건 저녁부하로 1800kw가 되고 이것은 부등률의 분자에 해당되는 각 개 최대수용전력의 합계가 되는 것입니다.

이제 부등률이 무엇을 의미하는지 알 수 있습니다. 집집마다 다른 시간대에 최대로 사용한 전력을 같은시간대에 사용한 전력으로 나누어 주는 값이라는 것입니다. 여기서 핵심은 최대수요전력이란것을 알수 있습니다.

따라서 부등율이 높다는 의미는 A 집과 B집이 같은 시대에 최대수요전력을 발생시키지 않게 됩니다. A집은 점심때 최대전력을 내고 B집은 저녁에 최대전력을 내므로 변압기의 과부하로 인한 문제를 줄일 수 있습니다. 변압기의 과부하를 줄일 수 있다면 설비의 과투자를 줄이는 비용절감이라는 장점이 있습니다.

부등률이 높거나 낮을 때의 특징

반대로 안 좋은 점도 있습니다. 각 시간마다 최대전력을 사용하는 게 다르니 변압기 과부하는 막을 수 있겠지만 설비의 이용률이 낮아지게 됩니다. 예를 들어 같은 시간대에 최대전력을 내는 패턴을 형성한다면 전기선임자는 에너지를 좀 더 효율적으로 사용할 수 있겠지만, A B두 집이 각각 다르게 최대전력을 낸다면 부하의 불규칙한 변동성을 만들게 되고 전력품질 저하로 인한 설비유지보수의 어려움, 전압강하, 전력손실이 발생할 수 있는 것입니다.

변압기용량산정 KVA

이제 변압기용량을 산정할수 있습니다. 변압기용량 산정은 실기시험에도 아주 잘 나오는 문제입니다. 하지만 실기시험과는 별개로 수용률과 부등률의 차이를 설명하고자 합니다. 시험에서는 보통 부등률을 필수로 곱해주는 문제가 대부분일 것입니다.

앞서 부등률이란 각개의 최대수요전력의 합이 들어갑니다. 이것은 소수의 변압기를 여러 세대에서 사용하고 요금도 따로 부과하게 되는 것입니다.

따라서 다수의 수용가 변압기용량을 산정할 땐 부등률이 포함되는 것입니다.

다수의 수용 가는 공동주택과 일반주택과 같이 전기를 사용하는 세대가 제각각인 경우를 말하고 단독수용 가는 공장 병원 물류센터와 같이 건물 내에 개별적으로 사용가능한 변압기를 포함하는 경우가 되겠습니다.

변압기용량(KVA) 에서 역률을 나눠주는 이유

변압기용량은 보통 피상전력으로 나타낸다. (현장마다 다름) 하지만 공식에는 수용설비용량인 유효전력이 들어간다. 따라서 역률을 나눠줌으로써 피상전력으로 구할 수 있게 된다.

글을 마치며,

사실 변압기용량을 구하는 건 전기안전관리자가 할 일은 아닙니다. 전기안전관리자는 이미 설치되어 있는 설비를 관리하는 일을 하기 때문입니다. 하지만 그렇다고 해서 수용률 부등률 부하율 변압기용량 산정과 같은 용어들을 몰라서도 안됩니다. 당장 업무에 쓸모없어 보이는 지식이라 할지라도 언젠가 함께 연결이 되어 시너지가 폭발하는 순간이 오기마련이므로 다양한 관련지식을 익히는 습관을 들여보시기 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

자동절체스위치(ATS) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Tue, 13 Feb 2024 14:43:43 +0900

시설물에 정전이 되면 빠르게 비상발전기를 가동해야 합니다. 엘레베이터 내에 사람이 있을 수도 있고 , 한 밤중 가로등이 소등되어 사고가 발생할 수도 있기 때문입니다. 하지만 사람이 직접 정전을 확인하고 비상발전기를 가동하는 데까지 10분 이상의 시간이 걸리므로 정전이 되는 즉시 비상발전기가 가동되어야 합니다.

자동절체스위치는 정전을 빠르게 감지하여 비상발전전원을 공급하게 해주는 중요하는 역할을 하므로 작동원리는 간단하지만 반드시 알고가야할 설비가 되겠습니다.

자동절체스위치(ATS) 란
자동절체스위치(ATS) 의 이해 및 도면분석

자동절체스위치(ATS) 란

자동절체 스위치는 Automatic Transfer Switch의 약자이며 자동으로 변환하는 스위치라 해석됩니다. 아래사진 ATS의 현장 사진입니다. 전기기사 공부를 할 때의 도면기호와는 완전히 다르게 생겼습니다. 현재상태는 위로 붙어 있어 상용전원을 받고 정전 시 아래로 붙어 비상전원을 공급받습니다..

도면을 분석하기 전에 ATS 를 찾아보세요 극수와 ATS에 무엇이 연결되어 있는지 대충 훑어보는 시간을 가져보시기 바랍니다. 수전용량이 1500kw 밖에 안되므로 도면이 그렇게 복잡하지 않습니다.

가로등과 공용부펌프 ATS 도면

자동절체스위치(ATS)의 이해 및 도면분석

아래 도면에서 빨간색으로 표시된 부분이 자동절체스위치의 기호입니다. 두 개의 방향으로 회로가 연결될 수 있게끔 되어 있으며, A는 한전전원을 받는 상용전원이며 , B는 수변전실 내에 있는 비상발전기의 전원입니다.

자동절체스위치(ATS)는 현재 근무 중인 곳을 기준으로 하면 가로등 전용, 급수펌프 ,정화조 펌프 전용 , 지하주차장, 복도, E/V 와 같이 반드시 사용해야 하는 설비로 구성되어 있습니다.

세대 내까지 공급을 하면 좋겠지만 , 그렇게 되면 비상발전기의 용량이 굉장히 커야 하며 이것은 천문학적인 비용이 발생합니다. 따라서 정전으로 인해 발생하는 비상전원은 반드시 필요한 만큼만 공급되도록 설계되어 있습니다.

공용부 ATS

한전 전원과 비상발전 전원

자동절체스위치 가로등 단상 2선식

위사진은 가로등 ATS이다. 도면과 기기의 극 수는 3극을 나타내지만 실사용되는 방식은 220V 단상 2 선식이다. R상을 하트선으로 사용하고 T상을 N극을 연결하여 220V를 사용하고 있는 것이다. 정전 시 자동절체스위치는 아래로 붙게 되며, 비상발전기의 전원을 받아 가로등에 220V의 전원을 공급한다.

자동절체스위치 3상 4선식

3상 4 선식으로 이루어진 ATS이다. 급수펌프와 정화조 펌프 작동을 위해 3상 전력을 공급하고 릴레이와 같은 부속기기들을 작동시키기 위해 R상과 N상을 분기시켜 220V의 전원을 받고 있다.

연결상태 및 투입레버

자동절체스위치가 자동으로 전환되지 않을 때, 수동을 투입하기 위한 레버이다. 비상발전기가 가동하면 파란색 부분이 점등된다.

누전경보기

누전경보기는 비상발전 전원을 받는 공급라인에 만약 누전이 발생하여 화재나 감전사고가 발생할 수 있으므로 각 라인마다 ZCT(영상변류기)를 설치하여 누전을 점검할 수 있다. 5 CCT는 누전경보기의 경계전로가 아닌 도면 내에서 사용되는 경계전로를 나타낸다.

누전경보기에 대한 더 자세한 사항은 여기를 참고해 주세요

글을 마치며,

오늘은 이렇게 자동절체스위치(ATS)에 대해서 알아보았습니다. 항상 지식을 눈으로만 기억하지 마시고 직접 설명해 보는 시간을 가져보시길 바랍니다. 설명할 수 없으면 그건 지식이 아닌 단기기억이기 때문입니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

전기안전관리자의 전기직무고시 준비하기

시스매틱 전기실무 — Tue, 6 Feb 2024 16:08:54 +0900

한국전기안전공사와 일정을 잡은 후 전기직무고시를 진행하였습니다. 정전부터 복전까지 모두 전기안전관리자가 진행해야 하며, 전기안전공사에서는 옆에서 설명을 해줍니다. 예전엔 모든 작업을 전기안전공사에서 다 진행했다고 합니다. 그러나 정전을 하고 복전시 통신장비나 저압설비들 고장이 자주 발생하다 보니 전기안전공사에서 새로운 규정을 만든 게 아닐까 합니다.

법적으로 수용가의 설비를 점검하기 위해 정전을 하는 것인데 복전만 하면 이리저리 고장이 터지니 그 모든것을 전기안전공사에서 책임지는 건 어불성설이 아닐까 합니다. 따라서 전기안전관리자가 더 많이 공부를 해야 하고 알아야 할 것도 많아졌음을 의미합니다.

아래의 산업통상자원부의 전기안전관리자의 직무 자료를 한번 읽어보시는것도 도움이 될 것입니다.

전기안전관리자의 직무.hwp

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전기안전공사의 방문전 체크사항
세대 내 점검방법
세대 방문없이 점검하기

전기안전공사 방문전 체크사항

전기안전공사와 직무고시대행업체

직무고시를 하기위해선 서류작성을 해야 합니다. 서류작성을 하기 위해선 고압설비를 측정할 장비가 필요합니다. 문제는 장비가격이 많게는 2천만 원까지 호가합니다. 따라서 약 100~200만 원선에서 점검을 해주는 직무고시대행업체가 대부분의 서류 작업을 진행해 줍니다.

그렇다고 직무고시대행업체가 모든 걸 해주진 않습니다. 기본적으로 정전시 전기안전관리자가 모든걸 판단해야 합니다. 정전 동안 수도공급, 엘레베이터 가동, 비상발전기 가동 , 저압설비 차단 같은 하나부터 열까지 모두 전기안전관리자가 판단을 해서 진행하도록 개정되었기 때문입니다. 물론 안전공사 직원마다 각자 다를 수도 있겠지만 적어도 제가 근무 중인 수전설비는 그렇게 진행을 했다는 점을 고려하겠습니다.

약전류설비는 중계기파워 , 인터넷 통신장비 , 출입문제어 같은 직류전원을 사용하는 설비들이며 , 10년 이상된 설비는 반드시 전원을 차단해놓는다. 전원이 복전 될 때 내부의 파워가 고장나는 경우가 많다.(실제 300만원 가량 피해)

ACB 는 차단 후 고착으로 인해 복전이 되지 않는 경우가 많으므로 ACB 차단이 아닌 ACB 후단에 있는 MCCB 차단기를 차단하는것이 좋다. (ACB에 대한 궁금한점은 여기를 확인해주세요)

비상발전기 가동시 급수펌프와 엘레베이터는 작동하지 않는 편이 좋다. 엘레베이터는 비상발전기가 어떠한 사고로 인해 가동이 중단되면 , 사람이 갇힐수 있으므로 엘레베이터는 정지시켜야 한다. 급수펌프 또한 펌프 고장이 우려되므로 가동을 중단한다.

안전모가 없을 시 전기안전공사에서는 수변전실 출입을 못하게 한다. 또한 정전 후 퓨즈는 절연봉으로 직접 차단해야 하므로 절연장갑이 있어야 한다.

[붙임] 공동주택 정전 안내문.docx

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정전 2주전 게시물 공고를 해야하며, 정전 30분전 방송을 진행해야 한다. 정전은 곧 재난이 될수 있기에 인명피해가 발생할 수 있기 때문이다.

세대 내 점검방법

세대점검을 하기 위해선 아래의 양식이 필요합니다. 하지만 세대 내에 들어가 측정을 하기란 여간 번거로운 일이 아닙니다. 문을 열어주지 않거나, 만약 메거테스터기로 세대내의 차단기에 500V 를 인가했을 때 약전류 설비가 고장나는 사례도 종종 있기 때문입니다.

메거테스터기 사용방법 5분 만에 이해하기

메거테스터기 사용방법 5분만에 이해하기

전기기사로 일을 하다 보면 누전으로 인한 민원을 종종 받습니다. 하지만 메거테스터기를 쓰는 것보다 일반 가정집 같은 경우 가전제품 자체에서 누전이 나는 경우가 많아 메거를 쓸 일이 별로

yong1704.tistory.com

실제로 방문을 해서 메거테스터기로 측정을 한 뒤에 리모콘 전용 스위치가 고장이나 변상해 준 적도 있었습니다. 하지만 세대점검을 하면 아무래도 전기화재에 대한 위험을 좀 더 확인하기 쉽기 때문에 세대방문을 희망하는 세대만 점검을 해주시면 됩니다.

세대점검양식.pdf

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세대 내에서 점검할 수 있는 건 사실 그렇게 많지 않습니다. 전기안전관리법으로 하면 30분 이상 걸릴 만큼 시간이 오래 걸립니다. 하지만 그 어떤 세대원도 내 집에 낯선 사람이 와서 오랜 시간 점검만 하는 걸 좋아할 리가 없습니다. 따라서 콘센트 탄화 흔적과 노후 멀티탭, 차단기 상태만 점검하고 끝내는 게 좋습니다.

메거테스터기는 웬만하면 측정하지 않는 추세입니다. 처음에는 메기를 사용했으나 가전제품이나 리모컨 스위치에 무리가 가 변상을 해준 경우가 더러 있었기 때문입니다. 따라서 메가 테스트는 사용하지 않고 누전차단기 작동유무로 점검을 대체하였습니다.

노후 부품교체를 권해도 시정조치하는 경우는 드뭅니다. 하지만 전기안전관리자로써 누전이나 화재의 위험을 강하게 안내하면 대부분 교체를 하는 모습이었습니다.

모든 세대를 다 일일이 점검하면 전기화재를 예방하는데 좋겠지만 시간도 오래 걸리고, 문을 열어주지 않는 세대주분들도 많습니다. 그래서 세대밖에 계량기에서 누설전류를 점검하는 방법이 있습니다. 이 방법 같은 경우 전기안전공사에서 수긍을 할지 의문이 들었으나 별말 없이 넘어간 것을 보니 세대밖에서 점검을 해도 무방하다고 생각합니다.

세대 방문 없이 점검하기

세대 내 출입이 불가한 경우 세대밖 계량기에서 누설전류를 점검할 수 있습니다. 여기서 한 가지 알아야 될 사실은 일반 누설전류계가 아닌 저항성 누설전류계를 사용해야 한다는 점입니다. 그 이유는 간단하게 설명하면 저항성 누설전류가 위험하기 때문입니다.

저항성 누설전류는 감전이나 화재를 발생시킵니다. 콘센트에 먼지가 쌓여 불이 나는 것도 저항이 올라갔기 때문이고 물기가 없을 땐 장갑을 끼고 활선을 만지면 감전이 되지 않지만 땀으로 인해 감전이 되는 것도 인체저항이 낮아졌기 때문입니다.

아래의 누설전류계는 업체에서 추천해 준 누설전류계 입니다. 전기안전공사에서는 아래의 측정기로 측정한 누설전류에 대해 별말을 하지 않았지만, 해당 누설전류계는 저항성과 용량성의 백터합을 측정한 누설전류계로 저항성 누설전류계가 아닙니다.

멀티 M 104 + 누설전류계

제조사에 문의한 결과 업체에서 추천해준 누설전류계는 저항성 누설전류계는 아니었습니다. 저항성과 용량성의 백터합의 값인 일반 누설전류계인 것을 확인했고, 다시 재구매 예정입니다. 다행히 안전공사에서 별말 없이 넘어갔습니다. 하지만 지적을 받으면 충분히 받을 수 있으니 누설전류계를 구입 시 참고하시기 바랍니다.

저항성 누설전류계리스트

저항성누설전류계 LIST .pdf

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제네오 320 저항성누설전류계

저항성 누설전류계는 주로 제네오 320 제품이 가장 사용되고 있으며, 이 제품 같은 경우 150만 원 상당의 가격이 형성되어 있다.

측정방법

세대 밖 계량기의 후단 단상 2 선식 두 선에 사진처럼 후크를 걸어주고 측정되는 값을 별도 양식에 기록해 주면 된다. 만약 저항성 누설전류가 1mA 가 초과 할시 별도로 기입해 두고 해당 세대에 방문하여 접지콘센트 사용여부와 누전차단기, 비접지콘센트로 가전제품을 사용하지 않는지 점검해야 한다.

한국전기설비규정에 의하면 저항성누설전류가 1mA 이하이면 그 전로의 절연성능은 적합하다고 본다고 되어 있다

세대직무고시 누설전류.xlsx

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글을 마치며,

직무고시는 대부분 대행업체에 맡깁니다. 하지만 그렇다고 해서 모든 부분을 대행업체가 해주진 않습니다. 전기안전공사는 방문 후 전기선임자에게 여러 가지를 물어봅니다. 설비들의 위치부터 계전기의 상태가 원래 이랬는지부터 각종 설비들의 설정값들도 심심치 않게 물어봅니다.

물론 안전공사 직원마다 다르겠지만, 방문하는 모든 업체들은 대부분 전기선임자에게 소방 기계 전기 등에 대한 많은 것을 물어봅니다. 그럴 때마다 모른다고 말하는 것도 한두 번이기 때문에 평소에 설비들을 관심 있게 보고 원리를 익혀놓는다면 자연스럽게 연봉은 높아져 있을 것입니다.

직무고시에 필요한 그 이외의 자료들은 하단에 첨부해 놓을 테니 참고해 보시기 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

전자접촉기(MC) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sun, 10 Dec 2023 11:40:20 +0900

방에 전등을 켜고 끌 때 스위치를 사용합니다. 하지만 공장이나 도로에 있는 가로등처럼 소비전력이 높은 전등을 한 번에 키면 스위치는 타버리거나 고장이 납니다. 또한 물을 공급하는 급수펌프를 차단기로 온 오프 하면 차단기가 트립되거나 불이 날 수 있습니다.

이처럼 전기가 서로 연결될 때, 부하의용량이 크면 클수록 강한 에너지가 발생합니다. 전자접촉기는 그 강한 에너지를 버텨줌으로써 전기설비의 수명을 연장시키는 중요한 역할을 합니다. 전자접촉기(MC)에 관한 설명을 글을 천천히 읽고 이해해 보시기 바랍니다.

마그네틱 콘텍터(MC)
전자접촉기(MC)의 구조와 작동방식
자기유지회로의 이해

(M)마그네틱 (C)콘텍터

위 사진을 보면 알겠지만 대전류를 사용하는 모터와 수십 개의 가로등점등 회로에는 전자접촉기 가 반드시 들어갑니다. 시퀀스 회로에 따라 자동제어가 되는 방식이며, MC 가 있음으로 해서 기기를 보호할 수 있고 굳이 사람이 설비를 제어할 필요가 없습니다.

전자접촉기(MC)의 구조와 작동방식

전자접촉기(MC)는 전자석의 원리를 이용합니다. 사람이 감전되면 전선에서 손을 떼지 못하는 이유는 도체에 전류가 흐르면 자기장이 발생하는 앙페르의 오른손법칙 때문입니다. 즉 철덩어리나 구리전선처럼 전류가 잘 흐르는 도체는 전류가 흐르기 시작하면 자석으로 돌변한다는 것이 됩니다.

MC는 작동전압이 220V입니다. 이 말은 MC의 접촉과 떨어짐이 380V 아닌 220V로 제어된다는 것입니다. 만약 380V로 하게 되면 단자를 하나 더 만들어야 합니다. 이것은 곳 가격상승으로 이어 지기 때문입니다. 따라서 작동전압을 220V 인가해 주면 220V/380V의 부하를 자동/수동 제어 할 수 있게 됩니다.

220V의 전원이 인가되면, 코일에 자기장이 발생하고 그 코일이 감싸고 있는 두 개의 철덩어리 들은 언제 그랬냐는 듯 자석으로 돌변하여 서로가 붙게 되는 것입니다. 코일을 잘 보시면 위아래의 철덩어리를 반반식 나눠서 감싸고 있습니다. 위아래 철덩어리에게 골고루 전류가 전해져야 서로 자석이 되어 붙기 때문입니다.

위사진을 보면 코일이 약 반반씩 위아래의 철덩어리들을 감싸고 있는 걸 알 수 있습니다. 코일에 전원이 인가되면 철덩어리는 자기장이 형성되어 서로가 자석이 됩니다. 모터를 기동 하거나 지하주차장같이 큰 공간의 환기팬의 가동버튼을 누르면 위아래의 철덩어리가 붙어 부하가 작동됩니다.

전자석의 원리 (앙페르의 오른손법칙)

철심에 코일을 감고 전류를 흘리면 철심이 자석이 되는 원리다. 전자접촉기(MC)는 철심에 코일을 감아놓고 전류를 흘리는 앙페르의 오른손 법칙과 같은 원리이다.

철덩어리는 왜 여러개의 층으로 조립되어 있을까

사진을 자세히 보면 철덩어리들이 여러 장 겹쳐서 붙어있는 걸 알 수 있다. 만약 철덩어리가 하나의 덩어리로 되어있다면 와류손이 발생하기 때문이다. 와류손이란 철심에 자속이 발생하면 당연히 전류가 흐르게 되는데 이때 전류에 의해 발생하는 손실을 말한다.

와류손은 성층 두께의 제곱에 비례한다. 철덩어리의 두께가 두꺼울수록 와류손이 심해지기 때문에 철을 성층 하게 된다. (성층 : 여러 개의 층을 형성)

와류손의 해결방법은 주파수를 조정할 수도 없고 자속밀도 도전율도 조정할 수 없으므로 두께가 얇은 철판을 성층 하는 것이다.

자기유지회로(보조접점)의 이해

이번엔 MC 옆에 붙어있는 알 수 없는 단자를 설명해 보겠습니다. 일반 차단기 같은 경우 이해가 쉽습니다. 입력 측과 부하 측이 위아래로 나뉘어 있기 때문입니다. 하지만 전자접촉기(MC) 는 작동전압 측 , 입력 측 , 부하측 , 그리고 자기 유지회로 측이 있으므로 처음 보면 정말 헷갈립니다.

자기 유지회로는 말그대로 MC가 붙은상태냐 떨어진 상태냐 를 유지시켜주는 회로 입니다. 만약 a 접점에 연결되어 있다면 모터를 가동시켜도 계속 붙어있는 상태를 유지시켜줍니다. 반대로 b 접점에 회로가 연결되어 있다면 모터가 가동되지 않도록 계속 떨어져 있는 상태를 유지 시켜 줍니다.

시퀀스 회로를 보면 이해가 더 쉽습니다. 아래의 시퀀스는 자기유지 회로 a 접점이 연결되어 있습니다. 만약 자기유지 회로가 없다면 푸시버튼을 누르고 있어야지만 MC 가 붙게 되고 전등에 불이 들어올 것입니다. 하지만 자기 유지회로 a접점이 있음으로써 푸시버튼을 눌렀다 손을 때도 MC 는 계속 붙어있게 되며 전등에 불은 계속 들어오게 됩니다.

이번엔 자기 유지회로 b 접점을 연결해보겠습니다. 자기유지회로 b 접점을 연결하는 이유는 정해진 시간동안 작동을 시키고 다시 가동을 중지시켜야 하는 경우에 연결됩니다. 가로등은 밤에만 켜야하고 아침에는 꺼져야 합니다. 아침에 되어 사람이 끌 수 없으니 자기유지 회로 b 접점을 작동시켜 강제로 가로등을 소등하게 되는 것입니다.

