전기박사의 ‘現問賢答’

상코일값 달라지면, 예비모터를 준비해야

Q. 모터 선간 저항이 많이 틀리는 경우 예를 들어 5Ω, 5Ω, 20Ω일 경우 어떠한 문제가 있는지요? 모터 운전 시 전자개폐기의 불꽃이 많이 일어나는 경우에는 어떠한 점을 의심해야 하는지 알려 주세요?

A. 모터코일의 고장은 몇 가지로 정리할 수 있습니다. 단선, 단락, 절연파괴 등이 있습니다. 단선이나 절연파괴의 경우는 테스터기로 쉽게 찾아지는데, 단락의 경우는 테스터기로 확인이 어렵습니다. 왜냐하면 대용량 모터의 경우 상코일값이 1Ω 미만이기 때문에 이게 단락인지, 정상인지 파악이 어렵기 때문입니다.

내부에 코일이 바니쉬 코일로 절연 처리되어 바로 이웃코일과 전기적으로 붙지 말아야 하는데, 바니쉬절연처리의 불량으로 코일 층간 단락현상인 레어쇼트가 발생할 수도 있습니다. 이 경우에 상간 저항값이 이렇게 언벌런스하게 나오겠지요.

층간 일부 단락인 상태로 모터를 운전해도 사고가 진전되지 않고 그럭저럭 운전이 잘 될 수도 있습니다. 그런데 이렇게 상코일값이 언발런스하면 층간 단락을 의심해야 하고 층간 단락인 경우, 저항값이 점점 작아지는 쪽으로 진전되면 선 전류가 점점 증가하게 되겠고 그러다가 정격전류 이상 흐르게 되면 모터 소손으로 발전하게 됩니다.

그러므로 이렇게 상코일값이 달라지면 사고대비 예비모터를 준비해야 합니다. 그러나 실제로는 이렇게 층간 단락을 발견하는 경우는 잘 없고 대개 모터가 나자빠져서 맛이 갔을 때가 되어서야 발견하게 되지요.

Q. 뇌우경보가 발령되면 새벽에라도 나가 혹시라도 모르는 상황에 비상발전기를 시운전 했었는데요. 정전이 발생해 수동으로 ATS를 조정했었던 것 같은데 이 과정에 대해 자세히 설명 좀 해주실 수 있나요?

A. 발전기&ATS를 자동으로 놓으면 정전 시 모든 게 자동으로 실행됩니다. 동작 개요입니다. 정전 시 정전을 감지한 UVR에 의하여 Main차단기가 차단이 되고 ATS에 있는 정전감지용 계전기 27RELAY에 의하여 발전기가 자동으로 시작되고 ATS가 발전기에서 공급하는 전원을 84RELAY로 감지하여 ATS가 자동으로 절체되어 발전기 전원이 공급됩니다.

그런데 상위의 발전기나 ATS를 수동으로 놓았을 경우에는 수동으로 조작을 해야 합니다. 따라서 기본은 평상시에 모든 S/W를 자동으로 놓아야 합니다.

Q. CT, VT 관련 질문입니다. 만약 CT가 2,000/1A짜리 CT라면, 1차측 전압을 200V로 간주해, 1차측에 2,000A가 흐르는 전류를 2차측에서 1A로 변성을 해주는 원리입니다.

그런데 N(권수비)=I1/I2=V2/V1에 의해서 1A로 변성해 주면 2차측에는 전압이 2,000×200=400,000V가 흐른다는 말인데 이것은 상식적으로 말이 안 되는 것 같습니다. CT, PT가 TR구조라고 알고 있는데 상호 어떻게 변환해서 전류비 전압비를 검출하는지요?

A. CT는 2차측 전류가 무조건 5A이고 PT는 2차측 전압이 무조건 110V입니다. CT와 PT는 계량기 검침용 및 전압계 전류계 등의 측정용으로 많이 사용되며 1차 전류가 2,000A이고 CT가 2,000/5일 경우 2,000A가 흐르면 2차측에는 5A가 흐르고 1,000A가 흐르면 2.5A가 됩니다. 그리고 전압이 만일 1차 전압이 6,600V이고 PT가 6,600/110일 경우 6,600V이면 110V가 될 것이고 3,300V가 되면 55V가 되겠지요.

Q. 아파트에서 발전기는 무부하 운전으로밖에 안 하는데, 부하운전을 못 하는 이유는 무엇인가요? 제가 아는 것은 아파트에서 정전시키기가 힘이 드는 관계로 못 하는 것으로 알고 있는데 혹시 제가 모르는 다른 사항이 있나요?

