개념 한 쪽
전로와 대지 사이의 절연 상태는 절연저항으로 확인하고, 절연이 높은 전압을 견디는지는 절연내력 시험으로 확인한다. 두 기준 모두 전압의 크기에 따라 구간이 나뉘므로 구간 판정이 먼저다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「전로의 절연저항 및 절연내력」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 구간별 시험전압 계산 | 1 | 최대사용전압 구간을 판정해 배율로 시험전압을 구하기 |
| 다중접지 배율 적용 | 1 | 다중접지 전로 권선에 적용할 시험전압 배율을 가리기 |
| 대지전압별 절연저항 판정 | 1 | 대지전압 구간에 맞는 최소 절연저항 기준값을 고르기 |
절연저항은 전로와 대지 사이의 절연 상태를 저항값으로 나타낸 것이다. 절연이 나빠지면 전류가 대지로 새어 나가는 누설전류가 늘어나 감전 사고와 화재의 원인이 된다. 그래서 전기설비기술기준은 대지전압의 크기에 따라 최소 절연저항을 단계별로 정한다. 저압 전로의 경우 대지전압 150V 이하는 0.1MΩ, 150V 초과 300V 이하는 0.2MΩ, 300V 초과는 0.3MΩ 이상으로 유지해야 한다. 전압이 높아질수록 기준값도 커진다.
절연저항 측정이 곤란한 경우가 있다. 병원이나 공장처럼 정전이 어려운 곳에서는 절연저항측정기로 값을 잴 수 없다. 이때는 대신 누설전류를 측정해 1mA 이하로 유지되도록 관리하면 절연 상태가 양호한 것으로 인정한다. 또 단상 2선식 저압 전선로의 절연 부분 전선과 대지 사이 절연저항은, 전로 사용전압 대비 누설전류가 최대 공급전류의 1/2000을 넘지 않도록 유지하는 조건으로 대체할 수 있다.
절연내력 시험은 전로나 기기가 정격보다 높은 전압을 견디는지 확인하는 시험이다. 시험에 걸 전압은 최대사용전압의 크기 구간에 따라 배율로 정해진다. 최대사용전압 7000V 이하는 1.5배, 7000V 초과 17000V 이하는 1.25배, 17000V 초과는 0.92배다. 다만 낮은 전압 구간에서는 계산값이 500V 미만이 되지 않도록 최소 500V를 보장한다.
중성점 다중접지 전로에는 예외가 적용된다. 중성점을 여러 곳에서 접지해 절연 수준을 낮게 잡은 계통이므로, 그 전로에 접속하는 권선의 절연내력 시험은 최대사용전압의 0.92배로 낮춰 적용한다. 예컨대 최대사용전압 8000V인 변압기 권선이라도 다중접지 조건이면 원칙 배율 1.25배 대신 0.92배를 적용한다.
시험 시간도 규정되어 있다. 절연내력 시험은 규정 전압을 일정 시간 견뎌야 하며, 시험전압이 500V 미만이면 500V를 적용해 시험한다. 구간 판정 없이 배율만 외우면 낮은 전압 측에서 최소값 규정을 놓치기 쉽다.
대지전압이 220V로 나오는 정류기의 전로를 보자. 220V는 150V 초과 300V 이하 구간이므로 절연저항을 0.2MΩ 이상으로 유지해야 한다. 0.1MΩ은 낮은 전압 구간의 기준값이고, 「이하로 유지」라는 설명은 절연이 나쁠수록 좋다는 말이 되므로 방향부터 틀린다.
절연내력 시험전압 계산을 살펴본다.
- 최대사용전압 22900V, 중성선을 여러 곳에서 접지한 3상 4선식 전로: 17000V 초과 구간이므로 22900 × 0.92 = 21068V. - 최대사용전압 150V인 정류기: 150V 이하 구간이므로 시험전압은 10E = 10 × 150 = 1500V. - 1차측이 3300V, 2차측이 220V로 권선된 변압기: 3300 × 1.5 = 4950V, 2차측은 220 × 1.5 = 330V이지만 최소 500V 규정에 따라 500V를 적용한다.
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.
전기공사산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.