자기유지회로 내부

a접점과 b접점이 함께 연결되어 하나가 붙게 되면 하나는 떨어지게 된다. 이로써 원하는 설비를 원하는 시간만 큼 작동시키고 끄고를 자동제어할 수 있는 것이다.

글을 마치며,

전자접촉기는 구하기 쉬운 부품이므로 , 직접회로를 연결해 보는 시간을 가져보신다면 간단한 타이머회로 정도는 아주 쉽게 이해할 수 있을 것입니다. 꼭 그러한 시간을 가져보시길 바라며 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

앙페르의 오른손법칙 5분만에 이해하기

뉴스에서 흔히 감전사고를 종종 접하곤 합니다. 감전이 됐을 때 도체로부터 몸을 떼어내면 되는데 자기장의 힘으로 인해 그러지 못합니다. 즉 전기가 흐른다는 건 자기장(자석의 힘)이 발생한다

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전등 스위치결선도 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Mon, 27 Nov 2023 15:01:45 +0900

전등 스위치 결선도는 원리만 알면 아주 쉽지만, 처음 접하면 여러 개의 전선들로 혼란스럽기 마련입니다. 이번엔 시간엔 전등 스위치의 결선도를 배워보고 가능하면 내 집 스위치를 직접 바꿔보시면 더 좋을 것 같습니다.

1구2구 3구 4구 스위치 배선이해

1구 2구 스위치 배선이해

전등 차단기

우선 스위치의 배선을 이해하기 전에 차단기의 배선을 보고 가야합니다. 빨간색 선과 흰색 선이 두 가닥이 전등차단기에 연결됩니다. 여기서 빨간 선인 핫라인은 전류를 보내주는 선이며 흰색선은 보내준 전류가 되돌아오는 선입니다. 여기서 보내주는 전선인 핫라인이 스위치로 갑니다.

1구 스위치

1구 스위치의 배선입니다. 가장 설치하기도 쉽고 이해하기도 쉽습니다. 1구 스위치를 이해해야 4구 까지 쉽게 이해할 수 있습니다. 사진을 보시면 빨간색 선과 노란 선이 보입니다. 여기서 빨간색 선은 차단기에서 다이렉트로 온 선이므로 활선상태입니다. 그리고 노란색 선은 차단기에서 온 것이 아닌 전등에서 온 선이 됩니다.

결선도를 보면 더 쉽게 이해할 수 있습니다.

2구 스위치

다음은 2구 스위치 입니다. 그런데 2구 스위치에서도 빨간색 선은 하나만 공급됩니다. 하지만 아래에 점프선을 연결해 빨간색 선이 공급하는 전류를 나눠 받고 있습니다. 이렇게 되면 위쪽 스위치와 아래쪽 스위치는 각각 다른 전등을 연결할 수 있고 따로따로 점등이 가능해집니다.

2구 스위치가 반복되면 3구 4구 스위치가 되는 것입니다. 여기서 핵심은 스위치의 배선은 무조건 1가닥의 핫라인 밖에 없다는 것이고 나머지는 모두 점프로 사용된다는 것입니다. 굳이 점프를 하지 않고 차단기에서 2가닥 4가닥을 가져와도 상관은 없지만 굳이 그렇게 자재비를 낭비할 필요가 없습니다.

3구 4구 스위치 배선이해

3구 스위치

3구 스위치 입니다. 빨간색 선이 하나인건 역시 변함이 없습니다. 빨간색 선에서 차례차례 아래로 점프를 해서 너도 나도 나눠 받는 방식으로 이루어져 있는 걸 볼 수 있습니다. 이렇게 되면 3개의 전등을 따로따로 점등을 할 수 있게 됩니다.

4구 스위치

다소 복잡해 보이는 4구 스위치 입니다. 하지만 선이 모조리 섞여도 차단기에서 바로 공급되는 빨간색 선만 찾을 수 있다면 아주 쉬워집니다. 여기서 차단기에서 공급되는 선이 빨간색이 아닌 다른 색상일 수도 있습니다. 하지만 차단기에서 공급하는 전선을 찾는 건 점프선이 어디에서 점프를 하는지만 보면 바로 찾을 수 있습니다.

공통점이 보인다

1구 2구 3구 4구 모든 스위치의 배선에서 공통점이 보인다. 바로 빨간색 선인 핫라인에서 모두 출발한다는 점이다. 따라서 스위치 배선은 차단기에서 공급된 핫라인 선만 찾으면 배선연결은 물론 어느 버튼에서 어디에 전등이 점등되는지 다 알수 있다.

따라서 점프선 제외 1구 스위치에는 2가닥의 선

2구 스위치에는 3가닥의 선

3구 스위치에는 4가닥의 선

4구 스위치에는 5가닥의 선이 있게 된다

단로스위치와 다른방식으로 점등되는 3로 스위치가 있습니다. 3로스위치에 대한 내용은 아래글을 참고해주시길 바랍니다.

3로 스위치 10분만에 이해하기

여기 사람이 있습니다. 지하로 내려가기 위해선 계단에 불을 켜야 합니다. 문제는 지하로 내려간 이후에 불을 꺼야 되는데 어떻게 해야 될까요? 오늘은 전등을 두 곳에서 켜고 끌 수 있는 3로 스

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글을 마치며,

작업을 할 때는 이론에서 배운게 갑자기 생각이 안 날 때가 많습니다. 또한 머리로는 이해를 했다 다른 작업자가 먼저 작업해 놓은 배선을 만져야 할 때도 있습니다. 그럴 때 빛을 발하는 건 직접 설명을 해보고 작업을 해본 경험이 가장 중요합니다. 머리로만 이해하지 마시고 스위치 배선을 한 번씩 뜯어보고 재조립해 보는 시간도 가져보시길 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

중성선(N) 대형사고 선입후절 이해하기

시스매틱 전기실무 — Tue, 14 Nov 2023 16:15:15 +0900

모든 시설물의 분전함 판넬은 조심히 다루어야 하지만, 특히 상업용 건물(상가, 병원 등)의 분전함은 특히 더 조심해야 합니다. 순간의 실수가 엄청난 피해보상과 타인의 생계와 생명을 위협할 수 있기 때문입니다.

그중 하나가 전기기술자들의 중성선 사고입니다. 이번시간에는 중성선이 어떤 역할을 하고 있으며 단순히 220V에 쓰이는 전선이 아니라 순간의 실수가 어떠한 원리로 큰 사고를 불러오는지 알아보겠습니다.

중성선은 선입후절
전압불평형

중성선은 선입후절

아래사진의 분전함 3상 4 선식 차단기를 보면 육안으로는 차단기를 그냥 올리고 내리는 것으로 밖에 알 수 없습니다. 하지만 차단기가 투입될 때 제일 끝에 있는 중성선이 먼저 투입되도록 설계 됐다는 걸 알아야 합니다. 반대로 차단을 할 땐 중성선이 마지막에 차단되도록 설계되어 있습니다. 왜일까요?

그 이유는 중성선 선입 후절 법칙을 무시할 경우 전압불평형으로 인한 대형사고가 발생하기 때문입니다. 현장의 상황은 위 사진처럼 깔끔한 분전함이 있는 반면에 여러 업체들의 부하 추가설치로 인한 중성선의 구별이 헷갈리게 설치된 곳도 많습니다.

만약 중성선인 줄 모르고 그냥 풀었는데 풀었던 중성선이 해당층의 통신장비를 담당하고 있거나 , 의료용 장비, 위층에 연결된 중성선이 이라면 상상에 맡기겠습니다.

중성선 선입후절 법칙

중성선은 전원이 투입될 때 가장 먼저 투입되어야 하고, 전원을 차단할 땐 가장 마지막에 차단되어야 한다. 즉 먼저 들어가야 하고 맨 마지막에 나와야 하는 법칙이다.

선입 후절 같은 어려운 말은 뒤로 하고 생각해 보자. 중성선은 "선두" 다. L1 L2 L3와 같은 후발대보다 가장 먼저 들어가야(선입) 하고 나올 땐 가장 마지막으로(후절) 나오는 대장 역할을 한다고 생각하면 쉽다.

가장 먼저 들어감

제일 늦게 나옴

이제 한 가지 예를 들어보겠습니다. 차단기 떼어내고 L1 L2 L3를 먼저 투입 연결한 모습입니다. 중성선 선입조건을 무시한 사례입니다. 이렇게 되면 단상 220V 회로 내에서 전압불평형이 발생합니다. (설명 하단부 참조)

사실 아래와 같은 작업실수는 일어나지 않습니다. 왜냐하면 차단기를 교체할 때 차단기가 차단되어 있기 때문입니다. 하지만 이해를 돕기 위해 활선상태에서 회로에 중성선을 마지막에 연결하는 장면을 만들었습니다..

이번엔 후절을 무시했습니다. 마지막에 중성선 연결을 풀어야 하는데 중성선은 0 전위로 감전이 안된다는 생각에 중성선을 먼저 풀어버렸습니다. 마찬가지로 단상 2 선식 220V 라인에서 전압불평형이 발생합니다.

선입 후절의 예로 공통점을 발견할 수 있습니다. 활선 회로 내에서 L1 L2 L3 만 남아있다는 것입니다. 이것은 중성선을 통해서 형성된 220V 가 순식간에 380V로 인가되는 것입니다.

문제는 저렇게 선명하게 중성선이 나타나 있는 것이 아닌 분기되어 있는 중성선을 아무 생각 없이 풀어버리곤 합니다. 주로 사고가 발생하는건 아무생각없이 전기공사를 하다 활선상태의 중성선을 먼저 풀어버리는 것입니다.

중성선을 잘못 건들여 사고가 발생하면 , 건물 전체정전으로 이어지진 않습니다. 다만, 비상발전기를 통해 전기를 공급받을 수도 없고 , 마냥 복전 될 때까지 기다리는 수밖에 없습니다. 물론 비상전원공급장치가 있는 병원시설의 경우 사고가 발생해도 대비가 되어있겠지만 어차피 사고를 수습해야 하는 건 달라지지 않습니다.

차단기를 내리고 중성선을 건들면 된다

하지만 안전불감증, 업무지식부족, 현장상황에 따라 무의식적으로 분해를 해 사고가 나는 경우가 대부분이다. 아직까지 활선상태에서 작업은 계속 이루어지고 있으며, 반드시 고쳐야 할 안전수칙이다.

전압불평형

3상 4 선식에서 220V 라인의 정상흐름은 흐름은 아래와 같습니다. L1 L2 L3 (구 RST)에서 각자 부하로 가서 중성선으로 빠져나오는 흐름이 형성됩니다. 그래서 중성선의 전위는 0 전위가 되고 , 이론적으론 손으로 만져도 감전이 되지 않습니다. 중성선이 0 전위인 이유는 간단하게 설명하면 전기는 전위차가 있어야 흐르게 됩니다. 즉 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 기본적인 원리가 있기 때문입니다.

정상적인 흐름을 형성하고 있을 때, 차단기를 내리지 않고 활선으로 작업을 하겠다고 중성선을 분리했을 때를 가정해 보겠습니다. 사진처럼 분리하는 경우는 드물지만 활선상태에서 중성선을 분리하면 전압이 어떻게 형성되는지 이해하기 쉽도록 그려보았습니다.

각 라인에서 출발한 전기가 중성선을 통해서 빠져나와야 하지만 빠져나 올곳이 없어 L1 L2 L3로 제각각 빠져나오게 됩니다. 이렇게 될 경우 3상 380V 전압이 직렬로 형성되어 , 전압분배법칙에 따라 저항이 높은 기기에 220V 정격을 초과한 전압이 인가됩니다.

직렬에서는 380V가 인가되었을 때 해당라인에서 저항이 높은 순서대로 높은 전압이 인가됩니다. 즉 저항이 높은 전등이나 전자제품은 무조건 220V을 넘어서게 되고 폭발하거나 고장이 나게 되는 것입니다. 이것이 수십 개의 회로로 연결된다면 동시다발적으로 대형사고가 발생하는 이유입니다.

전압분배법칙

중성선이 없어진 상태에서 회로는 위와 같이 220V 기기에 380V가 직렬로 연결되는 상태가 된다. 이때 전압분배법칙에 따라 저항이 높은 기기가 더 높은 전압을 가져가게 되며 , 폭발하게 된다.

저항이 높은 기기일수록 가격이 더 높을 것이고 , 컴퓨터나 노트북, 통신장비 가릴 것 없이 터져 재산피해가 발생한다. 누전 차단기가 있어 사고가 발생하지 않을 거라 생각하지만 , 차단기의 차단시간은 0.02초이지만 아크는 그보다 먼저발생하고 차단기가 트립되는 것을 보면 전자기기에 높은 전압이 인가된 후 차단기가 트립될 것이므로 제품의 손상은 막을 수가 없다.

글을 마치며,

차단기를 활선으로 교체하는 업체는 없을 것입니다. 위 사례는 이해를 돕기 위해 차단기를 탈거하는 방식으로 설명했지만, 주로 사고가 나는 사례는 부스바 쪽에 알 수 없는 형태로 연결된 중성선들입니다. 즉 아무 생각 없이 풀어도 될 것처럼 붙어 있기 때문에 무심결에 풀어서 사고가 발생합니다.

따라서 중성선과 관련된 선들을 건들 때는 반드시 차단되어 있는지 확인을 하시고, 내가 건들려고 하는 중성선이 어디까지 연결되어 있는지 반드시 확인을 하셔야 합니다. 덤으로 스스로에게 가르치는 시간을 가져 지식을 내 것으로 만들어 안전한 작업을 하시길 바랍니다.

이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

임피던스 5분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Fri, 10 Nov 2023 13:54:12 +0900

임피던스, 리액턴스, 인덕터 · · · · · · · 등 전기의 용어는 비슷비슷하면서 한번 배워도 까먹기 일쑤입니다. 이번 시간엔 임피던스가 무엇인지 배워보고 외우는게 아닌 이해하는 방식으로 접근해 보길 바랍니다. 또한 스스로를 가르치는 시간을 가져보신다면 지식을 내 것으로 만들 수 있습니다.

교류에선 저항이라 부르지 않는다.
직류와 교류의 이해
임피던스의 일부 리액턴스

교류에선 저항이라 부르지 않는다.

임피던스의 뜻은 방해하다로 해석될 수 있습니다. 하지만 전기에는 분명 저항이라고 하는 것이 있는데 왜 임피던스라는 단어가 따로 있는걸까요 ? 그 이유는 임피던스가 교류에서만 사용되는 말이기 때문입니다.

자동차를 예로 들어보겠습니다. 경주용 도로에서는 방해요소가 별로 없습니다. 그저 자동차가 굴러가는데 저항을 받는 노면의 구름저항정도만 있을 뿐입니다. 이것을 직류라고 표현하겠습니다. 방해되는 것이 1가지 밖에 없습니다.

그다음은 시내도로입니다. 아래 사진처럼 시내는 방해요소가 많습니다. 과속방지턱, 행인 , 신호등, 고장차량 등등 주행에 방해되는 요소가 매우 다양합니다. 이것을 교류라고 표현하겠습니다. 캐패시터와 인덕터라는 방해요소가 생겼습니다. 이처럼 교류 회로 에선 여러가지 방해요소들을 통틀어 임피던스라고 합니다.

직류와는 다르게 교류에서는 또 다른 저항이 발생한다.

결론적으로 직류에서 전류의 흐름을 방해하는 건 경주용 도로처럼 저항밖에 없습니다. 만약 경주용 도로에 방지턱이 3개가 있다면 동일 증상이 3가지 이므로 합성저항을 구하기가 쉽습니다. 주행을 방해하는 요소가 같기 때문입니다.

하지만 교류에서는 전류의 흐름을 방해하는 건 인덕터와 캐패시터와 같이 저항과는 또 다른 영역에서의 흐름방해입니다. 시내용 도로에서 주행을 방해하는 것이 방지턱과 신호등, 교통체증이라면 이들을 수학적으로 계산해 내는 건 불가능에 가깝지만,. 그걸 가능하게 만든 것이 임피던스입니다.

그렇다면 왜 교류에만 임피던스가 있는지 알아보겠습니다.

직류와 교류의 이해

임피던스는 교류전류의 흐름 방해요소들을 통칭한다고 말씀드렸습니다. 그렇다면 왜 그런지 알아보겠습니다. 우선은 간단하게 교류와 직류의 개념을 이해해야 가능합니다. 아래 그림을 보고 직류를 이해할 수 있습니다.

직류의 장점은 진동(주파수) 가 없다는 것입니다. 시간에 따라 전압의 방향이 변하지 않고 일정합니다. 그래프만 봐도 전류의 흐름이 그 어떤 것에도 방해받지 않고 달리는 경주용 차량 같습니다. 여기서 유심히 봐야 할 것은 진동(주파수)이 없다는 것입니다.

하지만 교류에서는 시간에 따라 전압의 값이 변하고 있습니다. 진동이 있다는 걸 알 수가 있습니다. 아래 사진에서 임피던스를 구성하는 리액턴스(저항을 제외한 인덕턴스와 캐패시턴스)의 공식을 보면 주파수가 포함되어 있는데 교류의 저항성분인 임피던스가 주파수의 영향을 받는다는 걸 알 수 있습니다.

임피던스의 일부 리액턴스

주파수로 인해 발생하는 교류에서 저항을 제외하고 인덕턴스와 캐패시턴스를 저항단위로 변환한 것이 바로 리액턴스입니다. 위 사진의 리액턴스의 식에 직류의 주파수 0을 대입(주파수 f = 0 ) 하게 되면 리액턴스는 0이 되어 사라집니다.

물론 교류에서 리액턴스를 0에 가깝게 만드는 공진이라는 개념이 있지만 여기선 교류에는 주파수가 있음으로 헤서 리액턴스가 있구나 정도로 이해해 주시면 됩니다.

이제 임피던스를 정의할 수 있습니다. 어려운 사전적 용어를 사용하실 필요도 없습니다. "임피던스란 교류의 흐름을 방해하는 저항이 3가지가 있는데 첫째는 저항 둘째는 인덕턴스 셋째는 캐패시턴스라고 한다. 여기서 인덕터와 캐패시턴스를 합쳐 리액턴스라고 부른다. 이 모든 것의 합을 임피던스 Z라고 말한다."라고 정의할 수 있습니다.

글을 마치며,

임피던스가 무엇인지 안다는 건 실무를 하는데, 크게 도움이 되진 않습니다. 하지만 알고 있다는 것만으로도 설명할 수 있는 준비가 되어 있고, 공기업이나 대기업을 지원할 시에는 이런 기초적인 면접 질문을 하는 경우도 후기로 종종 봤습니다. 그만큼 기본 중의 기본이 되는 지식입니다. 꼭 스스로 가르쳐보는 시간을 가져보세요 읽기만 하는 지식은 내일이 없습니다.

이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

LED 잔광현상 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sun, 5 Nov 2023 11:31:43 +0900

LED 전등을 교체하고 나면 불을 껐는데도 불구하고 완전히 꺼지지 않는 현상이 자주 발생합니다. 이때 여러 가지 대처 방법이 있습니다. 대표적으로 두 전선의 위치를 바꾸거나 콘덴서를 구입해 병렬로 연결시킵니다. 하지만 어떠한 원리로 잔광이 발생하고 없어지는지는 모르는 경우가 대부분입니다.

잔광을 없애기만 하면 그만이다 라는 생각으로 업무에 임하는 것이 아닌, 어떠한 원리로 해결이 되는지 알게 된다면 좀 더 많은 것을 보게 되는 눈이 생길 것입니다.

잔광현상의 원인 3가지
잔광이 없어지는 원리

잔광현상의 원인 3가지

잔광이 발생하는 경우는 크게 3가지가 있습니다. 첫째는 스위치를 소등해도 스위치 자체에 전류를 공급하는 경우입니다. 주로 리모컨과 연동되어 있는 스위치와 스위치를 꺼도 스위치 자체에 불이 들어와 있는 스위치입니다.

이 두 타입의 스위치들은 스위치를 소등해도 전류를 공급해야 하므로 내부에 아주 작은 LED와 같은 부속품이 내장되어 있습니다. 문제는 스위치에 공급하기 위한 미세전류가 LED까지 공급이 되어버려 잔광현상이 발생하는 것입니다.

둘째는 전선의 길이가 매우 길어 전선사이에 발생하는 정전용량(C)으로 인해 정전유도현상이 발생한 경우입니다. 아래와 같은 잔광현상은 정전용량(C)인 콘덴서의 원리를 알아야 합니다.

직류의 경우 콘덴서가 통전되는 경우는 한 번으로 끝이 납니다. 하지만 교류는 1초에 60번(60Hz) 크기와 방향이 변하는 특성이 있습니다. 따라서 콘덴서의 좌우의 + -가 1초에 60번 바뀌게 되어 순간적인 통전현상이 발생하는 것입니다.

따라서 전선의 길이가 길어지면 LED의 잔광이 미세한 불빛을 띄는 것이 아닌 주기적으로 깜빡거리는 잔광현상을 나타내게 됩니다.

셋째는 스위치에 하트선이 연결된 것이 아닌 공통선이 연결된 경우입니다. 아래 사진은 잔광이 거의발생하지 않는 매우 정석적인 설치방식입니다. 스위치는 기본 똑딱이 스위치이며 핫라인도 스위치에 연결되어 있어 LED에 미세전류가 흐를 수가 없는 형태입니다.

물론 이런 경우라도 잔광이 발생하는 경우가 있습니다. 전선의 길이가 매우 길어 정전용량의 값이 올라가는 두번째경우, 또는 저가형 제품의 경우 잔광이 발생합니다.

스위치로 가야 할 핫라인이 LED로 직행하게 된다면 스위치를 OFF 해도 미세전류가 LED로 유입됩니다. LED라는 것은 고효율을 가진 전등입니다. 따라서 미세한 전류에도 쉽게 쉽게 반응하는 특징이 있기 때문입니다.

이 외의 경우

1. 저가형 LED 제품

2. LED 전등 판넬을 타고 흐르는 접지전류(누설전류)

3. 잔광의 원인이 복합적으로 발생한경우

잔광이 없어지는 원리

이제 위 내용의 잔광이 발생하는 원인 3가지를 개별적으로 처리하는 방법을 알아보겠습니다. 첫째는 핫라인과 공통라인의 위치를 바꾸는 것입니다. 하지만 이것의 문제점은 기존의 잔광이 사라질 수는 있으나 또 다른 곳에서 잔광이 발생할 수 있으므로 전등이 많이 설치된 곳에서는 크게 의미가 없는 방법입니다.

둘째는 잔광제거콘덴서를 연결시키는 것입니다. 전선의 길이가 긴 경우, 리모컨 스위치인 경우에 주로 사용합니다. 연결시키는 방법은 LED 부하에 병렬로 꽂아주시면 됩니다. 더 자세한 작업방법은 유튜브에 자세하게 나와있으니 참고하시면 좋겠습니다.

잔광이 없어지는 원리

용량성리액턴스는 쉽게 말해 정전용량의 C값을 저항으로 표현한 값이다. 단위는 옴 Ω이며, 따라서 C 값이 높아지면 저항이 낮아지는 걸로 이해하면 쉽다. 위 사진처럼 유도식을 통해 병렬콘덴서를 연결하면 어떻게 LED 양단에 인가되는 전압이 낮아지는지 알 수 있다.