A. 먼저 도면을 보시고 비상전원에 관계되는 것들이 무엇인지 확인해 보세요. 아마 비상전원은 공용설비 전원에만 들어가기 때문에 잠깐 공용 전원만 정전될 것입니다.

단, 입주민들에게는 발전기를 점검&검사한다고 공고하시고요. 검사를 할 때는 ATS에 있는 한전측 전원을 차단하면 자동으로 발전기가 돌고 ATS가 동작하여 비상전원으로 공급을 받는 공용설비에 전원이 공급 부하 검사를 할 수 있습니다.

Q. 옴(Ω)의 법칙을 보면, V=IR 즉 전압은 전류와 저항에 비례하고 전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례하고, 저항은 전압에 비례하고 전류에 반비례하죠.

그럼 전압을 증가시키거나 감소시키려면 전류를 증가시키거나 감소시키는 것, 저항을 증가시키거나 감소시키는 것 두 가지 방법이 있나요?

전류를 증가시켜도 전압이 상승하고 저항을 증가시켜도 전압이 상승하는 것인가요? 하지만 전류와 저항은 서로 반비례하니깐 저항을 증가시키면 전류는 감소하고, 전압은 그대로인 것 아닌가요? 전압을 상승시키거나 감소시키는 방법 좀 알려 주시겠어요?

A. 공식은 맞습니다. 기본적으로 전압은 각 기기에서 요구하여 정하여진 것이기 때문에 전류나 저항으로 전압을 만드는 것이 아닙니다. 단, 옴(Ω)의 법칙은 전압, 전류, 저항의 3요소 중 두 가지를 알면 나머지 하나를 알 수 있게 한 법칙입니다.

때문에 “전압은 가만히 있고, 일정하고 사용하는 저항에 의하여 전류가 가변이 된다”라고 이해를 하여야 합니다. 즉, 전류를 알면 부하의 용량이나 저항값 등 부하의 성질을 알 수 있는 것입니다. 발전기에서 만들어 내는 것도 전압입니다.

Q. 1. 차단기 내리고 2차측을 측정하면 전압이 측정되는지요? (다름이 아니라 단로기와 차단기가 차단하는 것이 다르다고 해서 그럽니다.)

2. 배터리 용량 확인하는 법을 알고 싶습니다. 12V 배터리가 있는데 용량이 얼마나 남았는지 방법을 모르겠네요.

3. 차단기에 사용 가능한 용량 계산을 어떻게 하는지 알고 싶습니다. 제가 주워듣기에는 후크로 전류를 측정해서 차단기 스위치에 쓰여 있는 암페어(A) 이하로 나오면 된다고 들었습니다.

A. 1. 차단기는 흐름을 끊을 수 있지만 단로기는 끊지는 못합니다. 따라서 단로기는 S/W으로써의 역할만 합니다. 전압이 나오지 않는 것은 똑같습니다. 차단기는 부하가 걸려 있는 상태에서도 On, Off를 할 수 있지만 단로기는 부하가 없는 상태에서만 On, Off를 할 수 있습니다.

2. 일반 배터리의 잔여 용량은 쉽게 측정이 어렵습니다. 일반적으로 공칭전압보다 높으면 용량이 남아 있고 공칭전압보다 낮으면 거의 다 사용을 한 것입니다. 축전지는 방전 검사를 한다거나 내부저항을 측정하거나 배터리 비중, 전압으로 확인합니다.

3. 사용 가능한 용량은 정격전압×차단기의 정격전류입니다. 하지만 사용할 때는 기본적으로 차단기의 80% 이하가 되도록 합니다.

Q. 안방에 있는 벽 콘센트에 연결된 멀티 탭을 켜는 순간 쇼트가 나더니 콘센트 자체에 전기가 나가버렸는데요. 문제는 이거 1개만 나간 것이 아니라 거실에 있는 벽 콘센트 1개, 작은방에 있는 벽 콘센트 1개까지 같이 나가버렸어요. 어떻게 해야 하나요?

A. 근본적인 원인 해결이 선행돼야 겠네요. 멀티

탭에 연결된 부하측(TV 등)을 제거하시고 멀티 탭을 뺀 후 세대분전반(전기차단기 박스)에 Off되어 있는 차단기를 올려 보시고 콘센트 전원이 복구되었는지 확인하세요.

