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

[아리랑]

안녕하세요. 오늘은 전기설비를 운용함에 있어 매우 중요한 점검의 종류에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 여기서 설명드리는 점검이 모든 종류를 포함하는 것은 아니지만, 이 정도만 알면 전기안전관리자 직무 고시에 언급된 것은 모두 포함하고 있다고 봐도 될 것 같네요. 아래는 제가 작성했던 전기안전관리자의 직무에 관한 고시 분석 내용입니다.

<전기안전관리자의 직무에 관한 고시> 파헤치기

안녕하세요. 오늘은 산업통상자원부에서 고시한 전기안전관리자의 직무에 대하여 분석하는 시간을 가져보려...

blog.naver.com

그중 제3조의 점검 종류별 측정 및 시험항목을 보면, 준공 시뿐 만 아니라 정기적으로 점검해 주어야 하는 항목들이 있습니다. 오늘 알아볼 전기설비 점검들은 누설전류 측정, 절연저항 측정, 접지저항 측정, 절연내력 측정과 열화상 측정입니다.

---

1) 누설전류 측정

먼저 누설전류 측정에 대하여 알아보겠습니다. 누설전류(Leakage Current)란, 절연체의 내부나 표면, 또는 전로 간, 전로-대지 간에 흐르는 미소한 전류를 말합니다. 일반적으로 절연이 잘 되어 있다면 0에 가까워야겠지만 절연이 깨진 경우 유의미한 값이 발생하게 됩니다. 일반적으로 저압 전기설비를 점검할 때 시행하며, 분기 혹은 반기에 필요시 측정하는 것이 기준입니다.

누전차단기가 자꾸 떨어진다거나, ELD 알람이 반복적으로 발생하는 경우 측정해 볼 수 있겠네요.

- 누설전류계: 작은 전류까지 잘 계측하는(감도가 좋은) 클램프 미터(전류 측정기기)를 일반적으로 누설전류계로 사용합니다. 차단기 조작 없이 전선에 클램프하여 용이하게 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

출처: HIOKI 3283

- 누설전류 측정 방법: 접지선을 측정할 때는 접지선 하나만 클램프, 단상 혹은 삼상회로 측정 시에는 상을 가지고 있는 회로들만 일괄 클램프하면 누설전류 값만 읽어낼 수 있습니다. 아래 그림 참조.

출처: HIOKI 3283 Manual

---

2) 절연저항 측정

다음은 절연저항 측정입니다. 절연저항이란, 어떤 절연물에 직류 전압을 가했을 때, 아주 미소한 전류가 흐를 텐데, 이때의 전압과 전류의 비(R=V/I)를 말합니다. 전기 설비에서 각 R, S, T, N상과 Ground는 서로 절연이어야 할 텐데요. 따라서 이 절연저항값이 일반적으로는 무한대(∞)이기 때문에, 측정기의 최댓값이 나오는 게 일반적입니다. 그러나 혹시라도 다양한 원인에 의해 누전이 발생했다거나, 상간 단락이 생겨 절연이 깨진 경우에는 무한대 값이 아닌 낮은 절연저항값이 나올 것입니다. 그럼 절연저항의 측정 기준과 방법에 대해서 차례대로 알아보겠습니다.

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

출처: Megger 社, MIT330

- 절연저항 측정 방법: 컨트롤러, 변성기, 콘덴서 등의 회로가 있다면 분리하고, 테스트하려는 부분의 주 회로(1차 측)도 분리시킨다.(무전압에서 시행) 그리고 각 상-접지, 각 상끼리의 저항을 절연저항계로 측정합니다.

(ex. R-G, T-G, R-S, S-N 등)

- 절연저항 측정 기준

저압전로의 절연성능(출처: 산업통상자원부)

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

---

3) 접지저항 측정

다음은 접지저항 측정입니다. 접지저항이란, 접지 전극과 대지와의 점속 상태를 나타내는 값이라고 할 수 있습니다. 접지저항이 높다면, 이상전류가 접지를 통해서 빠지지 못하고 인체나 기기로 흘러가게 되는데요. 이러면 감전이나 전기 사고를 유발하기 때문에 접지저항 측정은 매우 중요하다고 할 수 있습니다.

- 측정 방법: 접지저항계의 E극을 측정 장소에 물리고, P극, C극을 약 10m 간격으로 설치하여 저항 값을 읽어줌

출처: 클램프 접지저항측정기 PROVA-5601

☞ 클램프 접지저항계는 최근 무정전으로, 접지극 설치 없이 빠르고 쉽게 접지저항을 측정할 수 있다는 점에서 널리 사용되고 있습니다. 다만, 측정을 위해서는 접지회로에 폐루프가 있어야 하기 때문에 중성선 다중접지에서 주로 활용됩니다. 최근엔 누설전류계와 클램프 접지저항측정계의 기능을 모두 갖춘 제품도 나오고 있는 거 같네요.