잔광제거 콘덴서를 사용했음에도 잔광이 없어지지 않을 경우 고가형 콘덴서를 장착하면 잔광이 사라진다. 가격대는 약 9천 원대로 형성되어 있어 기존의 콘덴서보다 매우 비싸지만 사용해본 결과 무조건 없어졌다.

셋째는 모든방법을 동원해도 없어지지 않는경우로 저가형 제품이 아닌 고효율 LED 제품으로 교체하는 것입니다. 요즘은 중국산 제품도 품질이 좋긴 하지만 아무래도 가격대가 낮은 제품은 내부에 교류전압을 제대로 걸러주는 SMPS(LED 안정기)의 효율이 떨어지는 경우가 많습니다.

실제로 고가형 콘덴서가 아닌 일반 콘덴서를 장착해도 잔광이 없어지지 않는 경우 콘덴서를 추가로 장착하긴 하지만 전등라인 주변에 콘덴서가 두 개나 달리다 보니 보기도 싫어지고 시간이 지나면 또다시 잔광이 생길 수 있습니다.

따라서 창고나 사람이 자주 사용하지 않는 공간을 제외하고 잔광이 발생했을 땐 ,고효율제품으로 바꾸는 것도 하나의 방법이 되겠습니다.

글을 마치며,

잔광의 원인은 생각보다 더 다양합니다. 처음 LED 잔광을 경험했을 때. 원리를 주변에 물어보았지만 아는 사람은 아무도 없었습니다. "원리까지 알 필요 없이 그냥 콘덴서만 찔러 넣어라"는 말만 들었습니다.

하지만 원리를 알고 난 후에 민원응대는 훨씬 수월해졌고, 주변 동료가 궁금해하면 설명을 해줌으로써 자연스럽게 일 잘하는 사람이 되어있었습니다.

항상 문제해결을 하기 전에 그 너머에 있는 원리를 파악하려는 자세를 가지고 업무에 임하셨으면 좋겠습니다. 그렇게 되면 몸값은 자연스레 상승해 있을 것입니다.

이상으로 글을 마치겠습니다. 내용의 틀린 점은 댓글 주시면 검토 후 수정토록 하겠습니다.

부족전압계전기(UVR) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Tue, 24 Oct 2023 09:18:43 +0900

한전에서 송전이 끊기면 부족전압계전기(UVR)가 작동하여 정전이 되어버립니다. 부족전압계전기(UVR)의 원리와 사용법을 숙지해야 정전발생 시 당황하지 않고 수변전 설비를 복귀시킬 수 있습니다. 신축건물의 경우 계전기들을 한 번에 확인할 수 있는 디지털 방식이지만 오늘은 아날로그 식 유도원판 계전기를 토대로 설명하겠습니다.

부족전압계전기(UVR) 의 설명
부족전압계전기(UVR) 의 현장사진
부족전압계전기(UVR) 의 결선

부족전압계전기(UVR)의 설명

계전기라고 하는 것은 릴레이의 한국말입니다. 전류가 흐르면 작동하는 방식의 계전기는 일상생활 속에서도 많이 쓰입니다. 여기서 부족전압계전기(UVR)는 한전으로부터 받는 22.9kv에서 낮은 전압이 감지되면 진공차단기를 트립시킵니다.

위 사진을 보면 알수 있듯이 부족전압 계전기는 과전압 계전기에 연결되어 있습니다. 왜냐하면 계기용변압기(PT)의 전원만 받기 때문입니다. 과전류계전기와는 다르게 과전류를 감지하지 않기 때문입니다. 전압만 감지하기에 계기용변류기가 아닌 계기용 변압기에만 연결되어 있는 걸 알 수 있습니다. 계기용 변압기의 궁금한 점은 여기를 참고해주세요.

한시동작시간 : UVR이 저전압을 감지하고 작동하기 까지의 시간이다. 현재 10초로 설정되어 있으며, 한전에서 정전이 되는순간 , 10초뒤에 UVR이 작동하고 수전설비는 정전이 된다.

동작표시기 : 계전기가 작동하면 핀이 아래로 떨어지며, 계전기가 작동한 상태라는 표시를 준다. ICS 는 한시접점이라는 뜻이며 순시접점은 ITT로 되어 있으며 과전류계전기 등 에 설치된다.

한시요소 정정스크류 : UVR 계전기의 작동전압을 세팅한다. 60V의 값에 설정되어 있다는 것은 60V에서 작동하는 것은 아닌 13900/110 의 PT 비에 60을 곱한 값으로 1차측에서 7500V 이하의 값이 되면 UVR 이 작동하는 값이 되는것이다.

한시요소 가동접점 : 10초후 가동되는 접점이다. UVR은 작동하고 진공차단기는 트립된다.

부족전압계전기(UVR)의 내부 모습입니다. 여기서 한시라는 말이 자주 나옵니다. 그 뜻은 한할 한(限) 자를 씁니다. 무언가를 제한하다 할 때의 한(限) 자가 들어간 것입니다. 이것은 즉시 동작하지 않고 일정시간 후에 동작한다 하여 동작시간을 제한하는 계전기라 볼 수 있습니다.

전기공부를 하다보면, 한(限)시접점 ,한(限)류형 퓨즈라는 단어가 나오는데 모두 같은 한자가 들어간다. 한시접점은 일정시간이 지난후에 동작한다는 의미로 동작시간을 제한한다는 의미가 되고 , 한류형 퓨즈는 한방향으로 전류가 흐르도록 전류의 흐름을 제한한다는 의미가 있다.

그렇다면 왜 일정시간이 지난 후에 동작하게끔 만들어졌을까요? 최근 한전에서 연락이 온 적이 있습니다. UVR 계전기의 동작시간을 10초로 설정해 달라는 말이었습니다.

정전은 곧 재난을 의미합니다. 한전입장에서 송전시스템에 아주 잠깐의 문제가 생겨 순간정전이 되더라도 UVR이 10초 후에 차단기를 트립 해준다면 그 사이에 복전이 되어 원상태로 돌아갈 수 있기 때문입니다.

즉 UVR이 저전압을 감지하면 정말로 정전인가 아닌가를 판단하는 시간을 10초나 주는 셈입니다. 여기서 2초 정도로 낮추게 되면 정전이 아닌데 정전이 되어버려 재산피해 인명피해가 발생할 수 있기 때문입니다. (그렇다고 2초설정이 잘못된 것은 아닙니다. 각 수용가의 용량과 설비요건에 따라 설정값은 다양합니다.)

물론 상시근무자가 즉시 정전복귀를 하겠지만, 정전은 한번 일어나는 순간 많은 피해를 불러옵니다.

UVR 동작시간 세팅

그래프는 시간설정에 따른 탭값 세팅을 보여준다. 현재 60V 10초 세팅으로 그래프와 동일한 세팅값을 나타내고 있다.

부족전압계전기(UVR)의 작동방식

사진을 보면 1번 접점이 왼쪽에 붙어 있는 걸 알 수 있습니다. 이것은 회전 원판에 전자기장이 형성되어 왼쪽으로 회전하게 힘이 작용하고 있기 때문입니다. 앞서 부족전압계전기(UVR)는 계기용 변압기의 전원을 받고 있습니다. 이 때 정전이 되어 전원이 끊기면 원판이 2번 접점의 반대방향으로 회전을 시작합니다.

(위 사진은 직접 찍은 사진이 아닌 작동한 사진을 가져온 것입니다. 그래서 시간레버가 2초로 설정되어 있으니 참고 바랍니다.) 계전기가 2번 접점에 붙게 되면 1번 사진처럼 OPER. 모양이 나오며 핀이 아래로 떨어집니다. 이때 진공차단기는 트립되어 정전이 됩니다.

OPER 핀을 복귀시키는 방법은 한전에서 22.9kv 송전전압이 제대로 들어오고 있는지 확인 후 아래에 있는 핀을 위로 처올려 복귀를 할 수 있습니다.

회전기판은 왜 톱니모양일까

원판의 톱니는 일정한 회전력을 얻기 위함이다. 만약 톱니모양이 아닌 일반 원판인 경우 계전기가 작동할 때, 순간적으로 미끌리는 슬립현상이 일어나 설정시간보다 계전기가 오동작할 수 있기 때문이다.

부족전압계전기(UVR)의 결선

부족전압계전기(UVR)의 수변전설비 도면입니다. 과전압계전기 옆으로 연결되어 있는 것을 보는 계기용 변압기의 전원을 받고 있습니다. 전압의 낮음을 감지하는 계전기 이므로 측정용 설비인 계기용 변압기(PT)의 전압을 공급받습니다.

부족전압계전기(UVR)의 뒷모습입니다. 간단한 시퀀스 도면과 함께 아래에는 몇 가지의 전선들이 체결되어 있는 걸 볼 수 있습니다.

도면을 잠시 이해해 보도록 하겠습니다. 그림에는 순서가 있지만 작동하는 데에는 순식간에 작동하므로 크게 의미는 없습니다. 먼저 GV가 여자 되면 한시접점인 GV가 10초 후에 붙게 됩니다. 그 즉시 ICS 가 작동하게 되고 접점이 붙음으로써 진공차단기(VCB)에 트립신호를 전달하게 되는 것입니다.

부족전압계전기(UVR)의 모든 작동은 DC 110V로 이루어집니다. 하지만 전원은 PT의 전압인 교류전압을 받게 되므로 AC에서 DC 전압으로 변환할 정류기가 필요하게 됩니다.

글을 마치며

부족전압계전기(UVR)는 한전 측 정전이 발생했을 때, 복전에 반드시 필요한 설비입니다. 자료조사를 하며 설비의 작동방식과 시퀀스도 워낙 다양해서 내용에 오류가 있을 수 있는 점 양해 바랍니다. 이상으로 글을 마치며 , 틀린 점이 있다면 댓글 주시면 검토 후 수정하도록 하겠습니다 감사합니다.

화재감지기 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Fri, 28 Jul 2023 16:00:57 +0900

말도 많고 탈도 많은 화재감지기, 없어서는 안 되지만 오작동을 일으키면 아주 난처한 상황을 만들곤 합니다. 감지기가 어떻게 작동하는지 알지 못하면 고장을 찾아내기도 힘들고, 감지기가 작동했을 때 대처가 미흡해져 더더욱 난처한 상황이 발생합니다.

감지기의 종류는 여러가지가 있습니다. 어떤 환경에 있느냐에 따라 설치되는 감지기는 제각각입니다. 대표적으로 가장 많이 사용되는 감지기는 정온식 감지기, 광전식감지기, 차동식감지기로 볼 수 있습니다.

정온식 감지기
차동식 감지기
광전식 감지기
감지기 배선

정온식 감지기 이해하기

정온식 감지기는 주로 주방, 보일러실에 설치됩니다. 설정된 온도에 도달하게 되면 작동을 하게 되는데, 보일러 ,실외기 실에 문을 닫아놓고 에어컨을 작동시키면 내부온도가 올라가 오작동하는 사례가 많이 있습니다.

위 사진의 감지기의 작동온도는 70도 입니다. 사실 모든 감지기가 그러하듯 화재가 발생하기 전에 먼저 작동을 해줘야 하기 때문입니다. 70도는 화재가 나기 전 사람이 대피하기 가장 적합한 온도이기 때문입니다. 소방실험결과 88도에서 화재가 발생한 것을 감안한 수치입니다.

감지면적

정온식 감지기를 분해 해보았습니다. 간단하게 구성되어 있는 것 같지만 꼭 그렇지만은 않습니다. 열을 감지하는 감열부와 열을 받았을 때 팽창하며 스위칭 작용을 하는 바이메탈 금속 그리고 접점을 볼 수 있습니다.

정온식 감지기를 작동시키는 핵심부품

손난로에 들어가는 똑딱이 스위치를 생각해보자. 열을 주면 팽창하는 바이메탈 금속처럼 손난로의 똑딱이 스위치는 똑딱거림으로써 열을 발생시키고 손난로를 굳게 만든다.

차동식감지기 이해하기

차동식 감지기는 실내에서 급격한 온도변화가 있을 때, 작동됩니다. 장마철 날씨가 극도로 습해지면 가장 오작동을 많이 일으키는 감지기입니다. 주로 안방과 거실에 설치됩니다.

감지면적

차동식 감지기를 분해해보았습니다. 손으로 살짝만 갖다 대도 쉽게 구부러지는 다이아프램과 리크구멍을 볼 수 있습니다. 감지기 내부와 외부의 온도차이를 감지하게끔 설계되어 있습니다.

여기서 리크구멍은 보일러를 돌려 방안의 온도가 상승하거나, 화재가 아닌 경우의 온도상승에 오동작을 방지하기 위한 것입니다. 내부와 외부의 온도차를 유지하지 못하면 차동식감지기는 시도 때도 없이 작동하기 때문입니다.

그렇다면 차동식감지기는 어떤원리로 작동하는 걸까요? 예를 들어 반찬통에 랩을 씌우고 전자레인지를 돌린다고 생각하면 이해하기 쉽습니다. 전자레인지에 돌리고 있을땐 랩이 부풀지만 반찬통을 전자레인지 밖으로 꺼내면 덮어놓은 랩이 안쪽으로 쪼그라드는 걸 볼 수 있습니다.

돌리고 있을 땐 랩 내부의 열로 부풀어 오르지만, 밖에 꺼내고 나면 안쪽으로 수축하는 이유는 내부와 외부의 온도차이로 인한 압력차이 때문입니다.

차동식감지기는 내부에 수축하기 쉬운 다이어프램을 설치한 후 화재로 인한 감지기 외부의 온도가 높아지면, 외부와 내부의 온도차이로 인해 다이어프램이 안쪽으로 수축하여 접점을 작동시키는 것입니다.

광전식감지기 이해하기

광전식감지기는 연기감지기라고도 하며, 감지기 내부로 연기가 관통할 시에 작동합니다. 인테리어 공사를 하다 연기가 발생하거나 , 담배연기 같은 것에도 작동합니다. 오작동을 일으킬 요소가 워낙 많아서 실내보다 현관문 앞이나 복도나 계단 통로와 같이 화재가 나면 연기나 빠져나갈 장소에 설치됩니다

감지면적

광전식 감지기를 분해해 보았습니다. 연기가 침투할 수 있게 작은 구멍들이 있는 막으로 둘러져 있습니다.

그렇다면 광전식 감지기는 어떻게 작동할까요? 감지기를 설치하면 내부 발광부에서는 빛을 쏘게 됩니다. 이 빛들은 서로 반사가 되어 하나의 선을 이루게 될 것입니다.

연기가 감지기 내부로 들어가는 순간, 빛들은 산란을 일으키게 될 것이고 그 산란된 빛들이 수광부로 들어가게 되면 광전소자의 원리 (빛을 받으면 전기가 통하는 현상)에 의해 작동하게 됩니다.

감지기 배선

감지기는 중계기의 전원을 받고 있습니다. 그리고 회로에 직렬로 연결됩니다. 직렬이라 생각을 해야 이해하기 편합니다. 엄밀히 따지면 병렬방식이고 그 중에 송배선식 방식을 사용한 것입니다. 따라서 한 곳만 끊어져도 그 뒷부분은 화재 감지를 할 수가 없다 보니 수신기에서 감지기 회로를 감시할 수 있게 종단저항을 설치해줘야 합니다.

감지기가 중계기에서 출발을 해 단자대까지 오면 종단저항이 있어야 하지만 발신기도 함께 연결되어 있고 종단저항은 발신기가 끝단이므로 발신기에 설치되어 있습니다.

감지기를 빼면 4가닥의 선이 보인다.

감지기는 회로에 송배선식으로 연결되기 때문에, 하나의 감지를 거쳐가는 방식으로 설치된다. 그러므로 4가닥의 전선이 보이게 되는 것이다.

글을 마치며,

사실 감지기의 작동방식이 업무에 크게 도움이 되는 것은 아닙니다. 하지만 기계의 원리와 작동방식을 공부한다는 것은 다음 공부를 하는데 더 빠른 이해로 연결됩니다.

조금이나마 학습에 도움이 되셨길 바라며, 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

급수설비 시스템 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Tue, 18 Jul 2023 14:52:54 +0900

수도를 공급하는 급수펌프가 고장 나면 참으로 난처합니다. 신축 건물의 수도 공급은 오로지 급수펌프로 인해 이루어지는데 급수펌프의 원리와 구조를 이해해 보는 시간을 가져보겠습니다. 작성자의 근무지를 중점적으로 글이 제작되었으므로 타 설비와 다소 차이가 있습니다.

급수설비의 구성
정수위밸브
수위조절레벨 센서
압력탱크
급수펌프

급수설비의 구성

급수설비의 구조는 크게 4가지로 구성됩니다. 급수펌프, 압력탱크, 저수조, 정수위 밸브로 구성되어 있습니다. 각자만의 역할이 존재하고, 하나라도 고장 날 시 대형사고 또는 매우 난처한 상황이 발생합니다.

수자원공사로 부터 공급을 받으면 메인수도계량기(생략)를 거친 후 정수위밸브에서 수위를 유지합니다. 저수조 상부에 설치된 수위센서에 따라 저수조의 수위를 결정하게 됩니다. 그다음 급수펌프가 저수조에 있는 물을 흡입시켜 세대로 토출 하는 방식입니다.

저수조는 그림과 다르게 2개로 구성되어있다.

저수조는 1개가 생략되었으며, 작성자의 근무지처럼 공동주택의 경우 보통 두 개로 구성되어 있다. 물을 저장하고 보관하기 위함인데 중대한 물부족이나 수급문제가 발생하는 경우 또는 화재시에 저수조로부터 소화용수를 공급받기 위해서라도 저수조는 2개로 구성되어 있다.

정수위 밸브

정수위밸브는 말 그대로 수위를 조절해 주는 밸브입니다. 요즘에는 컨트롤러에 의한 전자식 제어방식을 주로 쓰지만 기계식으로 제어하는 방식도 있습니다.

상승하는 수위를 감지하고 유체의 유입을 차단함으로써 정해진 수위를 유지합니다. 세대에서 수도사용이 늘기 시작하면 하강하는 수위를 감지하고 유체의 유입을 허용함으로 정해진 수위를 회복시킵니다.

위 사진을 보면 스트레이너를 거쳐 정수위 밸브에는 수위조절 전자솔레노이드 밸브와 두 개의 배관이 있는 걸 볼 수 있습니다. 여기서 솔레노이드 밸브 옆 볼밸브와 함께 설치된 배관은 왜 있는 것일까요?

정수위 밸브 내부에는 다이어프램 밸브가 있습니다. 간단하게 압력스프링이라고 생각하면 됩니다. 만약 있는 그대로의 수도압력을 솔레노이드 밸브로 단독제어한다면 저렇게 작은 사이즈로는 제어할 수가 없습니다,

만약 곧 솔레노이드 밸브가 커지게 되면 원가상승과 잦은 고장으로 이어질 수도 있습니다. 아래 사진을 통해 솔레노이드 밸브 옆 작은 보조배관의 역할을 보겠습니다.

정수위밸브가 작동을 정지하게 되면 밀려들어 오는 수압의 힘과 정수위밸브 내부의 다이어프램 + 수압으로 인해 닫혀있는 힘이 더 강하게 되어 수도공급을 제한할 수 있습니다.

수도공급이 되는 경우는 전자솔레노이드 밸브가 개방되고 위쪽의 수압이 빠지게 되면 아래쪽의 수압이 더 강해지기 때문에 다이어프램 밸브를 위로 밀어 올리게 되어 수도 공급을 받을 수 있게 됩니다.

정수위밸브마다 여러 가지 작동방식이 있지만 대부분 이러한 원리로 작동한다는 걸 이해하시면 되겠습니다.

바이패스 밸브

바이패스 밸브는 유체가 흐르는 파이프라인에서 특정 부분을 우회하거나 차단하는 데 사용되는 밸브다.

정수위밸브가 고장 시 저수조에 물을 계속 공급하여, 물이 넘치거나 작동이 멈춰 수도 공급이 중단되는 사태가 발생할 수 있다. 이때에 바이패스 밸브를 열어 수도를 공급하고 중단을 수동으로 하여 위급시에 사용할 수 있는 밸브다.

스트레이너

스트레이너는 물의 흐름 중에 포함된 고형물이나 이물질을 걸러내어 시스템 내부의 기기나 장비를 보호하는 역할을 한다. 그림과 같이 내부에 필터가 있으며 , 하부를 탈거하면 필터교환 또는 청소가 가능하다.

수위 조절 레벨센서

수위조절 레벨센서는 저수조에 와이어로 연결된 뜨개가 물에 떠있는 방식으로 수위를 감지합니다. 다른 방식으로 수위를 감지하는 것도 있지만 여기선 뜨개 방식을 설명하겠습니다.

수도사용이 늘어나고 불어나고에 따라 뜨개의 높낮이가 바뀌게 되고, 이를 수치화시켜 레벨센서 컨트롤러에 표시가 되는 방식입니다.

아래 사진은 수위조절 컨트롤러이며, 1번 탱크와 2번 탱크 둘로 나뉘어 있습니다. 제일 오른쪽은 배수펌프 컨트롤러입니다.

레벨센서는 제조사마다 디자인은 다르지만 원리는 같습니다. 위 사진은 약간의 차이만 있을 뿐이지 다른 건 전혀 없습니다.

아주 쉽게 설명해 드리면, 수위조절컨트롤러는 크게 5가지로 구성됩니다.

저수조에 물을 채우기 시작하는 스타트 값 (예 : 40%)

물 받는 걸 멈추는 스톱값 (예 : 75%)

수위가 높을 때 울리는 알람값 (예 :85%)

수위가 낮을 때 울리는 알람값 (예 : 30%)

작동에러로 구성됩니다.

수위조절 설정방법

1. 모드를 누르면 차례로 넘어가며 각각의 세팅값이 나오게 된다.

2. 해당 세팅 값이 나왔을 때, Up, Down을 눌려 설정값을 조절한다.

3. 설정값을 조절한 후 Set 버튼을 누르면 수위조절 컨트롤이 세팅된다.

압력탱크

압력탱크는 급수설비 시스템의 압력을 안정화시키는 역할을 합니다. 높은 힘에는 그에 따른 반동이 작용합니다. 자동차의 속도가 빠르면 빠를수록 충돌대미지가 크듯이 물을 고층건물까지 쏘아 올리는 데에는 높은 압력이 작용합니다. 이때의 발생하는 충돌대미지를 수격작용이라고 합니다. 물이 때리는 작용입니다.

압력탱크는 급수설비 시스템 내의 펌프와 배관을 보호하는 역할을 수행합니다. 펌프는 주기적으로 동작하여 물을 공급합니다. 그러나 펌프의 과도한 압력으로 인해 고장이 발생할 수 있습니다. 압력탱크가 있기에 펌프의 수명을 연장하고 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다.

챗 GPT 나 네이버사전에 검색을 해보면 압력탱크는 수도공급이 중단되어도 수도를 일정시간 공급해 준다고 합니다.. 정말 그럴까요? 직접 겪어본 바로 급수펌프가 멈추면 일정시간 동안 수도공급이 되질 않았습니다.. 또한 펌프의 압력을 일정하게 유지시켜준다고 하는데 이것은 반은 맞고 반은 틀립니다.

