개념 한 쪽
전로와 기기가 정격보다 높은 전압을 견디는지 확인하는 절연내력 시험의 전압은 최대사용전압 구간별 배율로 정해진다. 전로와 대지 사이의 절연저항 기준도 대지전압 크기에 따라 단계가 나뉜다. 누설전류 비율과 절연저항 측정이 곤란한 경우의 대체 기준까지 함께 묻는다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「연료전지 및 태양전지 모듈의 절연내력」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 시험전압 배율 구간 계산 | 1 | 최대사용전압 구간 판정 후 배율을 곱한 시험전압 값 구하기 |
| 다중접지 예외 배율 적용 | 1 | 중성점 다중접지 전로에 적용되는 시험전압 배율 가리기 |
| 절연저항 기준값 판단 | 1 | 대지전압 구간에 맞는 절연저항 기준과 유지 방향 고르기 |
절연내력 시험은 전로나 기기의 절연이 규정 전압을 견디는지 확인하는 시험이다. 시험전압은 최대사용전압의 크기 구간에 따라 정해진 배율로 계산한다. 최대사용전압 7,000V 이하는 최대사용전압의 1.5배, 7,000V 초과 17,000V 이하는 1.25배, 17,000V 초과는 0.92배를 적용한다. 낮은 전압에서는 계산값이 500V 미만이면 최소 500V를 적용한다.
구간 판정을 먼저 하지 않으면 배율을 헷갈리기 쉽다. 예컨대 최대사용전압 22,900V는 17,000V 초과 구간이므로 0.92배가 적용되어 22,900 × 0.92 = 21,068V가 된다. 중성점 다중접지식 전로는 절연레벨을 낮게 잡은 계통이므로 시험전압이 최대사용전압의 0.92배로 규정된다. 최대사용전압 8,000V 권선이라도 중성선 다중접지 조건이 명시되면 원칙 배율 대신 0.92배를 적용한다.
전로와 대지 사이의 절연저항 기준은 대지전압에 따라 3단계로 정해진다. 150V 이하는 0.1MΩ, 150V 초과 300V 이하는 0.2MΩ, 300V 초과 저압은 0.3MΩ 이상이다. 전압이 커질수록 요구 기준값도 커진다.
절연저항은 누설전류 허용 비율로도 관리한다. 단상 2선식 저압 전선은 사용전압에서 흐르는 누설전류가 최대 공급전류의 1/2000을 넘지 않도록 유지한다. 또 정전이 어려워 절연저항 측정이 곤란한 저압 전로는 대신 누설전류를 1mA 이하로 유지하면 절연 상태가 양호한 것으로 인정한다.
대표 계산을 살펴본다.
문제 1. 최대사용전압 150V인 정류기의 절연내력 시험전압은? - 최대사용전압 150V 이하 구간이므로 10배 적용: 시험전압 = 10E = 10 × 150 = 1500V. - 이 시험전압을 1분간 견디면 합격이다.
문제 2. 1차 3300V, 2차 220V 변압기 전로의 절연내력 시험전압(10분간)? - 1차: 최대사용전압 7,000V 미만이므로 1.5배 — 3300 × 1.5 = 4950V. - 2차: 220 × 1.5 = 330V이지만 최소 500V 규정에 따라 500V. - 답은 1차 4950V, 2차 500V다.
계산 함정은 최소 500V 조건과 다중접지 예외 0.92배를 놓치는 데 있다. 220 × 1.5 = 330V를 그대로 답하면 틀리고, 다중접지 조건에서 원칙 배율 1.25배를 쓰면 틀린다. 절연저항 문제에서는 전압 구간을 혼동해 낮은 구간의 기준값을 고르거나, 절연저항을 '이하로 유지'한다는 방향이 뒤바뀐 보기를 걸러야 한다.
최대사용전압이 22900V인 3상4선식 중성선 다중접지식 전로와 대지 사이의 절연내력 시험전압은 몇 [V] 인가?
정답 ① · 전기설비기술기준에 따르면 최대사용전압이 22,900V인 회로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 1.5배(10,000V 초과 시)에 해당하는 34,350V(교류) 또는 최대사용전액에 500V를 더한 값(특별 고압 이상) 등 규정이 있으나, 문제의 보기 중 25,229V 등의 특정 수치는 주어진 공식으로 유추하기 어렵습니다. 하지만 보통 전기기기의 시험전압은 최대사용전압의 약 1.1~1.2배 혹은 규정된 고정값을 따릅니다.
최대사용전압 17,000V 초과 전로의 절연내력 시험전압은 0.92배: 22,900×0.92=21,068V.
3상 4선식 22.9kV 중성점 다중접지 전로의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압의 몇 배의 전압인가?
정답 ③ · 한국전력공사의 배전용 변압기 규격(KEPCO) 및 KS C 0803에 따르면 22.9kV 중성점 다중접지 전로의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압인 22.9kV에 대해 0.92배, 즉 21kV(교류)로 규정되어 있습니다. 따라서 22.9 * 0.92를 계산하면 약 21kV가 되므로 0.92배라는 보기가 정답입니다.
22.9kV 중성점 다중접지 전로의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압의 0.92배(약 21kV 교류)이다.
정류기의 전로로 대지전압이 220V라고 한다. 이 전로의 전열저항값에 대하여 바르게 설명한 것은?
정답 ③ · 정류기의 전로 및 대지 간의 절연 내력에 관한 문제입니다. 대지전압이 220V와 같이 150V를 넘고 300V 이하인 저압 회로에서 사용되는 정류기의 전로와 대지 사이의 절연 저항값은 0.2MΩ 이상으로 유지하여야 합니다.
대지전압 150V 초과 300V 이하 전로의 절연저항 기준은 0.2MΩ 이상, 220V는 이 구간.
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