전류 사고 및 보호장치

전기 화재를 일으켜 재산과 인명 피해를 끼치는 요인으로 누전과 지락 등이 있는데 금번 그로 인한 사고의 종류와 보호장치에 대해 살펴보고자 한다. 

 

 

 

전류 사고 및 보호장치

사고전류의 종류와 특징

지락사고

- 1선 지락전류 (누설전류)

선로에서 가장 많이 발생하는 사고전류(고장전류)의 형태로, 단상 또는 3상 선로 중에서 임의의 한 개의 선로가 사람, 나무 등에 접촉되어 대지와 연결(접지)되어서 흐르는 전류를 말한다.

 

<그림 1> 나무에 의한 1선 지락전류 발생

 

<그림 2> 사람에 의한 1선 지락전류 발생

 

 

단락사고

- 선간단락

전류 3선 중 두 개의 선이 단락(합선)되어 흐르는 전류를 말한다.

 

<그림 3> 선간 단락 전류 예시

● 단락(短絡, short-circuit)
단락은 ‘쇼트’와 ‘합선’의 다른 명칭이다. 단락의 ‘단’은 끊을 단(斷)이 아니라, 짧을 단(短)이라는 것에 유의.
단락은 전기가 공급되는 두 가닥의 선이 직접 연결되는 상태를 말한다. 단락이 되는 순간 높은 전류가 흐르게 되므로 전기스파크가 발생하고, 열이 나거나 불꽃이 일 수 있다.

 

 

과부하 전류

- 전기기기는 정격전류, 전선은 허용전류를 어느 정도 초과한 상태가 계속될 때 전기기기 또는 전선의 손상 방지상 자동차단을 필요로 하는 전류를 말한다.

- 대부분 전기기기의 정격전류에 대해 수배 이상인 경우가 많고 부하 변동이 원인이 되어 발생한다.

 

● 과부하(過負荷, overload)
과부하는 정격 전류가 아닌, 전기기가 담당할 수 있는 전류 값을 초과한 상태를 말한다. 이 상태가 지속되면 전선에 뜨거운 열이 발생되어 전기 화재로 이어질 수 있다.

 

서지(Surge)

- 전기 회로에서 전류나 전압이 순간적으로 크게 증가하는 충격성이 높은 펄스이다.

- 서지는 전선 또는 전기 회로를 따라서 전달되며, 짧은 시간 급속히 증가하고 서서히 감소하는 특성을 지닌 전기적 전류, 전압 또는 전력의 과도 파형을 말한다.

- 이는 번개 치는 날 전기가 끊어지고 전화가 불통되거나 설비의 예민한 반도체가 파괴되는 주용 원인이 된다.

 

 

분기회로 보호장치

 

누전 차단기(ELCB : