전기설비기술기준 제 16 ( 조 전로의 절연저항 및 절연내력 ) ① 항 고찰
파워세븐엔지니어링 대표 전기안전 기술사 이 성 우/
산업자원부 고시 제2005-1(2005.1.10)호에 의거 전기설비기술기준 제16조 전로의 절연저항 및 절연내력 항의 단서조항으로
( ) ① 다만 정전이 어려운 경우,
등 절연저항 측정이 곤란한 경우에는 누설전류를 1㎃이하로 유지하여야 한다. 라 고 개정고시 됨에 따라 현장 업무에 적용되고 있으나 기준적용의 어려움은, 물론 예상되는 문제점을 고찰하고자 한다.
목 차
제 개정 배경 1. ․
전기설비기술기준 및 내선규정 2.
누설전류의 특징 3.
누설전류 벡터합성 3.1
대지간 등가회로 3.2
고조파 발생기기 등의 누설전류 3.3
전기기기 누설전류 제한 값 3.4
기준적용의 문제점 4.
맺음 말
5.
제 개정 배경 1. ․
건축물의 전기설비는 물론 플랜트의 생산공정 등에서 현실적으로 정전을 시키기 고 저압전로의 절연저항을 측정하기 곤란한 경우가 많이 나타나고 있으므로 절연 저항을 측정하기 곤란한 경우에 누설전류 제한 값을 아래의 취지와 같이 규정한 것으로 보여 진다.
최근 일반 가정의 옥내배선 등의 절연저항을 정전하여 측정하는 것이 곤란하
①
게 되기 때문에 정전하지 않고 절연성능을 판정하는 누설전류에 의한 절연성능, 기준을 규정
저압전로의 절연저항 측정이 곤란한 경우 정전하지 않고 절연성능을 판
②
정하는 누설전류에 의한 절연성능 기준을 규정 : 누설전류 1㎃이하 유지시 절연성능 인정
전기설비기술기준 및 내선규정 2.
전기설비기술기준 제16조 전로의 절연저항 및 절연내력( ) 사용전압이 저압
○ ⓛ
의 전로---<중략>---구분할 수 있는 전로마다 다음 표에서 정한 값 이상이어야 한다. 다만 정전이 어려운 경우 등 절연저항 측정이 곤란한 경우에는 누설전류, 를 1㎃이하로 유지하여야 한다.
전로의 사용전압의 구분 절연저항치
400V 미만
대지전압 접지식 전로는 전선과 대지간( 의 전압, 비접지식 전로는 전선간의 전 압을 말한다 이하 같다 이. ) 150V 이하인 경우
0.1㏁
대지전압이 150V를 넘고 300V 이하인 경우 전압측 전선과 중성선 또는 대지( 간의 절연저항)
0.2㏁
사용전압이 300V를 넘고 400V미만인 경
우 0.3㏁
이상
400V 0.4㏁
내선규정 135-2 (저압전로의 절연저항) 1. 저압 전로중 다음 각호에 해당하는
○
것을 제외하고는 전선상호간 및 전로와 대지사이의 절연저항은---<중략>---구 분할 수 있는 전로마다 표 1-13의 값 이상이어야 한다 전기( 16). 다만 정전이, 어려운 경우 등 절연저항 측정이 곤란한 경우에는 누설전류를 1㎃ 이하로 유지하 여야 한다.
표 1-13 저압전로의 절연저항치
전로의 사용전압의 구분 절연저항치
400V 미만
대지전압 접지식 전로는 전선과 대지간( 의 전압, 비접지식 전로는 전선간의 전 압을 말한다 이하 같다 이. ) 150V 이하인 경우
0.1㏁
대지전압이 150V를 넘고 300V 이하인 경우 전압측 전선과 중성선 또는 대지( 간의 절연저항)
0.2㏁
사용전압이 300V를 넘고 400V미만인 경
우 0.3㏁
이상
400V 0.4㏁
내선규정 제 장9 (IEC 60364 잠정규정) 915-3 시험방법 전기설비의 절연
○ ③
저항---<중략>---(3) 측정은 직류로 실시한다 시험장치는. 1㎃의 부하시에 표 에 규정하는 시험전압을 공급할 수 있어야 한다 중략 표
915-2 .---< >--- 915-2 에 나타내는 시험전압으로 측정한 절연저항은 각각의 회로에서 부하기기를 접속 하지 않은 상태로 표 제915-2의 값 이상으로 한다.
표 915-2 절연저항의 최소값
공칭회로전압(V) 시험전압 직류(V) 절연저항(㏁)
및 회로가 안전절연변압기
SELV FELV :
로 공급 (KSCIEC60364-4-41-411.1.2.1)
되고 KSCIEC 60364-4-41-411.1.3.3의 요구사항을 만족할 경우
250 0.25 이상
이하 위의 사항을 제외
500V ( ) 500 0.5 이상
초과
500V 1,000 1.0 이상
누설전류의 특징 3.