수백 세대에 공급하는 급수펌프의 압력을 압력탱크 하나만으로 안정화시키기에는 압력탱크의 크기가 작아도 너무 작습니다.. 만약 압력탱크 만으로 압력을 안정화시키려면 엄청나게 큰 압력탱크를 설치해야 될 것입니다. 그래서 실제로 압력을 제어하는 건 제어반의 인버터가 압력을 일정하게 유지합니다.

그럼에도 불구하고 압력탱크가 있어야 하는 이유는 펌프 3대가 교대로 운전을 하며, 발생하게 되는 순간적인 급격한 압력변화는 인버터에서 제어하기 힘들기 때문입니다. 압력탱크는 순간적으로 발생하는 급격한 압력을 안정화시킴으로써 결국엔 펌프와 배관의 수명을 연장하는데 목적이 있는 것입니다.

압력탱크의 내부와 압력보충 방법

압력탱크는 내부는 질소 또는 공기로 채워져 있으며, 급수공급이 되고 있을 때는 압력을 측정할 수 없다. 왜냐하면 급수펌프의 공급을 받아 펌프에 수도 압력이 걸리기 때문이다.

압력보충 방법

압력탱크의 압력측정 및 압력보충은 펌프에서 공급되는 메인밸브를 잠그고 드레인 밸브를 열어 탱크 내부의 물을 빼준뒤 , 적정압력을 측정해 본다.

압력이 급수압력의 90% 이하 일 시 , 보충을 해주면 된다. 질소나 공기 둘 다상관 없다. 보통 콤프레셔를 이용해 공기를 보충해 준다.

부스터펌프

아래 사진은 부스터펌프의 사진입니다. 오래된 구축건물의 경우 옥상의 물탱크에 물을 받아 하향식으로 물을 내려보내는 방식인 반면, 부스터펌프 방식은 지하에서 물을 쏘아 올리는 상향식 방식입니다.

최근에 지어지는 모든 신축 아파트나 빌딩 고층건물은 부스터펌프 방식을 사용하는데, 그 이유는 인버터제어를 통해 저층이나 고층이나 상관없이 일정한 수압을 공급해 준다는 장점이 있습니다.

또한 저수조도 바로 옆에 있기 때문에 물을 위로 쏘아주기면 하면 됩니다. 옥상수조 방식은 위로 쏘아준 다음 다시 밑으로 가는 배관이 필요하지만 , 상향식은 바로 공급이 가능하며 , 시공비가 절감되는 장점이 있습니다.

이처럼 시공비절감에 유지보수가 편리한 장점도 있지만 , 단점은 고장이 났을 때, 교체비용이나 수리비용이 매우 비싼 단점이 있습니다. 실제로 교체비용만 360만 원이 나오기도 했습니다. 그리고 펌프가 고장 나는 즉시 세대에 수도공급이 끊깁니다.

따라서 펌프가 고장 나거나 멈췄을 때, 긴급조치할 수 있는 매뉴얼이 필요합니다. 보통 수동운전을 통한 비상운전으로 수리업체가 올 때까지 대기하는 방법으로 조치하고 있습니다.

글을 마치며,

집에서 편안하게 사용할 수 있는 수도조차 여러 가지 설비들의 조합으로 이루어지는 걸 알 수 있는 시간이 되길 바랍니다. 이상으로 글을 마치며, 혹시나 틀린 부분이 있을 경우 언제든지 댓글 주시면 검토 후 수정토록 하겠습니다.

플레밍의 오른손법칙 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Fri, 28 Apr 2023 13:05:39 +0900

전류를 흘려서 회전자가 움직이면 전동기, 회전자를 돌려서 전류가 흐르면 발전기, 플레밍의 오른손 법칙은 발전기의 원리를 알 수 있는 법칙입니다.

플레밍의 오른손법칙을 통해 전기가 어떻게 생성되는지 알아보고 , 스스로를 직접 가르쳐본다면 실무에서도 아는만큼 보일 것입니다.

힘을 주니 전류가 생기다
기전력의 생기는 이유
발전기의 원리

힘을 주니 전류가 발생한다.

먼저 렌쯔의 법칙을 보겠습니다. 코일을 감아서 그 속으로 자석을 왔다 갔다 했더니 전류가 발생하는 원리가 렌츠의 법칙입니다. 여기서 자석의 움직이는 방향에 따라 전류의 방향도 바뀌는 것을 알 수 있습니다.

렌츠의 법칙이 궁금하시다면

렌츠의 법칙 10분 만에 이해하기

플레밍의 오른손 법칙은 반대로 자석을 사이에 두고 구리봉을 움직여보는 것입니다. 힘을 위로 작용했을 때 오른손의 모양처럼 자기장의 방향과 전류의 방향이 결정됩니다.

기전력이 발생하는 이유

자석사이에 구리봉을 밀어 올렸을 뿐인데 전류가 발생하는 이유는 자기장의 밀도가 있는 곳을 구리봉이 지나가기 때문입니다. 여기서 자기장의 방향은 N 극에서 S으로 지나는 것을 알 수 있고, 그 방향에 맞춰 구리봉에도 자기장이 형성됩니다.

여기서 앙페르의 오른손 법칙에 의해 도체에 전류가 흐르면 자기장이 발생하듯 , 반대로 도체에 자기장이 발생하면 전류가 흐르게 됩니다.

이렇게 이해를 해보자

선풍기에서 바람이 나올 때 그 위로 탁구공이 지나가면 탁구공 위쪽으로 바람이 휘말리게 된다. 여기서 선풍기의 바람은 자기장의 세기가 되고 , 탁구공은 도체가 되는 것이다.

탁구공에 자기장이 형성되면 앙페르의 오른손법칙에 의해 전류가 발생하는 것이다.

앙페르의 오른손법칙이 궁금하다면

앙페르의 오른손법칙 5분 만에 이해하기

발전원리

이제는 하나의 회전자를 만들어 자석사이를 회전시켜 보겠습니다. 회전을 시키면 회전자의 힘의 방향을 계속 바뀌게 되고 플레밍의 오른손법칙에 의해 전류의 방향도 계속 바뀌게 됩니다.

전류의 방향이 계속 바뀌는 교류전류가 발생하게 되는 것입니다.

글을 마치며,

플레밍의 오른손법칙을 평소에 어느 정도 이해하고 발전기를 보면 , 아는 만큼 보이게 됩니다. 도움이 되셨으면 좋겠고, 혹시나 틀린 부분은 댓글 주시면 즉시 수정토록 하겠습니다. 감사합니다

플레밍의 왼손법칙 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Fri, 21 Apr 2023 11:10:05 +0900

학창 시절부터 공과계열 대학을 다녀보신 분은 알겠지만, 1년에 한 번씩은 꼭 듣게 되는 플레밍의 오른손 법칙과 왼손법칙입니다. 오른손과 왼손을 이리저리 비틀면서 공부를 한 경험이 있을 것입니다.

하지만 정확한 원리를 직접 설명하기는 쉽지 않습니다. 오늘은 플레밍의 오른손법칙을 이해함으로써, 전기에너지로 회전운동을 하는 원리를 배워보시길 바랍니다.

1. 전동기 원리의 시작

2. 전동기의 회전

3. 전동기 실사진

1. 전동기원리의 시작

전기에너지를 넣어주면 회전하는게 전동기, 회전시켰더니 전기에너지가 발생하는 게 발전기입니다. 플레밍의 왼손법칙은 전동기의 원리를 가장 쉽게 알 수 있는 방법입니다.

사진을 보면 자석 사이에 구리봉을 넣고 전원을 연결 해줍니다. 그랬더니 신기한 현상이 발생하게 됩니다. 구리봉이 전류만 흘려줬을뿐인데, 서서히 위로 움직이는 것입니다. 왜 그런 걸까요 ?

바로 플레밍의 왼손법칙 때문입니다. 전류에 의해 구리봉이 전자석이 되면서 힘이 위로 발생하게 되는 것입니다. 이때 검지 중지 약지를 이용해 힘, 자기장, 전류의 방향을 알 수 있습니다.

당연히 건전지의 위치를 바꾸면 영구자석의 자기장을 제외한 힘과 전류의 방향이 바뀌게 됩니다. 그렇다면 구리봉이 아닌 회전하는 회전자를 연결한다면 한쪽은 위로 힘이 작용할 것이고 , 다른 한쪽은 아래로 힘이 작용할 것입니다. 전동기의 원리가 됩니다.

힘이 왜 위로 작용하는 것일까

영구자석의 N에서 S극으로 흐르는 자기장과 도선에 전류가 흐르게 되면 앙페르의 오른손법칙에 의해서 발생하는 자기장과 충돌을 일으키게 된다. 이때 윗부분의 경우 서로 부딪히는 방향이 되어 힘이 상쇄되어 버리고 아랫부분의 경우 같은 방향이 되므로 도선에 흐르는 자기장의 방향을 도와 위로 올라가는 힘이 되는 것이다.

전류의 방향을 바꾸게 되면 아랫부분이 영구자석의 자기장과 충돌할 것이고, 윗부분이 같은 방향의 힘이 작용하여 구리봉은 아래로 내려갈 것이다.

당구의 원리를 이해하면 쉽다. 오른쪽을 치면 공이 왼쪽으로 회전하면서 왼쪽방향으로 가게 될 것이고 왼쪽을 치면 그 반대인 오른쪽으로 힘이 작용하게 된다. 여기서 큐대를 영구자석의 자기장으로 생각하고 공을 구리봉이라 생각하면 힘을 받기 쉬운 쪽으로 운동방향이 결정된다는 것을 알 수 있다.

큐대는 영구자석의 자기장이며 당구공의 회전은 구리봉의 자기장이다. 당구공의 어느 부분이 스핀을 받고 이동하는지 알 수 있다.

자기장의 방향이 왼쪽 방향으로 형성되면 영구자석의 자기장이 윗부분은 힘이 상쇄되고 당구공의 아랫부분을 치게 된다. 당연히 당구공은 아랫부분의 타격을 받고 스핀을 하며 위로 올라가게 될 것이다.

앙페르의 오른손법칙이란 ?

도선에 전류가 흐르면 자기장이 발생하며, 전류와 자기장의 방향을 결정짓는 법칙

앙페르의 오른나사법칙이 궁금하다면

앙페르의 오른손법칙 5분 만에 이해하기

2. 전동기의 회전원리

앞서 플레밍의 왼손법칙은 전동기의 원리를 설명한 것이라고 했습니다. 이제는 두 영구자석 사이에 두 개의 전선으로 회전자를 만들어 넣으면 어떻게 될까요?

한 개의 구리봉을 넣었을 땐 전류의 방향이 한 방향만 결정되어 봉이 위로 올라가는 힘이 작용하지만 회전자를 통한 두 가지의 전류방향을 주면 전류와 힘의 방향이 계속 바뀌게 됩니다.

전기에너지로 회전체를 만들 수 있는 것입니다.

전동기의 실사진

전동기 또한 여러 종류가 있지만 아래 사진은 직류전동기의 내부 모습입니다. 플레밍의 왼손법칙을 떠올리며 전동기가 어떻게 회전하는지 생각하는 시간을 가져보시길 바랍니다.

금속에 코일을 여러 번 감아 영구자석 사이에 넣은 다음 코일에 전기를 인가하면 모터가 회전하는 방식입니다. 철덩어리에 코일을 감아 전류가 흐르면 전자석이 되어 플레밍의 왼손법칙에 의해 힘이 발생하여 모터가 회전하는 것입니다.

글을 마치며,

플레밍의 왼손법칙을 평소에 어느 정도 이해하고 전동기를 보면 , 아는 만큼 보이게 됩니다. 도움이 되셨으면 좋겠고, 혹시나 틀린 부분은 댓글 주시면 즉시 수정토록 하겠습니다. 감사합니다.

3로 스위치 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Thu, 9 Feb 2023 13:16:50 +0900

여기 사람이 있습니다. 지하로 내려가기 위해선 계단에 불을 켜야 합니다. 문제는 지하로 내려간 이후에 불을 꺼야 되는데 어떻게 해야 될까요? 오늘은 전등을 두 곳에서 켜고 끌 수 있는 3로 스위치에 대해서 설명해 보겠습니다.

스위치의 종류
3로 스위치의 원리
실무사진

단로스위치 or 3로 스위치

스위치는 크게 3로 스위치와 단로 스위치로 나뉩니다. 먼저 단로 스위치 같은 경우 일반 가정집이나 사무실에서 사용하는 모든 스위치가 단로 스위치입니다.

3로 스위치는 전등을 두 곳에서 끄고 켜야 할 때 설치가 됩니다. 3로스위치와 단로스위치를 모르고 아무거나 구매하면 안 됩니다. 단로스위치에 3로스위치를 연결하면 전등이 점등되지만 , 3로 스위치에 단로스위치를 연결하면 전등이 꺼지지 않게 됩니다. 분명 스위치를 새 걸로 바꿨는데 꺼지지 않는 희한한 상황에 맞닥뜨릴 수 있습니다.

3로 스위치와 단로 스위치는 뒷면에 기호를 확인하지 않으면 똑같이 생겼기 때문에 잘못 구매할 가능성이 높다. 전기실무자라면 스위치를 구매할 때 뒷면의 스위치 기호를 참고 할 줄 알아야 한다.

3로 스위치 실무

먼저 1층 3로 스위치부터 내부 결선을 보겠습니다. 빨간 선은 220V의 전원선이며 , 맞은편 초록색 두 선은 지하 1층의 3로 스위치로 연결됩니다.

지하 1층의 3로 스위치 내부결선입니다. 1층에서 내려온 두 개의 전선이 맞은편의 전선은 전등으로 연결됩니다.

3로 스위치 결선

3로 스위치는 단로스위치와 다르게 전선로가 끊기는 방식이 아닌 방향을 바꿔서 끄는 방식입니다. 따라서 1층에서 꺼져도 선로가 끊기지 않고 방향만 바뀌게 되어 , 지하에서 스위치 방향을 1층과 연결되게 바꿔주면 통전이 되는 것입니다.

글을 마치며,

3로 스위치를 모를 때, 아무 스위치만 사와 교체하고 나서 골머리를 앓은 적이 있습니다. 전기 실무는 별 것 아닌 것이라 해도 많이 알면 알수록 도움이 됩니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.

메거테스터기 사용방법 5분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Mon, 14 Nov 2022 13:34:33 +0900

전기기사로 일을 하다 보면 누전으로 인한 민원을 종종 받습니다. 하지만 메거테스터기를 쓰는 것보다 일반 가정집 같은 경우 가전제품 자체에서 누전이 나는 경우가 많아 메거를 쓸 일이 별로 없는 것도 사실입니다. 또는 집안의 모든 콘센트를 뽑고 하나씩 꼽아가며 차단기가 트립되면 찾아가는 방식도 있습니다.

하지만 전기안전관리자라면 메거테스터기는 반드시 사용할 줄 알아야 합니다. 누전이란 것이 쉽게 찾는 경우도 있지만 도저히 답이 나오지 않을 만큼 어려운 경우도 있기 때문입니다. 사용방법만 알아서는 안되고 그 원리부터 알아야 더 빠른 학습이 됩니다. 오늘은 메거테스터기의 원리와 사용방법을 익혀보시고 현장에서 직접 사용해보시길 바랍니다.

메거는 누전만 잡지 않는다

누전이 발생 했을 때

메거가 누전을 찾는 원리

메거는 누전만 잡지 않는다.

먼저 메거의 지침부터 보겠습니다. 절연저항 측정 , 교류전압 측정 , 배터리 상태 측정을 할 수 있습니다. 여기서 배터리 측정은 메거테스터기의 배터리 상태를 표시합니다.

메거의 측정방식

메거는 빨간 선과 검은선이 있습니다. 빨간 선 같은 경우 제일 윗부분에 연결하는 경우 부저로 통전 테스터기가 되며 가운데에 연결하는 경우 교류전압 측정 및 누전 테스트(절연저항측정)를 할 수 있습니다. 제일 아래 선은 검은선만 사용 가능하며 접지로 연결됩니다.

① 부저 테스터 선이 도통되면 삐 - 소리가 난다.
② 배터리 체크 메거내의 배터리상태를 표시한다.
③ 절연저항측정(누전테스트) 를 실시하는데 양 단에 500V 를 인가시켜 절연저항을 측정한다.
④ 절연저항측정(누전테스트) 를 버튼을 누른상태에서만 가능하게끔 한다.
⑤ 교류전압을 측정할 수 있다.

누전이 발생 했을 때

위 사진의 표시된 차단기는 전열(콘센트) 차단기입니다. 만약 해당 차단기를 올려도 일정 시간 후 떨어지는 걸 반복한다고 가정해 보겠습니다. 올리자마자 바로 떨어진다면 단락이 의심되지만 일정 시간 후 떨어진다면 전기가 땅으로 새고 있다는 걸 의미하므로 누전 테스트를 통해 누전을 찾아야 합니다.

누전차단기 마다 정격감도전류가 있다. 보내는 전류와 들어오는 전류의 차이를 나타내는 전류로서 누전차단기 내부에 영상변류기를 넣어 누전을 감지한다. 따라서 정격감도전류를 초과하는 전류가 샌다면 단락이 아니더라도 차단기를 올리자마자 바로 떨어진다.

누전차단기에 대한 더 자세한 내용은 여기를 참고해주세요.

검은 접지선은 구리 버스바에 물려도 되고 철판과 닿여있는 곳에 물려도 상관없습니다. 떨어지는 차단기의 양쪽 선을 분리합니다. 메거를 MΩ 슬릇에 두고 절연저항을 측정합니다. 양쪽다 측정한 결과 절연저항은 40MΩ 으로 양호한 상태를 보였습니다.

메거의 검은색 접지선은 구리버스바가 아닌 아무 철판에 물려도 상관이 없다. 왜냐하면 버스바 자체가 철판에 붙어있기 때문에 사실상 판넬자체가 접지인 셈이다.

차단기의 선을 분리하지않고 절연저항을 측정해도 되지만 무심결에 차단기가 투입된 상태에서 메거의 500V 를 인가하면 메거와 부하에 손상이 갈 수 있으므로 안전사고가 우려된다면 선을 분리한 후에 테스트를 하는게 좋다.

그런데 지금은 차단기가 누전이 되고있다는 가정하에 측정을 하고 있습니다. 만약 누전이 된다면 절연저항의 지침은 어느 방향으로 가게 될까요?

메거로 누전을 찾는 원리

부하에 연결된 검은색 전선에서 예를 들어 35mA의 누전이 발생합니다. 차단기는 트립되고 메거를 사용해 500V를 인가하면 하나의 회로가 구성이 되면서 절연저항을 측정합니다.

메거는 누전이 의심되는 해당 선로에 직류 500V를 인가합니다. 만약 이때 전류가 새고 있다면 메거의 저항은 1MΩ 보다 낮은 수치를 나타낼 것입니다. 위 사진에선 0을 가리키고 있습니다.

이해가 쉽게 회로로 구성을 해보겠습니다. 메거의 지침을 보면 가장 끝부분으로 가면서 절연저항이 0 이 되는 것이 보입니다. 절연저항이 1MΩ 이하가 되면 기준치 미달이 되므로 누전을 의심해봐야 합니다.

누전이 발생하면 지침이 0 으로 가는 이유

예를 들어 35mA와 같은 일정량의 누설전류가 발생하면 옴의 법칙에 의해 약 14,285Ω 의 절연저항이 발생하게 된다. 14,285Ω 은 메거의 계기판의 MΩ으로 측정이 불가능하기 때문에 가장 낮은 수치인 0으로 표시된다. 이러한 메거의 원리를 통해 해당 선로에서 누전이 발생하고 있음을 알 수 있다.

글을 마치며,

누전이 매일 같이 발생하는 현장이라면 메거를 자주 사용하겠지만, 그렇지 않은 경우 금새 까먹어버리곤 합니다. 지침이 움직이기만 해도 누전이라고 생각하는 분들도 의외로 많습니다.

앞으로 현장에서 메거테스터기를 사용하실 때 원리를 생각하면서 사용해 보시면 좀 더 빠르게 원인을 찾게 될 것입니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다

차단기용량 산정 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sun, 13 Nov 2022 11:39:05 +0900

전기기사로 근무를 하다 보면, 부하를 증설하는 공사를 진행할 때가 더러 있습니다. 이때 차단기 용량을 산정해야 하는지 제대로 산정하지 못하면 , 과부하로 인해 차단기가 계속 트립되는 아주 난처한 상황이 발생하곤 합니다. 오늘은 단상 , 3상 차단기 용량 산정방식을 배워보시고 , 직접 계산해보는 시간도 가져보시길 바랍니다.

차단기용량만 봐선 안된다. 전선의허용전류
단상 차단기용량은 매우쉽다.
실수하면 큰일나는 3상 차단기용량 산정

차단기용량과 전선의 허용전류의 관계

이해하기 쉽게 일반 가정집으로 예를 들고 시작하겠습니다. 현재 살고 있는 집에 냉장고를 설치하고 싶어 졌습니다. 냉장고의 용량은 3KW이며 단독 차단기에 설치를 하고 싶습니다. 그런데 차단기의 용량과 전선의 굵기가 냉장고를 사용하는데 지장이 있을지 고민이 됩니다.

먼저 차단기의 용량부터 선정을 해보겠습니다. 부하전력이 3kW이니 부하 전류를 구할 수 있습니다. 단상 부하 전류 I = 3000W / 220V를 하면 약 13.63 A의 부하 전류가 흐르는 걸 알 수 있습니다.

즉 3kW 의 냉장고를 사용하게 되면 13.63A의 부하 전류가 흐르게 되고 여기에 약 10 ~ 20 % 여유를 주기 위해 13.63 A에 1.1 ~ 1.2를 곱해줍니다. 그러면 14.99 ~ 16.35 A 되고 이 보다 높은 20A의 차단기를 선정해주면 됩니다. 이제 차단기는 냉장고를 사용하는데 안전하게 사용할 수 있게 되었습니다.

출처 - 다산에듀 유투브자료실

차단기 용량의 산정이 끝났다면 , 전선의 굵기도 산정을 해줘야합니다. 냉장고는 위에서 표를 보면 단상 허용전류 26 A에 해당하는 2.5 ㎟ 의 전선을 사용하면 됩니다.

전선의 두께가 1.5 ㎟ 도 허용전류에 해당이 되는데 2.5 ㎟를 하는 이유는 한국전기설비규정에 저압 옥내배선의 전선은 단면적 2.5 ㎟ 이상의 연동선 또는 이와 동등 이상의 강도 및 굵기 일 것으로 규정되어 있기 때문입니다.

1.5 ㎟ 같이 얇은 전선은 모터를 기동하는 제어용 판넬에 사용됩니다. 아파트나 상가에 차를 타고 출입을 할 때 주차 봉이 올라갔다 내려갔다 하는데 그 주차 봉의 제어회로 내부를 보면 1.5 ㎟ 의 전선이 배선되어 있습니다.

전선의 허용전류는 무조건 차단기보다 높게

전선의허용전류 > 차단기 정격전류

차단기 용량이 50A 이고 사용하는 전선의 허용전류가 25A 가 되면 불이 날 수 있다. 만약 전선에 40 A의 전류가 흐르게 되면 허용전류가 25 A 인 전선은 불에 타기 시작하고 차단기는 50A 가 넘어야 차단되므로 40A에선 차단되지 않는다.

그로 인해 차단기는 작동하지 않고 전선이 불타는 대형참사가 발생하는 것이다. 따라서 차단기가 자꾸 트립된다고 해서 무턱대고 용량이 높은 차단기로 절대 바꿔선 안된다.