복구되었다면 멀티 탭을 콘센트에 연결하시고 멀티 탭에 빼놓은 플러그를 하나씩 꽂아 보세요. 만약에 문제가 있었다면 플러그를 꽂는 순간 분전반에 있는 차단기가 Off될 겁니다. 문제가 발생한 부하측을 A/S처리 하시면 완료됩니다. 안전한 전기사용을 위하여 멀티 탭에 적정 이상의 문어발식 사용을 하시면 안 됩니다.

Q. 6,600V / 440V 600킬로짜리 변압기를 사용하고 있습니다. 2차측은 Y결선으로 되어 있고요. 중성선에 OCGR이 걸려 있는 상태고요. CT도 걸려 있습니다. OCGR의 동작원리와 CT의 전류 산정 방법을 알고 싶습니다.

A. 중성선에 OCGR이 걸려 있는 상태고요. CT도 걸려 있습니다. 직접접지 방식에서 중성선에 걸려 있는 OCGR은 불평형 전류까지를 검출하여 동작하는 것입니다.

이것은 3상 4선식 계통에서 중성선에 설치한 CT로 지락이나 불평형 시에 중성선에 흐르는 전류를 검출하기 위한 것입니다. 이 CT를 중성선에 설치를 하였다 하여 NCT라 합니다.

그리고 설정치는 기본적으로 정격전류의 30% 이하로 설정합니다. 이에 변압기 정격전류는 440V에 600kVA이므로 787A가 됩니다. 그리고 CT는 1,000/5이고 OCGR은 1.18A에 세팅하여야 하는데 1.18은 할 수 없으므로 가장 가까운 1.0에 하면 됩니다. 따라서 약 25%에 세팅하는 것이 됩니다.

Q. 안정기 교환 시 전등 단자대에서 두 선 중 한 선을 분리하다가 등기구 샷시 부분에 닿았을 때 펑 소리와 함께 누전 차단기가 트립되는데 어떤 이유에서 그런지 알고 싶습니다. (지락이라고 생각은 합니다만, 확실하지 않아서요.)

누전차단기가 아닌 배선용 차단기의 경우 전선이 샷시 부분에 닿아도 트립이 되질 않는 것이 정상인 것으로 알고 있는데 제가 맞게 알고 있는 건가요?

그리고 이전에 선임자에게 중성선이 샷시부분에 접촉 시 불꽃이 발생하지 않고 그냥 트립된다고 배웠는데 이것이 맞는지도 알고 싶습니다.

A. 등기구 샤시가 접지가 잘 되어 있다면 샤시에도 하나의 전극(접지극)이 존재합니다. 그것은 중성선과 같은 전극인데 전위는 중성선보다 높습니다. 하여 펑 소리와 함께 누전차단기가 Trip이 된다면 이것은 중성선이 아닌 Hot Line과의 단락, 지락입니다.

단상에서의 Hot Line 지락은 단락과도 같습니다. 단, 그 전류는 접지저항에 의하여 흐릅니다. 접지저항이 크다면 적게 흐르고 적다면 대전류가 흐릅니다. 하지만 중성선이 지락되었을 경우 중성선과 접지 간에 전위차가 적고 접지저항이 크다면 접지로 흐르는 전류가 적어 Hot Line이 접지되는 것처럼 그런 현상이 발생하지 않을 수 있습니다. 따라서 누전으로 인하여 차단기가 Trip될 경우 Hot Line과 중성선 Line을 바꾸면 Trip이 되지 않을 수도 있습니다.

Q. 철심의 자화가 반만큼 되는 건가요? 그렇다고 갑자기 변압기의 성능 자체가 변할 것 같진 않은데요. 100V→200V로 만들어 주는 것에 갑자기 100V 넣었는데 100V가 2차측에 나올 것 같진 않은데요. 설명 부탁해요.

A. 전선에 전류가 흐르듯 철심에는 자속이 흐릅니다. 전선의 저항이 크면 전류에 의하여 전압강하와 열이 발생하듯 철심에도 자기 저항이 크면 열이 발생합니다. 열이 발생하면 전선의 절연물이 녹고 그 열에 의하여 절연이 파괴됩니다. 철심도 열이 발생하면 주위의 절연물들을 과열시켜 절연을 파괴합니다. 전압과는 무관합니다. 전압은 권수비에 비례합니다.

<자료제공 : 카페-전기박사>

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