누설전류 벡터합성 3.1
저압전로와 기기의 절연이 열화 또는 파괴되어 지락사고(Line to ground 가 발생한 경우에 영상분 전류 누전전류 가 흐른다 즉 그림
fault current) ( ) . [ 1]
과 같이 누전개소의 저항성분에 의한 전류 Ir과 커패시턴스 대지정전용량( C 성분 에 의한) Ic전류의 벡터합성 값인 영상 전류 Io가 흐른다 건전한 저압전. 로 또는 기기의 경우 Ic 전류는 절연이 양호한 상태에서도 흐르는 정상상태 의 전류(Ground leakage current)에 해당된다.
Ir V
Io Ic
θ
그림 누설전류 벡터합성 [ 1]
즉, 전로에 교류 전압을 인가한 상태에서 Ic 전류는 기기의 절연이 양호한 상태에서도 지속적으로 흐르며, 부하조건에 따라서는 분기회로에서 수십㎃ 정도가 흐르기도 한다.
대지간 등가회로 3.2
상 또는 단상회로에서도 동일하게 도해할 수 있지만 이해를 돕기 위해
3 , A
와 B상의 대지간 등가회로를 [그림2]와 같이 나타낼 수 있으며 각 상의 대, 지간 절연저항과 대지간 정전용량은 병렬회로가 된다 실제로 대지간 절연저. 항이 저하 절연파괴 하면( ) Ir전류가 급격히 증가한다.
V RA CA RB CB
그림 대지간 등가회로 [ 2]
여기서, RA : A상의 대지간 절연저항, CA : A상의 대지간 정전용량 상의 대지간 절연저항 상의 대지간 정전용량 RB : B , CB : B
고조파 발생기기 등의 누설전류 3.3
상용주파 60Hz의 기본파 이외에 고조파 기본파의 배수 주파수 의 발생이 큰( ) 기기를 사용하는 경우에는 대지간 누설전류가 증가하는 것은 당연한 사실이 다. 사무용 기기(OA), 전자식 안정기를 사용하는 형광등 회로, 제품 내의 제조업에서의 인버터 사용만을 보더라도 현장에서는 대지정 Power supply,
전용량에 기인하는 누설전류와 함께 고조파의 영향을 직접적으로 받기 때문 에 누설전류에 의한 절연성능 판정은 매우 유의하여야 한다 예를 들어 비선. 형 단상 부하에서 많이 발생하는 제 3고조파 전류 영향에 의한 전류파형은 그림 에서 보는 바와 같이 파형의 왜곡상태가 매우 심하므로 그림 의
[ 4] [ 3]
기본파형 값과는 큰 차이를 나타낸다. 선형부하에서는 실효값과 피크값의 는 배이고 비선형부하에서는 실효값과 피크값의
Crest factor 1.414 , Crest
는 배이다 현실적으로 저압전로에서 정도의 누설전류를 정확히
factor 2.5 . 1㎃
측정하는 것은 매우 곤란하다.
그림 선형 부하일 때 [ 3]
그림 비선형 부하일 때 [ 4]
전기기기 누설전류 제한 값 3.4
에서 보는 바와 같이 각 국가별 전기기기의 커패시터에 의한
TABLE 1.3.1 ,
누설전류를 안전상 제한하고 있다 일반적으로 교류전압을 인가한 상태에서. 최대 5㎃정도의 누설전류를 허용하고 있는 것으로 보여 진다 이정도 크기. 의 누설전류에 대한 인체 반응은 꽤 아픔을 느낄 정도이지만 전로 또는 다, 수의 기기가 접속된 분기회로의 누설전류를 제한하는 것은 아니다.
병원설비에서는 노약자나 환자의 상태에 따라 누설전류 1㎃도 위험한 전류 의 크기일 수 있다. 그러나 정상인의 경우 1㎃의 전류는 최소감지 전류에 해당되며 저압전로 또는 분기회로에서 15㎃이하의 누설전류는 안전상 문제 가 된다고 보기는 어렵다. 특히 주변 환경, 누전차단기 사용, 접지 시스템 등을 고려할 때 배선용차단기 또는 누전차단기 15 30A˜ 정도의 분기회로에 접속되는 기기의 정상적인 동작을 위해서 5˜15㎃정도의 누설전류는 불가피 하며 이 값을 초과하더라도 정전상태에서 절연저항을 측정해도 대부분이 정, 상적인 회로임을 경험하게 된다.
기준
4. 적용의 문제점
내선규정 135-2, 전기설비기술기준 제16조 ①항의 단서조항으로 다만 정전이, 어려운 경우 등 절연저항 측정이 곤란한 경우에는 누설전류를 1㎃이하로 유지하 여야 한다. 라고 개정됨에 따라 현장 업무에 적용되고 있으나, 기준적용의 어려움은 물론 대다수 전기안전관리자의 형사적 책임까지 우려되고 있다 기. 준의 조항만을 살펴본다면 저압전로의 어느 부분인지, ? 분기회로 인지? 어 떤 환경조건인지? 기술적 근거를 찾아보기가 어렵다.