단상 차단기 용량 선정

단상차단기의 선정은 아주 쉽습니다. 전압은 220V로 동일하며 , 부하 전류를 구해 차단기 용량을 선정합니다. 단상 같은 경우 가정집이나 사람이 자주 사용하는 전기가 대부분이므로 누전차단기를 주로 설치합니다.

3상 차단기 용량 산정

3상 차단기의 경우 Y결선방식이 있고 △결선 방식 두 가지가 있습니다. 그래서 애매한 경우 멀티테스터기를 이용해 상전 압을 반드시 체크 후 용량 계산을 해야 합니다. 왜냐면 Y결선인 경우 선간 전압을 측정해보면 380V이지만 △결선의 경우 선간전압이 220V 이므로 차단기 용량 자체가 완전히 달라지기 때문입니다.

Y 결선의 경우 부하전류를 구하는 데에 선간 전압에 380V로 계산하는 것을 볼 수 있습니다. Y 결선은 3상 4선식이긴 해도 모터에는 어차피 3가닥의 전선만 연결되므로△결선과 헷갈릴 수 있습니다. 그래서 전압 측정을 먼저 해봐야 합니다.

△결선의 경우 선간 전압을 측정하면 220V 가 나오게 됩니다. 부하 전류를 구하는 공식은 같지만 선간 전압에 220V를 넣어 계산합니다.

차단기 용량 계산 공식의 V는 선간 전압을 뜻한다.

글을 마치며

오늘은 차단기 용량 계산을 최대한 간단하게 설명을 해보았습니다. 사실 현장 상황에서는 저렇게 쉽게 계산이 되지 않습니다. 내가 설치하고자 하는 판넬의 그 전에 있는 차단기 판넬의 용량도 고려해야 합니다.예를들자면 내가 100A의 차단기를 설치했는데 그 전에 있는 판넬의 메인이 50A 일수도 있기 때문이죠

그래도 기본적인 단상과 델타 , 와이 결선의 차단기 용량을 계산하는 방법을 알고 계시면 현장업무에 크게 도움이 되지 않더라도 업무를 익히는데 조금은 더 수월합니다.

글만 읽어서는 절대 내 것이 되지 않습니다. 가능하면 용지와 펜을 준비하시어 단상 , 델타 결선 , 와이 결선의 차단기 용량 선정하는 방법을 직접 말하면서 스스로를 가르쳐 보세요.

지식은 그냥 얻을 수 없습니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

누전경보기(ELD) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sat, 20 Aug 2022 13:44:25 +0900

가정집에서 누전이 발생하면 누전차단기가 떨어집니다. 사람은 50mA에서도 사망할 수 있기에 그렇습니다. 이처럼 고압 대전류를 다루는 수변전설비에서도 당연히 누전을 검출해야 합니다. 하지만 가정집과 방식은 조금 다릅니다.

그래서 오늘은 수변전실에 설치된 누전경보기에 대해서 알아보겠습니다. 실제로 중견기업 면접에서 질문을 받은 경험이 있는 만큼 누전경보기(ELD) 는 꼭 알고 넘어가시길 바랍니다.

누전 경보기란
영상변류기의 원리
현장사진

Earth(땅으로) Leakage(누출되는걸) Detector(검출하는것)

누전경보기(ELD)는 복잡해 보여도 생각보다 이해만 하시면 아주 간단합니다. 말 그대로 누전이 발생했을 때 , 위 그림에 있는 설비에서 경보가 작동하게 되는 것입니다. 그림에서 설명해 놓은 것을 천천히 보세요.

만약 1번에서 누전이 발생하면 , 삐 ~~ 하는 경보음이 발생하게 됩니다. 시험 버튼을 누르면 삐하는 소리가 나고 다시 원상복구 됩니다.

하부 가운데에 있는 자동/지속은 누전이 발생했을 때 , 자동으로 설정해놓으면 자동으로 복귀해버린다. 그렇게 되면 어디 부분에서 누전이 발생했는지 경고 점등이 사라져 누전된 곳을 찾을 수가 없다. 하지만 누전이 지속적으로 발생된다면 자동으로 해놓아도 결국엔 다시 경보음이 작동한다.

지속으로 설정할 경우, 누전이 발생하면 경고등이 계속 점등되어 있으므로 , 경보기의 누전부분을 찾을 수 있고 원인 조치 후 복귀버튼을 직접 눌러주면 된다. 편의상 자동으로 설정해놓는다.

도면을 보시면 ACB(기중차단기)의 후단에 ZCT(영상변류기)가 설치되어 있습니다. 누전경보기는 영상 변류기를 통해 관통한 4개의 선의 백터적 합으로 지락을 검출합니다.

누전경보기(ELD)의 판넬 내부에는 앞 쪽에는 MCCB 반과 ELD가 설치되어 있고 , 뒤쪽으로 돌아가면 영상 변류기가 설치되어 있는 걸 볼 수 있습니다.(큰 사진은 하단 참조)

도면 하단에 누전경보기(ELD)를 보면 10 CCT라고 적혀있다. 이 것은 경계전로가 총 10개라는 뜻이며, 총 10군데를 감시할 수 있다는 뜻이다. ZCT 가 9개 설치되어 있고 1개는 스페어(예비) 용으로 도면에 표시되어 있다.

영상변류기(ZCT)의 원리 계기용 변류기(CT)와 다른 점

위 사진은 계기용변류기(CT) 사진입니다. CT의 경우 하나의 선을 관통시켜 전류를 측정하는 데 사용합니다. 보호계전기와 연동하여 과전류 발생 시 차단기를 트립시킵니다.

계기용변류기(CT)에 대해 더 궁금한 점은 여기를 참고하시면 됩니다.

ZCT는 CT와 생김새는 비슷하나 하는 역할은 다릅니다. 누전차단기를 생각해봅시다. 누전차단기에는 정격 감도 전류라는 것이 있습니다. 바로 보내는 전류와 돌아오는 전류의 차이가 발생하면 누전으로 인식하고 차단기가 떨어지게 하기 위한 설계입니다.

가정집에서 흔히 보는 누전차단기가 전류의 차이를 감지할 수 있는 이유는 내부에 영상 변류기가 들어있기 때문입니다. 아래 사진은 누전차단기 내부에 영상 변류기를 볼 수 있습니다.

누전차단기

배선용차단기

이렇듯 영상 변류기(ZCT)는 여러 가닥의 전선을 관통시켜 정상시 백터적 합이 0으로 유지될 때 동작하지 않고, 그 값이 0이 되지 않으면 ZCT에 앙페르의 오른손 법칙에 의해 전류가 발생되어 ELD 가 작동되게 됩니다.

현장 사진

누전경보기의 뒷부분 패널을 열어보면 , ZCT를 관통한 4개의 선들이 보입니다. 제일 윗부분 가장 큰 ZCT는 특별한 이유로 큰 것이 아니라, 해당되는 아파트 동이 가장 고층이며, 더 많은 전류를 사용하기 때문입니다.

ZCT(영상 변류기)에 붙어있는 2개의 선이 ELD(누전경보기)로 연결됩니다. 각 선마다 흰색 밴드로 넘버링이 되어있으므로 경보기 작동 시 어떤 ZCT에서 작동된 건지 찾을 수 있습니다.

ZCT(영상 변류기)가 9개 이므로 당연히 MCCB(배선용 차단기) 도 9개가 된다. (1개는 스페어)

글을 마치며

ELD 가 무엇인지 물어보는 면접관에게 누전차단기 ELB로 대답을 한 적이 있습니다. 결국 면접은 떨어졌지만 스스로의 밑천을 깨닫고 더 공부하게 된 계기가 된 것 같습니다.

눈으로만 읽고 유튜브 영상으로만 학습을 하면 절대 머릿속에 오래 남지 않습니다. 각각의 키워드를 조합하여 스스로 설명해보는 시간을 꼭 가지시길 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.

ELD 란 ?

영상변류기(ZCT) , 수변전 설비 저압라인 , CT와 ZCT 의 원리와 차이점 , 저압라인

ACB (기중차단기) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Wed, 17 Aug 2022 13:14:42 +0900

ACB는 근무 중 정전이 발생하면 , 저압 라인을 보호하기 위해 다뤄야 하는 중요한 설비입니다. 만약 ACB를 차단하지 않고 22.9KV를 복전(정전을 복구시키다) 하게 되면 가정집의 가전제품에 이상전압이 인가되어 대참사가 발생할 수 있기 때문입니다.

오늘은 전기자격증에서 3줄로만 설명되어있는 ACB 에 대해서 공부를 해보시고, 스스로에게 설명해보는 시간을 꼭 가져서 지식을 내 것으로 만드시길 바랍니다. 현장 사진과 관련 내용은 현재 근무 중인 곳을 토대로 작성하였으니 이점 양해 바랍니다.

ACB(기중차단기) 의 수변전설비 도면
작동방법과 현장사진
정전시에는 ACB를 차단해야할까

Air Circuit Break (공기 차단기 )

공기차단기로 읽지만 ACB는 기중차단기란 명칭입니다. 비슷한 명칭인 ABB (Air Blast Circuit Breaker) 공기 차단기도 있습니다. 하지만 둘은 하는 역할과 설치되는 곳도 다릅니다.

공기 차단기(ABB)는 압축공기를 이용해 아크를 소호 합니다. 압축된 공기로 불을 끈다는 건 저압이 아닌 고압에서 사용된다는 걸 짐작할 수 있습니다.

명칭	약어	아크소호방식	사용전압
기중차단기 ACB	Air Circuit Breaker	대기중의 공기	3300V 이하
공기차단기 ABB	Air Blast Circuit Breaker	압축공기	10 ~ 750kv 이하

ACB 현장사진

위 사진에서 수변전설비의 ACB 도면을 해석해보았습니다. 상세내용은 아래에 있습니다. ACB 주변에는 어떤 설비들이 연결되어있는지 보시고 , 왜 그런지 생각해보는 시간을 가져보세요

정격전류 : 차단기가 허용할 수 있는 전류이며 , 안정적으로 흐를 수 있는 전류의 값

인출형 : 차단기 수배전반과 별도로 설치되어 있는방식, 즉 차단기 본체를 분리할 수 있는 방식이므로 점검과 교체가 용이한 장점이 있다.

정격차단전류 : 차단기 2차측에서 단락이 발생하였을 때 , 엄청난 대전류가 발생하게 되고 그 전류를 버틸 수 있는 값

과전류,지락과전류계전기 : ACB 내부에 내장되어 있는 보호계전기로서 지락사고나 과전류 발생시 차단시켜 계통내 사고확대를 방지해준다.

현장사진

ACB 를 수동조작할 때

ACB(기중차단기)는 아크를 대기 중 공기로 소호 합니다. 전류를 차단하게 되면 아크가 발생하게 됩니다. 이때 아크의 온도는 철도 녹일 만큼 약 6000 º에 달하게 되는데 기기의 손상을 불러오게 되므로 소호 해주어야 합니다.

ACB는 저압 200A 이상에서 사용하는 경우가 많고 , 보호계전기가 내장되어 있어 과전류 , 부족전압 , 지락발생시 차단되므로 저압 라인을 보호하는데 신뢰성이 높습니다.

레버조작이 안될 시, 수동으로 차단 투입을 해야 합니다. 차단을 한번 하게 되면 바로 재투입이 불가하게 되어있습니다. 그 이유는 높은 전류를 다루는 수변전설비의 차단기는 아무렇게나 차단 투입이 되어버리면 기기의 손상을 불러올 수 있기 때문입니다.

차징레버를 여러 번 위아래로 해주게 되면 차징 상태가 흰색이 아닌 노란색으로 변하게 됩니다. 이때 투입 버튼을 누르면 탕! 하는 소리와 함께 전원이 투입되게 됩니다.

계기용변류기 CT

도면에서 볼 수 있듯이 , CT 1000/5A 가 설치되어 있습니다. 회로내의 전류를 측정하거나 과전류를 검출해 과전류 계전기로 신호를 보내어 차단기를 작동시킵니다. CT의 원리가 궁금하신 분은 여기를 참조 하세요.

계기용변압기 PT

ACB 패널 내부에 함께 연결된 PT입니다. 회로 내의 전압을 측정합니다. 전압을 측정하는데 쓰이고 만약 계기용 변압기 내부에서 단락사고가 발생 시 퓨즈가 끊어져 ACB까지 사고가 확대되는 걸 방지합니다.

PT의 원리가 궁금하신 분은 여기를 참조해주세요.

정전 시 에는 ACB를 차단해야 할까

정전 시에는 부족전압으로 인해 고압측 VCB(진공차단기)가 차단됩니다. (VCB의 원리는 여기) 그다음 ACB의 판넬로 가서 레버를 당겨 OFF 쪽으로 하여 저압 라인도 차단해주는 게 맞습니다.

하지만 현장에선 의견이 분분합니다. 괜히 차단했다가 다시 복전이 안 되는 ACB 고착현상이 발생할 수 있기 때문입니다. 그렇다고 해서 저압 라인을 그대로 놔둬선 안됩니다.

실 예로 정전작업 후 저압라인 차단없이 그대로 복 전했다가 일부 가정집 냉장고와 가전제품이 망가진 사례도 있기 때문입니다.

예전 직장에서 태풍으로 인해 기숙사 정전이 되었는데, 복전 후 노트북 하드가 망가져 18만원을 수리비로 쓴적이 있습니다. 그래서 ACB 가 아니더라도 그 아래 패널인 MCCB라도 차단시켜 저압라인을 보호해줘야합니다.

글을 마치며, ACB를 설명해보자.

ACB 란 기중차단기로 불리며 , 주로 200A 이상의 저압 라인에 사용되는 차단기이다. 전압은 3.3KV 이하에서 사용되며, 대기 중 공기로 차단 시 아크 소호를 한다.

ABB인 공기 차단기와 다르다. 공기 차단기를 압축공기 소호 방식이며 , 고압에서 사용된다.

ACB는 인출형과 고정형이 있으며 , 보호계전기가 내장되어 있어 신뢰도가 높다.

정전 발생 시 저압 라인 보호를 위해 차단해주거나 , 부득이할 시 ACB 패널 옆 MCCB 차단기를 복전 시 발생하는 이상 전압으로부터 저압 회로를 보호해준다.

부족한 글이지만 도움 되셨길 바라며, 이상으로 글을 마치겠습니다.

변압기 현장사진 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Tue, 2 Aug 2022 14:43:52 +0900

2022.07.10 - [전기상식] - 변압기 원리 10분만에 이해하기

변압기 원리 10분만에 이해하기

변압기의 원리는 생각보다 엄청 단순합니다. 하지만 직접 설명하기란 쉽지 않습니다. 오늘은 변압기가 어떻게 작동되는지 알아보고 직접 설명해보는 시간을 가져봄으로써 전기기사 자격 취득 ,

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변압기 원리 2편은 현장사진과 도면을 위주로 설명을 해보겠습니다. 1편과는 내용이 다르지만 나중에 현장을 가시거나 현재 현장에서 근무하시는 분들이 도움이 되었으면 합니다.

변압기 수변전설비 도면이해
변압기 현장사진

수변전설비 읽고 이해하기

변압기는 몇가지 결선 방식을 가지고 있는데 , 이번 글에서는 △ - Y 결선 방식을 도면을 통해 다뤄보겠습니다. △ - Y 결선 방식은 흔히 강압용 변압기입니다.

일반 건물에서는 22.9 KV를 한전에서 받아 그대로 사용할 순 없습니다. 전압을 낮추어 380V/220V로 바꾸려면 2차 측을 Y 결선으로 해야 하기에 전압을 낮춘다는 뜻의 강압용 변압기로 사용됩니다.

2차측이 Y 결선을 써서 강압(전압을 낮춤)을 하는 이유

2차측을 Y결선으로 변압해야 3상 4선이 되어 380V와 220V를 같이 사용할 수 있기 때문이다. 380V는 엘리베이터, 물펌프와 같이 모터 부하에 사용되며 , 220V는 주로 가정용 전기로 송전된다.

현장사진을 보며

1차측은 △ 결선으로 수전을 받습니다. 조금 헷갈린 수 있지만 그림으로 풀어서 보면 이해가 됩니다.

2차측 Y 결선의 변압기 현장 사진입니다. 맨 오른쪽의 흰색 케이블은 중성선이며 뒤편에 따로 연결되어 있습니다.

△ - Y 결선의 장단점

장점

Y 결선에 중성점 접지를 할 수 있다.

상전이 선간전압의 1/√3 이므로 절연에 용이하다.

△결선이 있으므로 3 고조파가 없다.

기전력의 파형이 왜형파가 되지않는다.

단점

1상이라도 고장나면 전원이 공급되지 않는다.

중성점 접지로 인해 유도 장해가 발생한다.

1차와 2차 전압의 위상 차이가 30 ˚ 차이 난다.

글을 마치며,

변압기 결선 방식의 장단점은 실기에서도 많이 나오므로 꼭 암기해야 합니다. 하지만 무작정 외우기만 하면 나중에 반드시 까먹게 되고 , 쓸모없는 지식이 됩니다.

차후에 변압기 결선방식의 장단점을 뜻풀이와 함께 이해 위주로 글을 작성해볼 테니 나중에 현장을 가셔서 수변전설비 도면을 볼 때 변압기의 스펙 정도는 읽을 줄 알게끔 학습을 해보시는 게 좋을 거 같습니다.

그리고 마지막엔 항상 스스로를 가르쳐봄으로써 머릿속에 지식이 오래 남을 수 있게 해 주시는 게 좋습니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

단락(쇼트) 이론 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sun, 31 Jul 2022 13:36:51 +0900

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.

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

모든 시설물의 분전함 판넬은 조심히 다루어야 하지만, 특히 상업용 건물(상가, 병원 등)의 분전함은 특히 더 조심해야 합니다. 순간의 실수가 엄청난 피해보상과 타인의 생계와 생명을 위협할

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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.

VCB(진공차단기) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Tue, 26 Jul 2022 21:40:01 +0900

내가 사는 집의 신발장이나 , 주방을 보면 네모난 차단기 함이 있습니다. 거기에 차단기를 내리고 형광등이나 콘센트를 바꾸곤 합니다.

수변전설비에서 차단기도 마찬가지 입니다. 단지 대전류로 오기 때문에 그 힘을 감당할 만큼의 큰 차단기가 들어가는 것뿐입니다.

이렇게 수변전설비에서의 진공차단기는 설비를 점검 수리하거나 , 정전작업 , 사고로 과전류 발생 시 차단됩니다.

VCB 란 무엇인가
수변전도면 보기
현장사진 및 수동조작방법

vacuum (진공) Circuit breaker(차단기)

22.9kv 수전설비에서 사용되는 진공차단기는 실질적으로 가정용 차단기와 하는 역할은 같습니다. 계통 내에서 단락 같은 과전류나 전기가 새는 지락, 등이 발생했을 때 , 빠르게 차단되어 사고가 확대되는 걸 방지합니다.

또한 변압기 수리 나 정전작업을 할 때에 굳이 한전의 도움 없이 전기안전관리자나 전기안전공사 직원과 동행하에 차단을 할 수 있습니다.

VCB 의 실사진

VCB 특징 (이유를 생각하며 읽어보자)

1. 소형 경량이다.

(김치냉장고 만하다.)

2.고속도 개폐가 가능하고 차단성능이 우수하다.

(차단속도는 0.3초 )

3. 저소음으로 수명이 길다.

(차단 투입시 "탕!" 소리 밖에 안남 16년째 사용중)

4. 화재의 우려가 없어 안전하다.

(진공으로 아크(불꽃)을 소호하고 서지흡수기도 있으므로)

VCB의 뒷부분을 보면 22.9KV 가 연결되어 있습니다.

VCB의 뒷부분

노란 부분은 CT가 연결되어 있는 걸 알 수 있습니다. 초록 부분은 서지 흡수기로서 진공차단기에서 발생하는 개폐서지를 흡수해 사고 확대를 방지합니다.

서지 흡수기(SA) : 서지는 급등하다는 뜻을 가졌으며, 차단기 개폐시 발생하는 이상전압을 흡수하여 사고를 방지한다.

계기용변류기(CT) : 링크참조

계기용변류기(CT) 10분만에 이해하기

전기에서는 전압만큼 전류도 매우 중요합니다. 전기가 흐르지 못하면 아무 쓸모가 없기 때문입니다. CT는 한전에서 보내준 높은 전류를 설비를 이용해 "측정"을 하고 과전류가 발생 시 계전기를

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VCB 도면 보기

아래 도면은 VCB의 기호와 함께 차단기의 스펙이 적혀있습니다. 이게 조금 헷갈리는 부분이 있지만 천천히 읽어보시면 금방 이해할 수 있습니다.

정격전압

차단기 자체에 인가될 수 있는 전압을 나타내며 , 말 그대로 차단기가 버틸 수 있는 전압인 셈이다. 24KV 가 초과되면 차단기는 차단되거나 운이 없으면 폭발할 우려가 있다.

여기서 24kV는 정격전압이다. 정격전압 = 공칭전압 × 1.2/1.1 이 된다. 한전에서 22.9kv를 받지만 기기가 정상적으로 작동하기 위한 여유율을 주는 것이다.

정격전류

차단기가 정상적으로 연속 통전이 가능한 전류의 한도이며, 630 A 가 초과될 시에 차단기는 버티지 못하고 과전류에 의해 차단된다. 배선용 차단기나 누전차단기에 20A 30A 50A 등등이 기록되어있는 개념과 같다.

정격차단전류

단락(쇼트)이 발생하면 펑하면서 엄청난 전류가 발생한다. 이때 차단기가 버틸 수 있는 전류의 정도를 나타낸다. 흔히 '맷집'과 같은 개념이다. 정격 차단 전류가 높을 수록 당연히 더 튼튼해야 하므로 가격이 비싸진다.

정격차단용량

정격차단전류 × 정격전압 × √3의 계산식으로 나타낸다. √3 이 있는 이유는 3상 전력을 받기 때문이고 위 사진의 숫자를 넣어 계산해보면 520 MVA 가 나오게 된다.

VCB 수동작동 원리

보통 VCB는 부족전압 계전기에 의해서 작동이 많이 됩니다. 예를 들어 태풍이 와서 내가 사는 지역의 전봇대가 넘어졌습니다. 당연히 한전에서 공급받는 전압이 없게 되고 , 정전이 발생합니다.

이때 부족전압 계전기는 " 전압이 왜 이렇게 낮아졌지? " 하면서 차단기를 작동시켜 정전상태로 만들어버립니다. 그리고 비상발전기가 자동으로 돌아갑니다.

이때 정전을 복구하게 되면 자동으로 투입하는 레버 스위치를 내 몸 쪽으로 살짝 당겨 옆으로 틀어주면 '탕' 소리와 함께 투입이 되지만 안 되는 경우가 있습니다. 이때 수동으로 투입을 시켜줘야 합니다.

투입

VCB 같이 높은 전압과 전류를 투입하는 설비는 차단과 투입을 자유자재로 해서는 안된다. 따라서 스프링을 차징 시킨 후 엄지손으로 밀면 탕 소리와 함께 투입이 된다.

차단

투입 상태에서 엄지손으로 꾹 누르면 탕 소리와 함께 차단된다.

