개념 한 쪽
절연내력 시험은 전로나 기기가 정격보다 높은 전압을 견디는지 확인하는 시험이다. 시험전압은 최대사용전압의 크기 구간과 전로의 접지 방식에 따라 정해진 배율로 계산한다. 또 절연 상태가 양호한지는 절연저항 값이나 누설전류 크기로 판정한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「회전기, 정류기의 절연내력」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 구간별 시험전압 계산 | 1 | 최대사용전압 구간 판정 후 배율을 곱해 시험전압을 구하기 |
| 다중접지 예외 배율 | 1 | 중성점 다중접지 전로 조건에서 적용 배율을 가리기 |
| 절연저항 기준 판정 | 1 | 대지전압 구간에 맞는 절연저항 기준값을 고르기 |
절연내력 시험에서 걸어 주는 전압은 최대사용전압 값이 어느 범위에 속하는지에 따라 정해진 배율을 곱해 산출한다. 최대사용전압 7,000V 이하인 경우 최대사용전압의 1.5배를 적용하되, 계산값이 500V 미만이면 최소값 500V를 보장한다. 7,000V 초과 17,000V 이하 구간은 1.25배, 17,000V 초과 구간은 0.92배를 적용한다.
배율 예외도 있다. 22.9kV 3상 4선식 중성점(중성선) 다중접지 전로는 중성점을 여러 곳에서 접지해 절연 수준을 낮게 잡은 계통이므로, 전로와 대지 사이의 시험전압이 최대사용전압의 0.92배로 규정된다. 변압기 권선 중 7kV 초과 15kV 이하 구간은 원칙적으로 1.25배지만, 중성선에 다중접지를 하는 전로에 접속하는 권선은 예외로 0.92배를 적용한다. 따라서 문제에 다중접지 조건이 명시되면 먼저 구간을 판정하고 예외 배율을 확정해야 한다.
시험시간도 함께 묻는다. 절연내력 시험에서 규정 전압을 가했을 때 견뎌야 할 시간은 10분이다. 최대사용전압 150V 이하 정류기처럼 저전압 기기의 시험전압은 10배(10E)로 계산하되, 이 경우에도 최소 500V 규정이 깔린다.
절연 상태의 양부는 절연저항과 누설전류로 판정한다. 전로와 대지 사이의 절연저항 기준은 대지전압 크기에 따라 3단계로 나뉜다. 150V 이하에서 0.1MΩ, 150V 초과 300V 이하에서 0.2MΩ, 300V 초과(저압)에서 0.3MΩ 이상이다. 전압이 커질수록 기준값도 커진다.
정전이 어려워 절연저항 측정이 곤란한 저압 전로는 대신 누설전류를 측정해 1mA 이하로 유지하면 절연 상태가 양호한 것으로 인정한다. 또 단상 2선식 저압 전선에서 절연 성능을 판정할 때는 가해 전압 대비 흐르는 누설전류가 공급전류 최댓값의 2000분의 1을 초과하지 않게 유지해야 한다.
대표 계산 1 — 최대사용전압 22,900V인 중성선 다중접지 방식의 3상 4선 전로에서 대지까지의 절연내력 시험전압: 17,000V 초과 구간 배율 0.92를 적용한다. 22,900 × 0.92 = 21,068[V]. 같은 조건을 kV로 풀면 22.9 × 0.92 ≈ 21[kV](교류)가 된다.
대표 계산 2 — 1차 정격 3300V에 2차 정격 220V인 변압기 전로의 절연내력 시험전압(7,000V 미만 구간): 1차측: 3300 × 1.5 = 4950[V]. 2차측: 220 × 1.5 = 330[V]이지만 최소 500V 규정에 따라 500[V]를 적용한다. 시험시간은 두 경우 모두 10분간 견뎌야 한다.
풀이의 핵심은 구간 판정을 먼저 하는 것이다. 구간을 확정하지 않으면 배율을 헷갈려 계산이 틀어진다. 다중접지 문구가 보이면 0.92배 예외, 계산값이 500V에 못 미치면 500V 고정을 떠올린다.
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.