전술한 바와 같이 “내선규정 제 장9 (IEC 60364 잠정규정) 915-3 시험방법 ③ 전기설비의 절연저항---<중략>---(3)측정은 직류로 실시한다 시험장치는. 1㎃의 부하시에 표 915-2 에 규정하는 시험전압을 공급할 수 있어야 한다.---<중 략>---표 915-2에 나타내는 시험전압으로 측정한 절연저항은 각각의 회로에서
부하기기를 접속하지 않은 상태로 표 제915-2의 값 이상으로 한다.“ 에서는 직 류(DC) 전압을 인가한 상태에서 규정한 값이며 부하기기를 접속하지 않고 각각, 의 시험전압에서 누설전류는 1㎃가 되도록 절연저항의 최소 값을 규정하고 있을 뿐이다.
그러나 제 개정된 현행 기준은 배선용 차단기 또는 누전차단기․ 15 30A˜ 용량을 사용하는 분기회로에 교류(AC)전원이 인가된 상태에서 누설전류계로 측정한 값이 일 이하일 때 절연성능이 유지된 것으로 인정할 수 있다고 보는 것은 상식적 1㎃
으로 이해할 수 없을 뿐만 아니라 사실상 정확한 측정도 곤란한 이유는 이미 밝 힌 바와 같다.
또한 변압기 중성점의 접지선에 흐르는 누설전류의 제한 값인 (최대사용전류 의 기준과도 상충된다 이 기준을 근거하여 말단 분기회로의 최대 누설
A/2000) .
전류 값을 추정해보면 (30A/2000) = 15㎃정도가 적당하며 현장에서는 이 정도, 의 누설전류 값을 경험하게 된다 예를 들어 누전차단기. 30 , 0.03㎃ 초의 동작특 성에서 15㎃는 부동작 전류임을 알 수 있으며 누설전류는, 15㎃이하로 관리하는 것이 바람직한 것이다 그러나 이러한 누설전류의 크기도 인체보호측면과 기기의. 정상적인 동작을 방해해서는 안 되므로 여러 가지 조건에 따라 다르게 적용되어 지는 것이 타당하다.
맺음 말 5.
저압전로의 절연저항측정과 관련하여 포괄적이며 단서 조항으로 규정한, “다만, 정전이 어려운 경우 등 절연저항 측정이 곤란한 경우에는 누설전류를 1㎃이하로 유지하여야 한다.”의 기준은 잘못 적용되는 경우 검사기관 전기안전관리 대, 행사는 물론 상주 전기안전관리자의 형사적 책임이 따르는 문제이고 전력기, 술인에게 피해가 우려되므로 조속히 삭제되는 것이 타당한 것으로 사료되며, 불가피하게 정전이 곤란한 전기설비와 유지관리 기준을 강화하기 위해 반드 시 필요한 조항이라면 기술적으로 수치적 근거가 명확해야 할 것이고 안전 상 문제가 없는 범위에서 제 개정되어야 할 것이다.․
내선규정 (IEC 60364 잠정규정 표) 915-2 절연저항의 최소값은 부하기기를 접 속하지 않은 상태에서 저압전로에 DC 전압을 인가할 때 절연저항 값이며 이때, 의 누설전류는 1㎃에 해당된다 특히 직접접촉 보호와 간접접촉보호를 실현하기. 위해 특별저압 교류( 50V이하 직류, 120V이하 회로를 구성한 경우 시험전압) DC
를 인가할 때 절연저항 이상 특별저압을 초과하고 이하의 저
250V 0.25㏁ , 500V
압은 시험전압 DC 500V를 인가할 때 절연저항 0.5㏁ 이상, 500V를 초과하는 경 우 시험전압 DC 1,000V를 인가할 때 절연저항 1㏁ 이상으로 규정하고 있으나,
교류(AC)전압을 인가하여 사용 중인 회로를 정전시키지 않고 누설전류를 측정하 여 1㎃이하일 때 절연성능이 유지되는 것으로 인정한 기준은 교류임피던스 특성 을 고려하지 않은 것으로 사료되므로 본 고찰내용 과 아래의 전기설비기술기준“ ” “ 제 장 제7 305 (IEC 60364조 규격의 적용) ②항의 적용 문제점 에 대하여 전력기술” 인의 이견(異見)이나 고견을 바랍니다.
전기설비기술기준
※ 제 장 국제규격 도입7
제305조 (IEC 60364 규격의 적용) ①수용장소에 시설하는 저압 전기설비는 표 의 규격에 따라 시설할 수 있다 다만 전기사업자의 전기설비와 직접 접
305-1 . ,
속하는 경우에는 전기사업자의 전기공급과 관련된 설비의 접지방식과 협조를 이 루어야 한다.
②동일한 전기사용장소에서는 제 항의 규정과 제 조1 6 ~ 304제 조까지의 규정을 혼용 하여 저압의 전기설비를 시설하여서는 아니 된다.