수동 스프링 차징 홀

차단기가 OFF 되면 ㄱ 자 레버를 끼우고 시계방향으로 돌린다. 계속 돌리다 보면 헛돌게 되고 스프링 차징 상태 표시의 화살표가 오른쪽 스프링이 늘어난 부분으로 가리키게 된다. 계속 돌리면 헛돌게 되는데 스프링 차징 상태의 화살표가 스프링이 늘어난 모양인 오른쪽으로 가리킨다. 그다음 투입을 누르면 된다.

글을 마치며

VCB는 1000KW 이상의 수전설비에 사용되므로 전기 선임을 걸게 되면 무조건 조작할줄 알아야 되는 설비입니다. 당연히 이 부분에 대해서 스스로 설명할 줄 도 알아야합니다.

전기를 공부하고 자격증을 따고 결국 나중에 수변전설비를 관리하게 된다면 가장 먼저 VCB 조작법부터 배워두시길 바랍니다. 정보는 구글 네이버 유투브등 널려있습니다.

부족한 글이지만, 이상으로 글을 마치겠습니다.감사합니다.

3상과 단상 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sat, 16 Jul 2022 17:14:50 +0900

전기공부를 하면 단상과 3상을 듣다 듣다 너무 헷갈려서 결국 과년도 문제를 외워버리곤 합니다. 분명 이해를 하고 넘어갔는데 또 까먹고 √3 (루트3) 이 왜 나왔다 사라지는지 조차 모르는 분들이 많습니다.

현장에 계시다면 단상과 3상에서 √3 (루트3) 이 왜 나오는지 물어보세요. 제대로 설명하는 사람은 별로 없습니다.

하지만 전기자격증으로 취득하고 전기를 업으로 하실거면 단상과 3상의 차이는 반드시 내 입으로 설명할 수 있어야 합니다. 암기 아닌 학습을 하시고 직접 스스로를 가르쳐보는 시간을 가져보세요.

3가지의 면상
단상 전력은
3상 전력은
내가 사는 집에는 단상이 들어온다.

3가지의 면상

얼굴이 울상이네 , 웃는 상이네 , 죽을상이네 면상좀 보자 라는 말을 할 때의 상은 서로 상(相) 자 입니다. 나무 목(木)과 눈 목(目) 을 합쳐 서로 바라본다는 의미 입니다. 3상의 상도 같은 의미입니다.

3상과 단상에서 상은 하나의 형태를 뜻합니다. 즉 3상은 3가지의 형태, 단상은 하나의 형태 라고 해석하시면 됩니다.

"어떻게 생겼는지 면상좀 보자. 3상이네" 이런 맥락이겠군요

3상은 3가지의 형태라고 해석된다. 고로 3상전력은 3가지의 전력으로 해석된다.

단상 전력은

코일을 감아놓고 자석을 돌리면 하나의 전기가 발생합니다. 그 이유는 렌쯔의 법칙 , 앙페르의 오른손 법칙 , 패러데이 법칙으로 알 수 있습니다.

하지만 여기서 120 도 씩 위상차이를 두고 코일을 배치한다음 자석을 돌리면 어떻게 될까요 ?

3상전력은

이제는 코일을 3개배치하여 그 안에 자석을 돌립니다. 그랬더니 3가지의 전기가 발생하게됩니다. 풍력발전 , 수력발전 , 원자력발전 , 화력발전 등 회전을 시켜 전기를 얻는 방식은 모두 이러한 방식을 가지고 있습니다. 바로이것이 3상의 시작입니다.

내가 사는 집 , 공장 , 오피스텔 등 모든 건물이 이 3가닥의 전선을 받습니다. 아파트의 경우 수변전실을 통해 , 주택같은 경우 전봇대에 달려있는 주상변압기로 전압을 낮추어 받게됩니다.

여기서 120도의 위상차를 두고 회전시켰더니 3가지의 전기가 나오는 것입니다. 3상전기는 이렇게 만들어 지고 태양광 태양열을 제외하곤 모든교류전기가 3상으로 만들어집니다.

그렇게 발전소로 부터 3가닥의 선이 발전소로 부터 전기가 만들어져 내가사는 집까지 오게 됩니다. 전봇대를 한번 처다보세요 3가닥의 선이 지나가고 있습니다. 제일 위에 있는 선은 가공지선 으로서 낙뢰로 부터 선로를 보호합니다.

그렇다면 4상 5상 6상도 하면 될건데 왜 굳이 3상이냐 ? , 이론적인 걸 떠나서 단상인 2선보다 3상인 3선이 효율이 약 15%가 더 좋습니다.

두번재로 2상보다 3상이 좋은데 3상 위로 4상부터는 효율이 더 좋지 못하다는 것입니다. 4상만 되더라도 철탑과 전봇대에 선이 1개더 추가되는데 이는 천문학적인 비용이 발생합니다.

어차피 4상 5상 6상보다 3상이 효율과 비용이 더 좋은데 굳이 전선을 늘릴필요가 없습니다.

굳이 3상을 쓰는 이유

3상은 단상보다 효율이 좋고 4상 5상 6상 보다 비용도 저렴하고 효율도 좋다. 4상만 되어도 선이 1선 더 늘어나므로 천문학적인 비용이 발생할 것이다.

전봇대를 보면 4개의 선이 보인다. 아래의 3개의 선이 3상교류전선이며, 아파트 , 공장 , 주택단지로 공급된다.

내가 사는 집에는 단상이 들어온다.

발전소로 부터 3개의 전류를 받는것 까지 이해하셨을 겁니다. 이제 아파트 같은 경우 수변전설비로 다시 받아 변압기를 통해 380V로 낮춰줘야 합니다.

내 집 콘센트에 전봇대 위로 지나가는 22,900V 를 받을 수는 없기 때문입니다.

그런데 변압기를 통해 22,900V 를 380V로 낮췄는데 그게 Y 결선입니다. Y 결선은 선간전압(3상) 이 380V 이며 상전압(단상) 은 220V 가 됩니다. 그럼 220V 로 바꿔줍니다.

아래에 보면 L1 L2 L3 중에 하나와 중선선(흰색) 을 분기하여 220V 을 만들어 냅니다. 이러한 방식으로 내가 사는집에 220V가 들어 오는 것입니다. 여기서 220V가 단상이 되는것입니다.

3상 전력 380V

L1 L2 L3 모두 연결

단상 전력 220V

L1 + 중성선

L2 + 중성선

L3 + 중성선

글을 마치며

3상과 단상의 차이는 원리만 알면 간단합니다. 하지만 공부하지 않는다면 큰 사고를 칠 수도 있습니다. 만약 중성선을 잘못 건드리면 몇백 ~ 몇천만원의 피해가 발생합니다.

왜냐하면 220V가 사용 될려면 무조건 중성선과 연결되어 있어야 하기 때문입니다. 일종의 단상의 심장이라 할수 있습니다. 항상 안전에 유의하시고 , 부족한 글이지만 암기아닌 이해를 하시길 바랍니다.

내 입으로 설명하기 전까지 절대 학습은 되지않습니다. 스스로를 가르쳐 보는 시간을 가지시길 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.

누전차단기 원리와 명판읽는방법 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Thu, 14 Jul 2022 17:07:26 +0900

사람은 1A의 20분의 1 수준인 0.05A (50mA) 만으로도 사망할 수 있습니다. 겨울철 코트를 입을 때 따끔거리는 전압이 3천(V)을 넘어가는데 비하면 사람이 죽는 건 전압보다 전류라고 할 수 있습니다.

그래서 누전차단기를 설치해 미세한 전류라도 절대로 새나가지 않게 하는 것이고 , 오로지 인명사고 , 전기화재를 방지하기 위해서 설치됩니다.

누전차단기란 ?
누전차단기의 원리
누전차단기 명판 보는법
배선용차단기와 의 차이점
구축방식과 신축방식

누전 차단기(ELB) 는 무엇인가

E : Earth (땅)

L : Leakage (누출)

B : circuit Breaker (차단기)

예를 들어 우리 집에 물이 새고 있습니다. 하필 화장실에서 새면 좋을 것을 안방에서 물이 샙니다. 근데 물이 터진 곳은 위층 현관문 쪽입니다.

왜 안방에서 물이 샐까요? 그건 물이 안방으로 새는 게 더 쉽기 때문입니다. 굳이 막혀있는 길을 뚫고 화장실에 물이 샐 필요가 없습니다.

전기도 흐르기 쉬운곳으로 흐릅니다. 그래서 전기는 접지를 만들었습니다. 굳이 누전될 거면 사람이나 기계설비에 새지 말고 전기가 흐르기 쉬운 구리봉을 땅에 묻어 안전사고를 예방합니다.

그렇게 전기를 쉽게 새도록 만든다음 그것을 감지해 더 이상 새지 못하게 만든 게 누전차단기입니다. 누전차단기를 물로 비교하면 일종의 누수를 자동으로 막아주는 장치라고 보면 됩니다.

누전차단기는 누전만 감지하진 않는다. 과부하 , 단락사고 까지 작동하므로 배선용차단기보다 가격이 더 비싸다. (배선용차단기 + 누전감지) 라고 보면된다. .

2021년 한해 누전사고 건수가 259 건

출처 - 국가화재정보시스템

누전차단기의 원리

콘센트를 뜯거나 천장 전등을 뜯으면 저렇게 초록색 전선이 있습니다. 바로 접지선입니다. 구축 건물 같은 경우 콘센트에만 있고 전등에는 없는 경우가 많습니다.

바로 이 접지선으로 전기가 새면 누전차단기가 동작됩니다.

하지만 콘센트에 접지선만 있다고 해서 누전감지가 동작하진 않습니다.접지선, 접지 콘센트, 접지 플러그 모두 연결되어야만 누전차단기가 누전을 감지합니다.

무접지 플러그는 헤어드라이같이 약한전류를 쓰는 가전제품에 달려있어서 그냥 써도 된다 . 하지만 무접지 콘센트는 모르고 에어컨 같은 가전제품을 쓰다 불이날 수 있으므로 꼭 바꿔주도록 하자.

누전 차단기는 보낸전기와 받은전기의 차이가 발생할 때 작동한다. 이것을 정격감도전류 라고 하며 가정용은 보통 30 mA 이다.

욕실같이 습기가 많고 , 누전의 위험이 큰 곳은 고감도 누전차단기로 정격감도전류 15mA 를 사용한다. 아주 미세한 전류가 새더라도 차단된다. 손잡이 핸들의 색이 노란색 또는 파란색이다.

차단기 명판 보는법

누전 차단기를 자세히 들여다보면 여러 글씨들이 있습니다. 전기기술자라면 차단기 명판 정도는 아무렇지 않게 읽을 줄 아셔야 합니다. 헷갈리는 것 위주로 설명해보겠습니다.

정격전류

평상시 차단기 자체가 버틸 수 있는 전류의 양 즉 용량, 위 사진은 40A 이므로 40A를 초과하는 전류가 흐르면 차단기는 떨어지게 되어있다.

정격차단전류

만약 두 선이 붙어 펑 소리 나며 단락전류가 흐를 때 , 차단기가 버틸 수 있는 전류의 크기. 위 사진은 5kA까지 차단기가 버틸 수 있다.

정격감도전류

보낸 전류와 받은 전류의 차이가 30mA가 초과하는 순간 차단기가 누전을 감지하고 떨어진다. 그것을 나타낸 수치

정격부동작전류

차단기가 허구한 날 떨어지면 안 되므로 , 15mA 까지는 전류가 새어나가도 떨어지지 않게 정해진 수치

배선용 차단기 or 누전차단기 다른 점은?

누전을 잡지 못한다.

과부화 전류(용량초과) 와 단락전류(합선) 같은 강한전류만 차단한다.

인체감전시 동작하지 않아 감전시 위험하다.

전기계량기, 수족관모터 , 간판 등 쉽게 차단되서는 안되는 설비에 들어간다.

반드시 누전차단기와 함께 설치.

누전감지차단 , 과부하차단 , 단락차단을 한다.

인체감전시 즉시 차단하여 감전사고 예방.

욕실용 고감도 차단기설치로 습한곳

배선용차단기보다 가격이 비싸다.

접지설비가 안되어있으면 누전차단을 하지못함.

누전차단기는 테스트버튼이 있다. 배선용차단기도 있지만 방식이 다르다. 누전차단기는 강제로 누전을 발생시켜 차단하는 방식이므로 1차측에 전류가 공급되고 있어야한다.
1차측에 전류를 공급시키고 버튼을 눌러 차단기가 떨어지면 누전에 정상적으로 작동하는 것이된다. (한달에 한번씩은 눌러보도록 하자)

누전 차단기 안에는 누전을 감지하는 장치가 설치되어 있다. 전기가 새면 해당부분에서 누전을 감지하고 여자전류를 만들어 차단기를 자동으로 떨어뜨리게 된다.

배선용차단기의 내부는 단순하다.

구축 방식 VS 신축 방식

구축 건물의 경우 메인이 누전차단기이며 , 분기 차단기는 배선용 차단기입니다. 이러한 방식은 우선 비용이 저렴한 데에 있지만 단점이 더 많습니다.

만약 에어컨에서 누전이 발생해도 메인 차단기가 떨어집니다. 이렇게 되면 전기를 모르는 사람은 메인차단기가 떨어져 모든 전기를 사용하지 못하게 됩니다. 그리고 어디에서 누전이 났는지 찾는데 시간이 걸립니다.

신축건물 같은 경우 메인차단기가 배선용 차단기이며 , 분기 차단기가 누전차단기입니다. 단점은 가격이 비싸지만 요즘은 그렇게 차이도 나지 않습니다. 에어컨에서 누전이 발생해도 개별적으로 에어컨만 차단되어 나머지 전기는 사용할 수 있게 됩니다.

점검을 할 때도 에어컨과 라인만 점검하면 되니 , 시간적인 면에서도 효율적입니다.

글을 마치며

차단기는 전기안전관리 업무를 하면 자주 바꾸게 되는 부품입니다. 활선으로 바꾸며 눈앞에서 별을 본 적이 있는데, 교체는 쉽지만 전기는 언제나 무섭습니다.

그럴수록 더 공부해야 합니다. 전기는 알고덤 벼야 본전이기 때문입니다. 모르고 덤비면 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다

변압기 원리 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sun, 10 Jul 2022 17:18:43 +0900

변압기의 원리는 생각보다 엄청 단순합니다. 하지만 직접 설명하기란 쉽지 않습니다. 오늘은 변압기가 어떻게 작동되는지 알아보고 직접 설명해보는 시간을 가져봄으로써 전기기사 자격 취득 , 면접 , 현장업무에 도움이 되셨으면 좋겠습니다.

변압기는 무엇인가
변압기의 원리를 알기전에
변압기 원리
현장사진
설명 해보는 시간

변압기(Transfomer) 란 무엇인가

전류(I)를 바꿔주는 것도 , 전력(P)을 바꿔주는 것도 아닌 말그대로 전압을 바꿔주는 것이 변압기 입니다. 여기 까진 누구나 다 아는 내용입니다. 하지만 왜 하필 전압만 바꿔주는 것일 까요? 변류기나 변력기는 사용 할 수 없는 걸까요 ?

그 이유는 전압을 변압(승압)해야 전기를 멀리 보낼 수 있고 다시 변압(강압)해야 내가 사는집에 220V가 들어올수있기 때문입니다.. (전압을 높일시 선로손실이 줄어드는 장점도 있습니다.)

전기를 만드는 발전소는 우리가 사는 집과 굉장히 멀리 떨어져있습니다. 이론과 공식을 제외하고 상식적으로 생각을 해봤을 때 , 부산에서 서울 까지 물대포를 쏴서 보낼려면 가장 중요한건 수류와 수력이 아닌 수압이 되기 때문입니다.

그래서 변압기를 이용해 전압을 높였다 낮췄다 하면서 발전소에서 내가 사는 곳까지 높은 전압으로 올 수 있는 것입니다.

물을 멀리 보낼 수 있는건 물 펌프를 통한 수압상승 , 전기를 멀리 보낼 수 있는건 변압기를 통한 전압상승 , 전압이 높아야 발전소에서 우리집까지 전기를 받을 수 있다.

그렇게 높은 전압으로 내가 사는 집으로 왔을 땐 다시 전압을 낮춰줘야 한다. 이때도 변압기가 필요하며 이것을 강압이라고 한다.

변압기의 원리를 알기전에

변압기는 대충 생각해보면 철덩어리에 코일을 감아서 1차측에 전기를 흘려주면 코일전선이 닿지 않는 반대쪽 코일에도 전기가 발생하더라 ~ 까지는 알수 있지만 그 안에 숨겨진 물리학의 법칙을 알아야 제대로 이해 할 수 있습니다. 그러기 위해선 렌쯔의 법칙 , 앙페르의 오른나사 법칙 , 패러데이의 법칙을 먼저 이해하셔야 합니다.

2022.07.09 - [전기상식] - 패러데이법칙 5분만에 이해하기

패러데이법칙 5분만에 이해하기

교류 전기는 어떻게 만들어질까요? 손전등의 건전지를 거꾸로 끼우면 불이 들어오질 않습니다. 그건 배터리가 직류이며 한쪽 방향으로만 전류가 흐르기 때문입니다. 하지만 교류전기는 어떤 방

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2022.06.27 - [전기상식] - 렌쯔의법칙 10분만에 이해하기

렌쯔의법칙 10분만에 이해하기

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2022.07.06 - [전기상식] - 앙페르의 오른손법칙 5분만에 이해하기

앙페르의 오른손법칙 5분만에 이해하기

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렌쯔의 법칙
패러데이 법칙
앙페르의 오른손 법칙

위 3가지 법칙을 이해하지 못하면 변압기를 이해하는데 어려움이 있다.

변압기의 원리

3가지의 법칙을 이해했다는 가정하에 설명을 해보겠습니다.

변압기는 위 3가지 법칙을 이용하여 전기를 만들어냅니다. 렌쯔의법칙 실험에서는 자석을 사람이 직접 손으로 왔다갔다 했지만, 변압기는 그럴 필요가 없습니다.

철덩어리에 전기를 흘려주면 뭐가 되나요 ? 바로 자석이 됩니다. 그래서 전자석이라고 부릅니다. 변압기는 철덩어리에 코일을 감아 교류전류를 흘려줌으로써 철덩어리를 자석으로 만듭니다.

그렇게 2차측으로 간 전자석이 렌쯔의법칙처럼 알아서 왔다갔다 해주는 것입니다. 그로 인해 앙페르의 오른손법칙이 발생하여 변압기 2차측에도 전류가 발생하게 됩니다. 전선이 연결되어 있지 않아도 철덩어리가 전기를 만들어주는 것입니다. 바로 전자유도현상 (가만히 있는데 전기가 유도되어 생겼다) 입니다.

사실 3가지의 법칙이 동시에 작용한다 보면 이해가 더 빠를겁니다.

1차측에서 흘려준 전류로 인해 자속이 2차측으로 넘어갔습니다. 그 자속은 2차측에서 전류를 만들고 다시 철덩어리를 통해 돌아오게 됩니다.

그런데 내가 보낸 자속이 다시 돌아왔는데 오지마라는 렌쯔의법칙이 발생합니다. 이로 인해 또 반대방향으로 자속이 생기게 되고 전류의 방향이 바뀌게 됩니다.

이것이 교류입니다. 내가 집에서 콘센트를 어느방향으로 꽂아도 '펑' 하지 않는 이유입니다. 왜 ? 전류의 방향이 계속 바뀌기 때문입니다.

여기서 2차측의 유기기전력의 크기를 결정하는게 패러데이의 법칙입니다. 코일을 얼마나 많이 감느냐 , 자속이 얼마나 크냐 얼마나 빠르게 움직이느냐에 따라 기전력의 크기가 달라지는 것입니다.

현장사진

실제로는 이론에서 배우던 그림과 많이 다르게 생겼습니다. 가까이 가기도 살벌한 진동음이 들립니다. 현장에서는 변압기가 어떻게 연결되어 있는지는 차후에 글을 올려보겠습니다.

글을 마치며

변압기의 1차측은 당연히 발전기를 통해서 받은 교류전류입니다. 위의 3가지 법칙을 통해 발전기로부터 만들어진 전류를 받아 변압하게 됩니다.

전기를 업으로 하고 , 자격증을 취득하셨다면 변압기의 원리는 반드시 설명할 수 있어야 합니다. 현장에서 사수가 너스레 가장 많이 물어보기도 하고 변압기 원리를 알면 PT, CT , 전력수급용 계기용변압기의 원리도 금방 이해가 될것입니다.

암기하지마시고 직접 입으로 말해보면서 스스로를 가르쳐 보세요. 이상으로 글을 마치겠습니다.

패러데이법칙 5분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sat, 9 Jul 2022 12:38:23 +0900

교류 전기는 어떻게 만들어질까요? 손전등의 건전지를 거꾸로 끼우면 불이 들어오질 않습니다. 그건 배터리가 직류이며 한쪽 방향으로만 전류가 흐르기 때문입니다.

하지만 교류전기는 어떤 방향으로 연결해도 전류가 흐르게 됩니다. 선풍기 콘센트를 어떤 방향으로 꽂아도 작동되는 것이 그 이유입니다.

패러데이법칙은 바로 그 교류 전기의 크기를 증명한 법칙입니다.패러데이는 교류의 크기(패크) , 렌쯔는 교류의 방향(렌방)이렇게 외우시면 전기기사 필기 준비하시는 분들은 과년도 문제 대부분을 맞출 수 있을 것입니다.

30초 렌츠의법칙
교류전기가 만들어지다.
패러데이법칙 왜 알아야하는가 ?
변압기와 발전기의 원리

30초 렌쯔의 법칙

렌쯔의 법칙과 패러데이의 법칙이 생각보다 헷갈릴 것입니다. 렌쯔의 법칙은 코일에 자석을 넣었다 뺏다하니 자석이 들어오고 나가는 것을 방해하는 방향으로 자기장이 생기고 그와 동시에 전류의 방향도 바뀌는 것을 말합니다. 그림부터 보겠습니다.

렌쯔의 법칙은 자석이 움직일 때마다 그것을 방해하는 방향으로 자기장이 생기며 이때 앙페르의 오른손 법칙에 의해 전류에 방향도 시시각각 바뀌는 것을 말합니다. 더 자세한 건 전기 상식 카테고리의 렌쯔의법칙을 읽어보시면 됩니다.

교류의 크기 어떻게 결정되나

패러데이 법칙을 정의해보면 "유도 기전력의 크기는 자속의 시간적인 변화에 비례한다" 입니다. 조금 쉽게 풀어서 설명을 해보겠습니다.

유도기전력의 크기 : 무언가로 유도된 전압의 크기는

자속의 시간적인 변화 : 자석에서 나오는 자속이 얼마나 빠르게 변화하느냐에 따라 크기가 달라진다.

즉 교류전압의 크기는 감겨있는 코일에 자석을 얼마나 빨리 넣었다. 뻇다 하느냐에 따라 달라진다는 것입니다. 공식으로 한번 보겠습니다.

여기서 자석을 빠르게 움직이는 원리가 바로 발전기 및 변압기입니다. 화력발전이나 풍력발전처럼 자석을 회전시켜 주변에 코일을 이용해 유도 기전력을 만들어냅니다.

변압기도 같은 원리입니다. 철심에 코일을 감아 전기를 흘려줌으로써 철심 자체가 위 그림의 자석처럼 움직이게 합니다.

패러데이 법칙은 왜 알아야 하는가

이와 같은 법칙들은 왜 알아야 할까요? 바로 전기설비들의 원리를 알 수 있기 때문입니다. 발전기는 코일을 감아 그 안에 자석을 돌리면 패러데이와 렌쯔의 법칙에 의해 코일에 자석을 넣었다 뺏다 하는 것과 같은 원리로 교류 전기가 만들어집니다. 변압기는 조금 다르지만 원리는 같습니다.

변압기 그림은 이해하기 쉽게 자석을 그려 넣었는데, 1차 측에 교류 전기를 흘리면 철 덩어리에서 자속이 발생하여 마치 자석이 됩니다. 그리곤 2차 측을 향해 갑니다. 2차 측은 마치 자석을 넣었다 뺏다 하는 것처럼 되어 교류 전기가 생기는 것입니다.

글을 마치며

전기 공부를 하다 보면 꼭 마주치는 여러 가지 법칙들은 저 또한 별거 아니라고 생각하고 암기만 하고 넘어간 적이 많습니다. 어차피 실무에서는 필요 없기 때문입니다.

하지만 이러한 법칙들을 이해하고 있으면 실무에서 좀 더 깊은 시야로 일을 할 수 있게 된다는 걸 알게 되었습니다. 꼭 이해하고 넘어가셨길 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.

앙페르의 오른손법칙 5분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Wed, 6 Jul 2022 16:19:39 +0900

뉴스에서 흔히 감전사고를 종종 접하곤 합니다. 감전이 됐을 때 도체로부터 몸을 떼어내면 되는데 자기장의 힘으로 인해 그러지 못합니다. 즉 전기가 흐른다는 건 자기장(자석의 힘)이 발생한다는 것입니다. 오늘은 앙페르의 오른손 법칙을 통해 전류가 흐를 때 자기장의 흐름과 이 법칙이 왜 중요한지 알고 넘어가시길 바랍니다.

전류가 흐르는데 자석의 힘이 ?
도선에 가까워 질수록 강한 자기장
철심에 도선을 감게되면 바뀌는 것

전류가 흐르는데 자석의 힘이 ?

도선에 전류를 흘렸더니 나침반이 이동하는 것을 보고 자기장의 방향을 알게 된 것이 앙페르의 오른손 법칙입니다. 오른나사 법칙이라고도 하며, 원리는 매우 간단합니다.

앙페르의 오른손 법칙은 오른손만으로 전류의 방향과 자기장의 방향을 알 수 있습니다. 그렇지만 방향보다는 원리에 집중하는 게 더 중요합니다. 전선에 전류가 흐르면 자기장이 발생한다. 이것이 핵심입니다. 이 원리가 어디에 적용이 될까요?

후크메타는 전선에 전류가 얼마나 흐르는지 알 수 있는 측정용 기기입니다. 앙페르의 법칙의 실사용 예입니다. 도선에 전류가 흐르고 이로 인해 생긴 자기장이 후크메타에 유도전류를 만들어 내어 측정을 하게 됩니다. 이밖에도 전자석 , 계기용 변류기 도 앙페르의 법칙의 실사용 예라고 볼 수 있습니다.

후크메타에 2개의 선을 걸게 되면 각각 전선에서 발생하는 자기장이 서로 상쇄되어 , 측정이 되지 않는다. 그래서 한선만 걸어서 측정해야 한다.

도선에 가까워질수록 강한 자기장

자석도 N 극과 S 극을 멀리 떨어뜨려 놓으면 붙지 않듯이 전류가 흐르는 전선도 마찬가지입니다. 전선에서 멀어질수록 자기장의 세기는 감소합니다.

철심에 도선을 감게 되면

철심에 도선을 감게 되면 한 선에서 흐르는 법칙이 반대가 됩니다. 엄지의 방향이 자기장이 되고 , 나머지 감기는 손의 방향이 전류가 됩니다. 이 원리는 반드시 익혀두시길 바랍니다. 변압기의 원리와 교류전류를 이해하는데 도움이 됩니다.

코일이 어떻게 감겨있는지를 보고 전류와 자기장의 방향을 보자.

철심의 자기장의 세기는 코일을 얼마나 많이 감느냐 , 전류가 얼마나 높느냐에 따라 달라진다. 쉽게 말하면 철심의 자석의 힘이 강해지려면 더 높은 전류와 더 많은 코일을 감으면 된다.

변압기가 위험한 이유는 거대한 철 덩어리에 매우높은 전류와 수백 번 이상의 코일이 감겨 있기 때문이다. 이런 자석의 힘을 기자력이라 하며 공식은 F=NI 가 된다.

N = 코일 감은 횟수 I = 전류

글을 마치며

앙페르의 오른손 법칙은 변압기를 이해하기 위해선 반드시 알아야합니다. 그림 상에선 전류의 방향이 정해져 있지만 교류전류인 변압기에서는 방향이 계속 바뀌게 되므로 , 렌쯔의 법칙과 패러데이 법칙을 꼭 익히고 변압기를 공부하시길 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.

렌쯔의법칙 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Mon, 27 Jun 2022 16:22:11 +0900

전기를 사용하고자 콘센트에 플러그를 꽂을 때 우리는 방향에 상관없이 그냥 꽂아서 사용합니다. 그 이유는 시간에 따라 전류의 방향이 변하는 교류 전기를 사용하고 있기 때문입니다. 오늘은 어째서 교류전류는 방향이 변하는지 렌츠의 법칙을 통해 알아보고 스스로 설명해보는 시간도 가져보시길 바랍니다.

유도기전력의 방향은 자속의 증감을 방해하는 방향으로 발생한다.

정의가 참 어렵습니다. 대충 코일에 자석을 넣었다 뺐다 하는 것 까진 자주 봤지만 무슨 말인지 모르겠으니 좀 더 쉽게 풀어보겠습니다.

유도기전력의 방향은 (어떤 무언가로 의해 만들어진 전류의 방향은)

자속의 증감을 (자석이 움직이며 발생하는 자속이 생기고 없어지고)

방해하는 방향으로 발생한다. (그 자속을 방해하는 방향으로 유도기전력이 발생한다.)

코일을 감아서 그 안에 자석을 왔다 갔다하니, 전류가 발생하는 겁니다. 그런데 지침이 가만히 있지 않고 왔다갔다 하면서 전류의 방향이 계속 바뀌고 있는 것을 알 수 있습니다. 바로 이것을 설명하는 게 렌츠의 법칙입니다.

하지만 자석이 운동을 멈추면 더 이상 전류가 발생하지 않습니다. 여기서 자석이 움직이면서 발생하는 게 유도 기전력입니다. 아무것도 없는 코일에 자석만 넣었다 뺐다 하니 전기가 유도됐다 하여 유도 기전력인 것입니다.

자석이 다가가면 코일에선 다가오지 못하게 하는 힘이 발생합니다. 즉 방해하는 힘입니다. 선풍기를 예를 들어 틀었는데 그렇게 빨리 돌다가도 코드를 뽑는 순간 바로 멈춰버립니다. 원래라면 몇 분은 계속 돌아야 되는데 그렇지 않습니다. 바로 렌츠의 법칙 때문입니다. 전기공급이 끊긴 순간 렌츠의 법칙으로 인해 방해하는 힘을 받게 되어 바로 멈추는 것입니다. 더 자세한 건 플레밍의 오른손 왼손법칙에서 설명해보겠습니다.

자석이 들어올 땐 방해하더니 막상 들어오고 나니 내 편이 되었습니다. 그런데 나가려고 하니 나가지 못하게 방해하는 힘이 발생합니다. 이것이 계속 반복되며 전류의 방향은 계속 바뀌게 됩니다.

스스로를 소리 내어 가르쳐 보세요

전기설비를 그냥 눈으로 보면 고철덩어리이지만 그 속에서 발생하는 법칙을 알면 지식의 연결고리가 더 빨리 형성됩니다. 눈으로 대충 보고 넘어가면 반드시 까먹게 되니 스스로를 가르쳐보는 시간을 가져보시길 바랍니다.

현상태를 유지하고 싶어 하는 법칙이다.

렌츠의 법칙은 변화를 싫어하는 법칙입니다. 현재 상태를 유지하고 싶어하고, 에너지를 만들기 위해선 그냥 얻어지는게 없다는 것을 알수있습니다. 원자력발전 , 화력발전 , 수력발전 등을 생각해보면 현상태를 유지할려는 에너지를 얻어내는게 많은 설비와 인력이 필요하며 쉽지 않다는것을 알수 있습니다..

렌츠의 법칙은 교류가 어떻게 만들어지는 알 수 있는 가장 중요한 이론입니다. 물론 전기기사에서는 필기문제에서 문항중 방향이라는 단어만 골라도 거의 맞출 수 있습니다. 하지만 렌쯔의 법칙을 이해하고 내 입으로 설명할 수 있어야 변압기와 전동기 , 발전기가 어떤 원리로 작동하는지 알 수 있습니다.

위 실험에선 자석을 직접 사람이 왔다 갔다 하지만 , 변압기는 철심을 전자석으로 만들어 가만히 있어도 렌츠의 법칙을 만들어 교류전압을 승압 또는 강압하게 됩니다. 그래서 변압기의 원리를 알려면 렌쯔의법칙을 반드시 알아야 합니다

이상으로 글을 마치겠습니다.

계기용변류기(CT) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Wed, 27 Apr 2022 15:46:53 +0900

전기에서는 전압만큼 전류도 매우 중요합니다. 전기가 흐르지 못하면 아무 쓸모가 없기 때문입니다. CT는 한전에서 보내준 높은 전류를 설비를 이용해 "측정"을 하고 과전류가 발생 시 계전기를 작동시킬 수 있게 해 줍니다. 설비를 보호하는데 많은 영향을 끼치기 때문에 CT는 매우 중요한 설비라고 할 수 있습니다.

CT 의 정의

CT의 현장사진 과 결선도

CT 의 원리

CT 비 구하기

CT 는 단락하라

CT 설명하기

Current(전류) Transformer(변환)

계기용변류기(CT) 는 전류를 바꾸는 변류기입니다. 높은 전류를 낮은 전류로 변류시켜야 측정이 가능하기 때문입니다. 변압기인 PT와 원리는 비슷하나 결선방식은 다르게 되어 있습니다. 그렇다면 전류는 어떻게 측정이 되는지 알아야합니다.

전류는 전기가 흐르고 있는 도중에 올라타서 측정을 합니다. 예를 들어 배터리 전압을 측정할 때는 양단의 + 와 - 의 단자를 찍어서 전압을 측정하지만 전류는 그렇지 않습니다. CT도 이런 식으로 흐르고 있는 전류에 올라타서 측정을 하는 방식입니다.

CT는 크게 관통형과 접촉형으로 나눌수 있습니다. 접촉형은 아무래도 높은 전류가 흐르다 보니 접촉을 시켜 안전성을 증대시켜 설치한 것으로 보입니다. 반대로 고압 및 저압은 후크메타와 같은 방식으로 회로를 관통시켜 전류를 측정합니다.

접촉형이든 관통형이든 전류를 계기한다는 것은 그 흐름에 올려놔야 측정이 가능하다는 것을 알 수있습니다. 이것이 CT는 직류로 연결한다는 뜻이 됩니다.

현장사진 과 결선도

색칠표시된 곳을 보면 CT는 PT와 다르게 회로 선 위에 올려져 있는 것을 볼 수 있습니다. 위에서 설명한 것처럼 전류가 흐르고 있는 흐름에 올라타 있는 것입니다. 그 옆으로 계전기 들과 측정기기에게 소전류를 공급하고 있는 것이 보입니다.

과전류계전기가 3개인 이유

3상전력을 받으므로 회선은 L1 L2 L3로 3가지의 전력을 공급받는다. 그러므로 각 상마다 과전류를 감지할 수 있게 설치되어 있다

유효전력계와 무효전력계

유효계와 무효계는 PT와 함께 연결되어있다. 그 이유는 유효전력과 무효전력은 전압과 전류를 함께 측정해야 알수있기 때문이다.

관통형이든 접촉형이든 원리는 같습니다. 2차측은 이해하기 쉽게 초록색 중선선을 각각 연결하였습니다. 하지만 실무에서 보면 하나의 선만 초록색이고 나머지는 같은 색입니다.

전기기사 실기 문제와 비교하면서 이해를 해보자

CT 결선도를 그리는 문제다. 무작정 외우지말고 이해를 해보자. 각 상마다 CT를 올려놓고 두 개의 선이 나간다. 한선은 다 같이 만나는 접지라 생각하면 되고 나머지는 각각의 계전기로 넣어주면 된다.

한개의 선이 1차 측으로 들어와 2개의 선이 2차 측으로 나간다.

CT 의 원리

앞서 CT 는 전류가 흐르고 있는 흐름에 올려놓는다 고 설명하였습니다. 그렇다면 변류기가 어떻게 2차 측으로 1A~5A로 공급이 되는지 설명해 보겠습니다. 여기선 변압기의 특성과 앙페르의 오른나사 법칙의 설명이 필요합니다.

CT는 크게 접촉형과 관통형 두가지로 나뉩니다. 접촉형은 내부에 권선을 감은 변압기의 원리를 이용한 것이고, 관통형은 앙페르의 오른나사 법칙을 이용합니다.

접촉형은 변압기의 원리를 한번 생각해보면 됩니다. 1차 측 철심에 권선을 감고 전기를 흘렸더니 2차 측에도 전기가 발생하는 게 변압기의 원리입니다. 위 사진을 보면 1차 측보다 2차 측이 권선이 더 많이 감겨있는 것을 볼 수 있습니다.

전류는 변압기 권선과 청개구리 기질이 있습니다. 1차측이 50A인데 2차 측은 5A를 만들어야 합니다. 그러면 권선을 1차 측보다 2차 측을 훨씬 많이 감아야 합니다. 즉 2차 측을 많이 감으면 감을수록 전류가 줄어들고 전압은 2차 측을 많이 감으면 감을수록 전압이 높아집니다.

예를 들어 전압은 1차측 권선보다 2차 측을 많이 감으면 감을수록 높은 전압을 만들 수 있습니다. 여기서 의문이 생깁니다. 그렇다면 한전에서 200V 정도만 받아서 변압기를 이용해 2차 측을 죽어라 감아놓으면 엄청난 전압을 뻥튀기할 수 있지 않을까입니다.

맞습니다. 높은 전압을 뻥튀기할 순 있지만 문제는 전류입니다. 전류가 없으면 전기는 크게 쓸모가 없습니다. 겨울철 정전기는 최고 4만 볼트까지 되지만 따끔거리고 감전은 되지 않습니다. 바로 전류가 없기 때문입니다.

이처럼 CT는 2차 측에 낮은 전류를 만들기 위해서 권선을 1차측 보다 많이 감아놓습니다. CT의 원리입니다.

두 번째는 관통형 CT입니다. 앙페르의 오른나사 법칙을 이용해서 2차 측 전류를 만들어 냅니다. 전선에 전류가 흐르면 자기장이 발생합니다. 이 자기장으로 인해 내부에 감겨 있는 코일에 전자유도 법칙에 의해 2차 전류가 발생되어 그것을 측정하는 원리입니다.

CT 비 구하기

CT 비는 많이 헷갈리지만 원리를 이해하면 쉽습니다. 도면상 CT 가 위치된 곳을 보고 얼마만큼의 변압기 용량을 감당하고 있는지 알면 됩니다.

사진을 보면 CT 비는 50/5A의 용량을 가지고 있습니다 어떻게 선정된 것일까요? CT 비를 구할 때는 내가 구하고자 하는 CT가 얼마만큼의 선간 전압과 변압기를 감당하고 있는지 알아야 합니다. 먼저 CT의 위쪽으로 22.9 KV가 들어오고 있습니다. CT의 아래로는 1500 KVA 용량(사진 생략)의 변압기가 있습니다.

먼저 CT의 위치를 파악하고, CT 가 감당하고 있는 전압과 변압기 용량만 알게 되면 그다음은 쉽습니다. 1.25 ~ 1.5의 여유율을 곱해준 다음 CT의 정격 값을 암기하여 기록하면 됩니다.

CT 비 구하는 방법

1. 구하고자 하는 CT 가 변압기 1차 측인지 2차 측인지 위치를 찾는다.

2. 위치에 맞는 전압을 입력한다.

3. CT 위치가 2 차 측이면 바로 위 변압기 용량을 입력한다.

4. 1차 측이면 CT 아래에 변압기 용량을 다 더해서 입력한다.

5. 용량 산정 시 1.25 ~ 1.5의 여유율을 주고 사이 값을 선정한다.

CT는 점검 시 단락

CT 는 점검시 단락을 해야 합니다. 왜일까요? 공식으로 설명하면 머리 아프니 상식적으로 쉽게 생각을 해봐야 합니다. 예를 들어 전기장판은 저항이라는 것을 이용해 전류의 흐름을 방해함으로써 열이라는 것을 만들어 냅니다. 전류는 순조롭게 흘러야 하니까요. 콘센트 플러그를 반쯤 물려놓으면 불 이나는 것과 같은 현상입니다.

CT도 마찬가지입니다. 개방을 시키면 1차 측은 편안하게 흐르고 있는데 전자유도법칙에 의해 생긴 2차 측에서 전류의 길이 막혀버리게 됩니다. 길이 막히면 저항이 상승하고 저항이 상승하면 열이 발생하여 CT 가 타버리는 것입니다. 동맥경화와 같은 것입니다.

그래서 개방을 하면 안되고 단락을 시켜서 1차측에서 만들어진 2차측의 전류가 다시 편안하게 흘러 되돌아가게 만들어야 합니다. 단락을 시키면 CT가 없는 것과 마찬가지가 됩니다. 전류의 흐름에 방해가 되지 않습니다.

직접 설명해봅시다.

CT는 시험에서도 단골로 출제되고, PT와 정말 많이 헷갈리는건 덤입니다. 오늘은 CT에 대한 글을 짧게나마 써보았는데 틀린 점이 있다면 지적해주시면 감사하겠습니다.

직무면접을 준비하고 계시거나 취업을 준비하신다면 CT 가 무엇인지에 대해 꼭 설명할 수 있어야 합니다. 내가 직접 설명하지 못하면 절대 내 것이 되지 않습니다. 이상으로 글을 마치겠습니다. 감사합니다.

CT 가 무엇인지 설명해보세요

약어
측정방식
CT 를 쓰는 이유
CT 는 점검할 때 어떻게 ?

계기용변압기(PT) 간단하게 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sat, 23 Apr 2022 22:34:25 +0900

자동차 운전을 할 때 가장 많이 보게 되는 것은 전방 그리고 계기판입니다. 여기서 계기판의 모양을 한번 떠올려 보세요. 계기용 변압기도 이와 같은 개념입니다. 지금 전압이 몇 볼트인지 전력은 얼마인지 등등 지침을 확인하는 게 자동차 계기판을 보는 것과 동일한 것을 알 수 있습니다.

전기기사 실기준비를 하면 수도 없이 읽게 되는 계기용 변압기 PT입니다. 하지만 글과 책으로 보는 것과 실물로 보는 것은 괴리감이 있습니다. 오늘은 도면에서나 보던 PT가 아닌 실무에서는 어떻게 사용되고 있는지 한번 알아보겠습니다.

계기용변압기(PT) 는 무엇인가 ?

현장사진을 보면서

PT 의 원리(결선도)

직접 설명해보기

Potential(전압) or Voltage(전압) Transfomer(변압기)

발전소에서 전기를 만들어 내가 사는곳으로 22.9KV의 매우 높은 전압을 보내줍니다. 문제는 이 높은 전압을 받아서 얼마나 사용하는지 전압, 전류 , 주파수, 효율은 어떻게 되는지 "측정"을 하고 싶은데, 22.9KV를 측정하려면 얼마나 큰 측정기가 있어야 할까요? 비용 , 설치 인건비 , 부품값 , 설치 공간까지 손해가 막심합니다.

또한 회로에 문제가 생겼을 때, 계전기들이 작동을 해야되는데 계전기에 22.9KV를 투입할 순 없습니다. 그래서 PT와 CT 가 낮은 전압과 전류를 계전기에 공급함으로써 회로에 사고가 터졌을 때 보호를 할 수 있게 됩니다.

380V의 저압용 , 6600V의 고압용 , 22900V의 특고압용 등이 있으며 110V 상전압으로 변압을 해줍니다. 그 다음 계측기와 계전기에 110V의 전압을 공급해주어 매우 높은 전압을 측정하고 계전기로 회로를 보호나는 설비입니다.

PT는 전력수급용계기용변성기(MOF) 와 원리는 같지만 역할은 다릅니다. MOF는 전기를 얼마나 사용했는가를 나타내 검침을 할 수 있게 해 줍니다. 하지만 PT는 현재 선로의 상태를 나타내 주고 고장이나 단락 발생 시 계전기를 작동시켜 선로를 보호하는 중요한 역할을 합니다.

Potential은 전기에서는 전압의 뜻을 가지고 있으므로 같은 뜻의 Volt의 VT도 같은 명칭이다.

현장사진

계기용 변압기(PT)의 현장실무 수변전 계통도입니다. 노란색 라인을 잘 따라가면 전압을 반드시 측정해야지만 확인할 수 있는 계측기기와 계전기가 연결되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

여기서 역률계와 유효 전력계는 전류는 측정하는 변류기와 함께 연결돼있는 걸 알 수 있습니다. 당연한 얘기지만 역률과 유효전력은 전류와 전압이 측정되야만 측정할 수 있기 때문에 함께 연결되어있습니다.

부족전압계전기(UVR)

전압이 일정 값 이하로 되었을 때 동작하는 계전기이다. 정전 시 작동하여 복전 할 때에 하부 핀을 처올려 리셋을 시켜줘야만 복전이 가능하다. 계통의 정전과 같은 단락사고 와 지락사고 , 전압저하 재투입 시 한전으로부터 전압을 제대로 공급받고 있는지 확인용으로도 사용된다.

과전압계전기(OVR)

전압이 일정 값 이상이 되었을 때 동작하는 계전기이다. 회로의 과전압 및 부족전압 보호에 사용된다.

계기용 변압기(PT)는 각 L1 L2 L3 각 상마다 한 개씩 설치되어 있습니다. 그리고 도면을 보시면 PT로 가기 전 퓨즈가 설치된 것을 알 수 있습니다. 이것은 만약 PT에서 단락이나 과전류가 발생하였을 때, 퓨즈가 끊어져 사고 확대를 방지하기 위함입니다. 그리고 1차 측 퓨즈 설치는 의무화되어있습니다.

PT는 2차 측 점검 시 개방을 해야 된다는 말 전기 공부를 해봤다면 들어보셨을 겁니다. 만약 개방하지 않고 단락(CT처럼 선을 붙여버림) 하게 된다면 대참사가 발생할 수 있으므로 이때 퓨즈가 있으면 더 큰 사고를 막을 수 있습니다.

PT는 2차측 점검시 개방해야 한다. 콘센트에 두선이 닿으면 펑하고 터지듯, PT는 전원선과 접지선으로 각기다른 선으로 병렬 연결되어 있다.