---

4) 절연내력 측정

절연내력 측정은 연속하여 10분간 시험전압을 가하여 절연이 파괴되지 않고 견디는지를 확인하는 시험입니다. 전기 관련 사고가 나면 이상 전압이 전로에 가해질 텐데, 절연 파괴 없이 전기 설비를 사용할 수 있는 것인지 절연 강도를 확인하는 것이죠. 내전압시험이라고도 합니다. 아래 표는 2021 한국전기설비규정(KEC)에서 발췌한 "전로의 종류 및 시험 전압"입니다.

- 절연 내력 시험 기준

전 로 의 종 류	시 험 전 압
1. 최대사용전압 7 kV 이하인 전로	최대사용전압의 1.5배의 전압
2. 최대사용전압 7 kV 초과 25 kV 이하인 중성점 접지식 전로(중성선을 가지는 것으로서 그 중성선을 다중접지하는 것에 한한다)	최대사용전압의 0.92배의 전압
3. 최대사용전압 7 kV 초과 60 kV 이하인 전로(2란의 것을 제외한다)	최대사용전압의 1.25배의 전압(10.5 kV 미만으로 되는 경우는 10.5 kV)
4. 최대사용전압 60 kV 초과 중성점 비접지식전로(전위 변성기를 사용하여 접지하는 것을 포함한다)	최대사용전압의 1.25배의 전압
5. 최대사용전압 60 kV 초과 중성점 접지식 전로(전위 변성기를 사용하여 접지하는 것 및 6란과 7란의 것을 제외한다)	최대사용전압의1.1배의 전압 (75 kV 미만으로 되는 경우에는 75 kV)
6. 최대사용전압이 60 kV 초과 중성점 직접접지식 전로(7란의 것을 제외한다)	최대사용전압의 0.72배의 전압
7. 최대사용전압이 170 kV 초과 중성점 직접 접지식 전로로서 그 중성점이 직접 접지되어 있는 발전소 또는 변전소 혹은 이에 준하는 장소에 시설하는 것.	최대사용전압의 0.64배의 전압
8. 최대사용전압이 60 kV를 초과하는 정류기에 접속되고 있는 전로	교류측 및 직류 고전압측에 접속되고 있는 전로는 교류측의 최대사용전압의 1.1배의 직류전압
	직류측 중성선 또는 귀선이 되는 전로(이하 이장에서 “직류 저압측 전로”라 한다)는 아래에 규정하는 계산식에 의하여 구한 값

직류 저압측 전로의 절연내력시험 전압은 아래와 같습니다.

$E=V\times \frac{1}{\sqrt{2}}\times 0.5\times 1.2$E=V×1√2​×0.5×1.2​

E: 교류 시험 전압

V: 역변환기의 전류 실패 시 중성선 또는 귀선이 되는 전로에 나타나는 교류성 이상전압의 파고 값

국가법령정보센터 | 행정규칙 > 한국전기설비규정

한국전기설비규정 [시행 2021. 1. 19.] [산업통상자원부공고 제2021-36호, 2021. 1. 19., 일부개정] 산업통상자원부(에너지안전과), 044-203-5273        「한국전기설비규정」의 자세한 내용은 상단 메뉴 " "버튼을 이용하십시오.

www.law.go.kr

출처: Wattman 101-1

정류기, 변압기, 태양전지 모듈 등의 절연내력 시험 기준도 별도로 지정되어 있습니다. 자세한 내용은 위 링크의 한국전기설비규정을 참고하시면 될 거 같습니다.

매우 큰 전압을 가지고 테스트하는 것이기 때문에, 시험 장비도 무시무시하게 생겼습니다. 측정 시 안전에도 매우 주의해야 하죠.

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

---

5) 열화상 측정

열화상 측정은 무정전으로 측정할 수 있는 점검입니다. 최근 진단을 위한 짧은 정전만으로도 심각한 피해가 발생되는 경우가 많기 때문에, 이 열화상 측정으로 사고를 대비하는 것에 대한 중요성이 커지고 있습니다. 신속하고, 안전하게, 접근이 어려운 곳까지도 비접촉식으로 표면 온도를 측정할 수 있다는 장점도 있습니다. 때문에 전기안전관리자 직무 고시에도 분기마다 할 것을 권고하고 있습니다.

- 측정원리: 열에너지를 전자파의 일종인 적외선 파장의 형태로 검출하여 피사체 표면의 복사열 강도에 따라 다른 색상으로 표현하는 것입니다. 일반적으로 높은 온도를 갖는 물체일수록 더 많은 적외선을 방출한다고 합니다.

출처: https://www.fluke.com/en-us/product/thermal-cameras/tix580

최근 출시되는 열화상 카메라에는 실제 사진과 열화상 사진을 동시에 찍어 이해를 도와주기도 합니다. 그리고 찍은 사진을 PC로 옮겨서 보면 이미지의 point마다 온도의 데이터를 모니터 할 수 있는 기능까지도 추가되어 있습니다. 전기 설비뿐만 아니라 누수, 누압 등도 잡아낼 수 있기 때문에 시설 운용 전반에서 널리 사용되고 있는 측정기입니다.

[출처] 전기설비 점검 정리(누설전류, 절연저항, 접지저항, 절연내력 측정, 열화상 측정 등)|작성자 jaeffong

적외선+열화상+카메라를+이용한+전기설비의+점검+기법.pdf

1.34MB

 jaeffong 퍼옴