특고압 PT의 원리(결선도)

위 사진의 PT는 특고압용 PT입니다. 어차피 역할은 같으니 특고압 용으로 설명하겠습니다. PT 1차 측으로 특고압이 투입되며, 2차 측은 110V 가 되어 계기용 설비와 계전기들에게 공급되고 있습니다.

여기서 N상의 초록선은 각 PT마다 모두 연결되어 있는 걸 알 수 있습니다. 위의 계통도는 알기 쉽게 설명하기 위하여 개별적으로 N상을 PT에 연결했지만 실제는 하나의 접지 구리 부스바로 연결되어 있습니다.(아래사진 참조)

초록선인 N 상은 사실 위 그림처럼 개별적으로 1차측에 투입되지 않으며 PT의 하단부에서 한선으로 연결되어 있다.

PT결선은 1차 2차 모두 Y 결선인 것을 알 수 있다. 그 이유는 만약 2차측을 △결선으로 하게 되면 위상차가 발생하기 떄문이다.

PT의 1차측에 22900V가 아닌 13200V 인 이유는 상전압이기 때문이다. 2차측도 상전압이 110V 이며 이것을 선간전압으로 나타내면 110 × √3 = 190V가 된다.

특고압을 PT를 보면 특이한 게 보입니다. L1 L2 L3 상은 제대로 연결되어 있는데 노란색 동그라미 친부분은 연결되어 있지 않습니다. 이곳은 N상인 초록선이 연결되는 곳입니다.

하지만 어차피 다 같은 N 상의 선이므로 아래쪽에 부스 바로 한 번에 연결되어 있습니다. 위쪽 부스바는 PT에 투입되는 N 상 접지 선이며 아래쪽은 누전이나 감전 피해를 막기 위해 외함 접지 선으로 되어 있습니다.

PT 비는 무엇인가 ?

1차 측과 2차 측의 비율을 말하는 것이며, 1차 측의 전압을 2차 측으로 나누면 그것이 PT 가 된다. 이것은 변압기의 원리 중의 하나로 13200V의 전압이 110V 가 되려면 약 120번의 권선의 비율이 생기기 때문이다.

위 사진의 식은 변압기의 공식 중 일부이다. PT의 경우 1차 측의 높은 전압을 2차 측 110V로 낮추기 위해선 권선을 1차 측보다 2차 측을 훨씬 적게 감아야 한다. 즉 PT 비가 120이라고 하는 것은 1차 측을 120번 감을 때 2차 측을 1번 감은 비율이란 것이다.

PT를 설명해 봅시다.

첫 취업을 하고 지금까지 가장 많이 질문을 받은 것 중의 하나가 PT와 CT입니다. 왜 그런지 몰랐는데 아마 가장 헷갈리는 부분이면서 변압기의 원리를 알 수 있는 기초가 되는 설비라서 그런 것 같습니다.

내가 직접 설명해보지 못한다면 절대 내 것이 되지 않습니다. 제 글을 포함 유튜브와 다른 블로그로 자료조사를 하고 취합하여 스스로 자신에게 설명해보는 시간을 가져보시기 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.

PT에 대해서 설명해보자

어디에 쓰이는 설비인가?

2차 측 점검 시에는 어떻게 해야 하는가?

결선도는 어떻게 구성되는가?

1차 측 전압과 2차 측 전압은 어떻게 되는가?

PT 비는 무엇인가?

PT는 어떤 계측기와 어떤 계전기에 연결되는가?

MOF(전력수급용 계기용변압기) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Sun, 17 Apr 2022 13:40:45 +0900

한전에서 받은 전기를 수치화시켜 요금을 부과하기 위해 만들어진 MOF는 어떻게 구성되어 있을까요? 전기 공부를 하다 보면 가장 많이 보게 되는 설비 중 하나이지만, 누군가 "MOF 가 뭐야?"라고 물어보면 딱히 뭐라 말해줘야 될지 막막합니다. 오늘은 MOF를 공부해보고 직접 스스로에게 가르쳐 봄으로서 내 것으로 만들어 보겠습니다.

MOF 는 이런 설비입니다.
MOF 의 실제 현장사진을 보면서
MOF 내부에서는 무슨 일이 일어날까
키워드를 보고 직접 설명해봐요

Metering(측정해서) Out(밖으로 내보낸다) Fit(알맞게)

전기기사 실기에서 많이 그려본 네모난 상자안에 적힌 MOF라는 세 글자, 하지만 실제로 보면 공부할 때와 괴리감이 많이 들게 생겼습니다. (사진 하단 참조)

MOF의 명칭은 전력수급용 계기용변성기 라고 합니다. 전력을 수급하는 용도, 그걸 계기(측정)한다는 뜻입니다. 한전에서 열심히 일해서 전기를 보내줬으니 얼마나 사용했는지 측정을 해야 돈을 받을 수 있습니다. 그래서 있는 것이 MOF입니다. 수금하는 녀석이죠

그래서 MOF판넬 계량기는 잠금장치가 되어 있습니다. 임의로 조작할 우려가 있기 때문에 한전에서 직접 와서 관리를 합니다. 고장이 발생해도 절대 혼자서 작업해서는 안됩니다. 한전직원이 꼭 와서 수리해야하며 관리자 또한 옆에 있어야합니다.

MOF는 22.9kv의 전기를 한전으로부터 받습니다. 그런데 전압과 전류의 사용량을 측정하고 싶은데 22.9kv라는 엄청난 전압을 받아서 측정해야 합니다. 문제는 그 힘을 견디려면 설비 자체가 매우 높은 기계적 강도가 필요합니다. 설비가 매우 커지므로 비용이 엄청나게 발생합니다.

그래서 MOF 내부에서는 교류의 장점인 변압기(PT)와 변류기(CT)가 들어가게 됩니다. 고전압을 측정하기위해 PT 변압기를 통해서 저전압(110V)으로 낮추고 대전류를 측정하기 위해 CT 변류기로 통해서 소전류(5A)로 낮추게 됩니다. 이렇게 되면 매우 높은 전압과 전류를 변압기라는 장점을 이용해서 측정을 할 수 있게 됩니다.

PT (계기용 변압기)

Potential Transformer의 줄임말이며 13200V 의 전압을 받아 110V로 전압을 낮추어 전압 측정용 기기로 공급한다.

CT (계기용 변류기)

Current Transfomer의 줄임말이며 대전류를 5A로 변류하여 전류 측정용 기기로 공급한다. 1차 측 전류의 경우 수용가마다 값이 다르다. (본 글의 MOF의 변류기는 1차 측 50 A)

현장 사진

사진에서 빨간색 네모 부분이 MOF의 기호 입니다. LBS(부하개폐기) 다음 판넬에 위치하고 있으며 PT 비 와 CT 비로 도면상 표시되어 있는 걸 볼 수 있습니다. 여기서 궁금한 게 하나 있는데 한전에서 22900V 가 들어옵니다. 하지만 도면상 PT는 13200V입니다. 왜 그럴까요?

22900V는 선간 전압입니다. 그리고 13200V는 선간전압을 √3으로 나눈 상전압 값입니다. 마찬가지로 PT는 2차 전압이 110V로 고정되어 있습니다. 따라서 도면상 110V 또한 상전압 입니다. 선간전압 으로 나타내면 110V에 √3을 곱한 190V가 됩니다.

선간접압(선과 선 사이의 전압) = 상전압(선이 물려있는 곳의 전압) × √3

MOF의 계량기는 관리자가 임의로 개폐할 수 없습니다. 아무래도 요금을 측정하는 곳이다 보니 임의로 조작할 우려가 있기 때문입니다. 근무를 하다 보면 가끔씩 한전에서 직원이 와서 계량기를 점검하고 가곤 합니다. 이경우를 제외하곤 계량기 내부 패널을 열어선 안됩니다.

측정용 기기를 사용하는 곳이므로 2차측의 부하용량은 작다. 하지만 관리자가 임의로 2차측에 부하를 접속하게 되면 과부하로 MOF 가 폭발할 수 있으므로 잠금장치를 설치해놓았음

전력수급용 계기용변압기의 모습입니다. 13200V가 들어가 110V와 5A로 변압변류하여 계량기로 전원을 공급하게 됩니다. 사진에서 보이는 방식으로 선이 올라가게 되고 7가닥의 전선으로 나뉘게 됩니다. 그 뒤로 단자대로 들어간 후 계량기로 측정을 하게 됩니다.

MOF 에서 전선이 7가닥 나오는 이유

L1 (R상) 에서 PT로 가는 1선 CT로 가는 1선

L2 (S상) 에서 PT로 가는 1선 CT로 가는 1선

L3 (T상) 에서 PT로 가는 1선 CT로 가는 1선

PT의 3선이 접속될 중성점 접지 1선(초록)

MOF 내부의 PT 와 CT 원리

MOF 내부 PT의 원리

MOF는 PT와 CT 가 결합된 것입니다. 그렇다면 PT와 CT 가 어떻게 작동되는지 알아야 내부에서 일어나는 일들을 알 수 있습니다. MOF의 내부만 이해를 해도 PT와 CT 가 어떻게 작동하는지 이해하게 됩니다. 먼저 PT부터 설명하겠습니다.

PT는 큰 전압을 측정하는 설비입니다. 그렇다면 우리가 멀티테스터기로 전압을 측정할 때를 떠올려보세요. 멀티 테스터기는 두 개의 다른 선을 각각 테스터기로 찍어서 전압을 측정합니다 PT 도 이와 동일합니다.

사진을 보시면 멀티테스터기는 콘센트 구멍 각각마다 침을 꽂아서 각 S상과 N상을 측정하여 전압을 확인할 수 있습니다. 즉 각각의 전선마다 따로 측정을 해주는 것을 알 수 있습니다.

PT도 마찬가지 입니다. 단지 변압기를 이용해서 하트상(전기가 살아있는 선)과 N(접지선 전기를 받는 선) 상의 전압을 측정할 뿐입니다. 여기서 변압기는 멀티 테스터기가 되는 것입니다. 전압을 측정하는 PT는 하트상과 N상으로 연결되어 있습니다. (1차 측 R상과 S상 연결도 가능함) 2선을 연결하여 전압을 측정하는 게 테스터기와 동일합니다.

PT 는 2차측 개방

PT는 점검시 2차 측을 개방해야 된다. 1차 측에 서로 다른 두 선이 와서 접속되어 있는 것을 알 수 있다. 그래서 PT 변압기는 2차 측을 단락(전선 쇼트) 하면 큰일 나는 것이다. (단, 사고방지를 위한 퓨즈가 부착되어 있음) 콘센트의 두 선이 붙으면 '펑' 하고 터지듯이 PT의 2차 측도 서로 붙으면 펑하고 터지는 것이다.

MOF 내부 CT의 원리

이번에는 CT 를 설명해보겠습니다. CT는 전류를 측정해야 합니다. PT처럼 측정할 수 없습니다. CT의 원리를 알기 위해선 전류는 어떻게 측정되는 것인지 알아야 합니다.

전류를 측정하기 위해선 측정기를 전류의 흐름에 올려놔야 합니다. 전압처럼 양단을 찍는 것이 아니라, 한선만 측정하게 됩니다. 위 사진은 훅 메타로 전류를 측정하는 방식이며, 하트상에서 전기를 보내어 부하를 거쳐 N 상으로 되돌아 오기 때문에 어느 선에 걸든 선풍기만 작동 중이라면 전류를 측정할 수 있습니다.

단 선풍기가 작동하지 않으면 당연히 전류는 0이 됩니다. 여기서 우리가 알아야 될 것은 전류는 지나가는 도중에 올라타서 측정한다입니다. 그렇다면 CT 변류기에도 당연히 선이 지나가는 도중에 설치된다는 걸 알 수 있습니다.

PT와 한번 비교해보세요. CT 변류기는 변압기로 오로지 1개의 선이 들어가게 됩니다. 후크메타의 측정방식과 비슷한 것을 알 수 있습니다. 1선이 지나가는 길에 변압기를 걸어 전류를 낮추고 5A의 전류를 받아 측정하게 되는 방식입니다. 그리고 CT는 PT와 다르게 2차 측에 권선이 더 많이 감겨있는 것을 볼 수 있습니다.( 이론적인 설명은 차후 업로드 예정)

CT 는 2차측 단락

CT는 점검 시 2차측을 단락시켜야된다. 이론적인 식을 빼고 이해를 먼저 해보자. PT는 원래 서로 다른 일을 하는 두개의 선이 변압기 1차측으로 들어왔다. 그래서 2차측도 두선이 만났다간 펑하고 터지므로 점검시 둘이 못 만나게 개방을 해야 되는 것이다.

그 반대로 CT는 두 선이 아닌 1개의 전선이 변압기 1차 측으로 왔다. 그다음 2차 측으로 낮은 전류를 공급하게 되는데, 1차 측에서 계속 전류를 공급하고 있는데 2차 측에서 갑자기 개방하여 파업을 해버리면 어떻게 될까

1차측에서 계속 보내준 전류가 2차 측에서 사용하지 못하고 순환이 막히게 되는것이다. 전류는 계속 흘러야 별탈이 없는데 흐르지 못하고 혈관이 막힌 전류는 당연히 2차측 권선이 녹아내리는 소손이 발생하는 것이다.

결론 PT와 CT는 점검 시

PT : 2차 측 두선 만나면 안됨 (개방)

CT : 2차측 두선 만나야 됨 (단락)

기지개를 확 ~ P개 C 단

결선도

이것은 단자대입니다. 만약 계량기가 고장 났을 때, 이 녀석이 없으면 교체하기가 번거로워집니다. 하지만 단자대가 있다면 계량기와 위쪽 전선만 탈거할 수 있으므로 손쉽게 계량기 교체가 가능해집니다.

도면의 상부가 22900V

중심부가 PT 와 CT 가 전원을 받고있음

하부가 단자대 및 계량기로 투입되는곳

위 글에서 PT와 CT의 원리를 이해하고 오셨다면 도면이 눈에 보이실 겁니다. CT는 보는 바와 같이 가는 길목에 변압기가 설치되어 있는 것을 볼수 있으며 , PT 는 접지선과 전원선 따로 물려 있는것을 알 수 있습니다. 보라색 선은 22900V 선으로 동일하므로 한색으로 통일하였습니다.

MOF 이제 설명해봅시다.

현장에서는 항상 어떤 설비든 설명을 할 수 있어야 합니다. 내 입으로 설명하지 못하면 아무리 이론적으로 알고 있다 해도 내 것이 아니게 됩니다.

물론 결선도까지 설명할 순 없겠지만, 이론적으로 설명할 수 있어야 합니다. 기사 자격증을 취득하고 직무면접에서 MOF의 원리를 설명해보세요 란 말을 듣고 황당하여있던 게 생각나네요. 이상으로 글을 마치겠습니다.

MOF의 약자
설치 위치
주 역할은 이것이다.
이것과 이것으로 구성되어있다
구성요소들의 기능

LBS (부하개폐기) 10분만에 이해하기

시스매틱 전기실무 — Wed, 23 Mar 2022 17:32:59 +0900

전기 자격증을 취득하고 실무를 하게 되면 어디선가 본거 같은 설비들이 보입니다. LBS는 실기 공부할 때 많이 들어보고 암기해본 부하개폐기입니다. 하지만 상사나 후배가 물어보면 논리적으로 말하는 건 쉽지 않습니다. 지금부터 글을 읽어보시고 "이해"를 하신 다음 직접 입으로 스스로를 가르쳐 보시면 나만의 지식이 될 수 있습니다. (단, 해당 포스팅은 작성자 근무처 기준으로 작성하였습니다.)

▷ LBS(부하개폐기) 의 정의

▷ LBS(부하개폐기)의 기능과 실제 역할

▷LBS(부하개폐기)의 구성과 구조

▷ 직접 말하는 방법

LBS 하중(Load)을 멈추게(Breaking) 하는 스위치(Swich)

사람이 음식을 먹기 위해선 제일 먼저 입을 벌려야 합니다. 마찬가지로 외부에서 오는 전기를 받기 위해선 건물도 입이 있어야 받을 수 있습니다. LBS(부하개폐기)는 한전에서 보내준 전기를 가장 먼저 받게 되는 사람의 입 같은 곳입니다. 1000 KVA 이상 수전설비에서 사용하며 그 미만은 자동 고장 구분 개폐기(ASS)* 를 사용합니다

LBS(부하개폐기)는 수변전실* 에서 제일 앞쪽에 설치되어 있습니다. 당연히 전기를 제일 먼저 받는 곳이기 때문입니다. 패널에 LBS라는 네임이 붙어 있는 걸 찾아보세요. 패널 외부에 굵은 CNCV-W 케이블* 이 LBS패널로 가장 먼저 들어와 있는 걸 볼 수 있습니다.

CNCV-W 케이블*

한전에서 내가 살고 있는 아파트 전기실로 가장 먼저 들어오는 곳에 보인다. 매우 굵은 6가닥 (3가닥은 사용 3가닥은 예비) 케이블. 동심 중성선 가교폴리에틸렌 절연 수밀형 비닐시스 케이블이다.

인가가 있는 곳으로 들어오는 선이므로 매우 두껍게 절연처리가 되어있으며 W는 수밀형의 뜻이다. 수분이 침투할 수 없게 되어있다.

수변전실*

한전에서 22900V를 보내주면 건물이 그 전기를 받아 380V/220V로 전압을 낮추는 곳. 22900V 를 받아서 가정에서 콘센트,전등이나 엘레베이터, 물펌프를 가동할려면 380V 와 220V 로 낮출 수밖에 없기 때문이다.

자동 고장 구분 개폐기(ASS)*

간이 수전설비에 사용된다. 300 KVA ~ 1000 KVA 이하 수전설비에서 사용하는 개폐기이며 LBS 보다 용량이 낮은 경우 사용한다

LBS의 기능과 실제 역할

부하개폐기(LBS)는 개폐기입니다. 차단기와 헷갈리는 경우가 많은데요. 알고 넘어가셔야 합니다. 이 부분이 헷갈리면 "어차피 진공 차단기(VCB) 말고 부하 개 페기(LBS)로 차단해 버리면 안 될까? "라는 생각이 듭니다.

예를 들어, 김 과장은 샤워를 하기 위해 물을 틉니다. 그리고 샤워가 끝난 후 물을 잠금니다. 이때의 수도꼭지는 개폐기가 됩니다. 반대로 김과장은 자는 도중 화장실에서 물이 터지는 소리가 들렸습니다. 수도꼭지에서 물이 콸콸 나오며 김과장은 손으로 흐르는 물을 쥐어틀어 막습니다. 이 때의 김 과장의 손은 차단기가 됩니다.

이처럼 차단이란 것은 흐르고 있는 무언가를 힘으로 끊어내야 하므로 힘이 있어야 합니다.

개폐기는 강제성이 필요 없지만 , 차단기는 강제성이 필요함으로 힘이 필요하다.

"근데 LBS는 흐르고 있는 전류를 차단 가능한 힘이 있는데 차단기 아닌가?"

과연 차단할 힘이 있을까요? LBS(부하개폐기)는 부하 전류를 차단 가능합니다. 하지만 차단 시 엄청난 아크와 인명피해가 발생할 수 있습니다. 둘째로 퓨즈 부착형의 경우 단락전류를 차단합니다. 그러나 퓨즈 내부가 끊어져 재투입하기 위해선 퓨즈를 교체해야 합니다. 차단기란 것은 투입과 개방이 손쉬워야 하는데, 이 맥락에서 보면 LBS(부하개폐기)는차단한다는 개념을 넣기가 애매해집니다.

따라서 LBS(부하개폐기)는 정전작업 시 VCB(진공차단기)의 힘을 이용해 특고압 전기를 차단 후 더 확실한 차단을 위해 마지막 문을 개방시켜 안전사고를 예방하기 위해 있는 것입니다

LBS를 개방하려면 VCB가 차단되어 있는지 확인한다. ( VCB 가 ON 일 때 LBS는 OFF 안됨)라고 스티커가 붙여져 있다.

전기에서 문을 열어주다(개방)이란

전기에서 문을 열어준다는 뜻은 전기가 흐른다는 뜻이 아니다. 전기선이 붙어야 흐르므로 문이 열려있다는 표현은 떨어져 있다 즉, 전기가 흐르지 않는다는 표현이다. 반대로 전기가 흐른다는 표현은 폐로 또는 투입이라고 한다.

LBS의 구성과 구조

LBS는 수변전설비계통도 제일 위쪽에 있으며, 해당 도면은 퓨즈 부착형입니다. 기동은 모터로 작동되며, 케이블을 당겨 수동으로 조작할 수도 있습니다.

퓨즈가 부착형의 경우 좀 더 안전장치를 강화했다고 보시면 됩니다. 각 상별로 설치하여 단락사고들을 차단합니다. 내부 퓨즈가 1개만 용단되어도 모두 차단되어 결상 사고를 예방합니다.

용단 : 녹을 용 , 끊을 단 즉 퓨즈가 녹아서 끊어지다.

결상사고 : 모터의 내부 권선, 전원선이 단선 등에 의해 1 상의 전류가 없어져 모터가 단상(2선)으로 운전되는 상태

자료출처 : LS 산전

자료출처 - LS 산전

건물마다 있는 LBS의 구조는 큰 틀이 벗어나지 않게 비슷합니다. 사진의 ②(가동하는 부위) 번이 ⑤번의 수동 케이블이나 모터 동작으로 아래로 내려가게 되면 투입 상태가 되는 것입니다. 한전에 오게 된 전기는 ④번으로 연결되어, ⑧번으로 나가 옆의 패널로 이동하게 됩니다.

① 아크 브레이드

② 주 가동부 (가동 부위)

③ 아크 소호부

④ 1차 측 터미널

⑤ 조작 메커니즘 (모터식 또는 수동식)

⑥ 퓨즈 홀더 (퓨즈를 잡아주는 곳)

⑦ 퓨즈

⑧ 2차 측 터미널 (다음 패널로 이동하기 위해)

⑨ 절연지 지물 (누전을 막기 위한)

마무리 직접 말하기 키워드

전기기사 자격증을 취득하였을 때 , 기쁨도 잠시 가장 많이 들었던 말은 "기사 있으면서 이것도 모르냐"였습니다. 자격증은 사실 열심히 외워서 합격만 하면 그만인데 현장에선 그렇지 않습니다. 내가 자칫 실수했다간 사람 목숨이 달려있기 때문입니다. 물론 텃세는 덤입니다.

그러니 지금 까지 익혀본 내용들을 아래 키워드를 보면서 설명해보세요. 내가 직접 설명하지 못하면 절대 내 것이 되지 않습니다. LBS를 설명할 일은 그리 흔하지 않습니다. 하지만 전기가 내가 관리하는 건물에 어떻게 들어오는지만 대충 알고 구두 설명이 가능하다면 그 이후의 설비들도 쉽게 이해할 수 있다고 생각합니다.

미흡한 부분이나 틀린 부분은 댓글 주시면 감사하겠습니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.

키워를 생각하며 나를 가르쳐보세요.

한전으로부터 가장먼저 수전설비가 만나는 기기
간이수전설비가 아닌 정식수전설비에서 사용됨
퓨즈가 부착된 방식
퓨즈가 없는 기본방식
부하전류는 차단가능하지만 차단시 대부분 아크발생
기본형은 고장전류 , 단락전류 차단불가
퓨즈타입은 1상만 끊어져도 3상차단
VCB 차단 후 이중안전장치를 위한 개폐기
도면 기호 그려보기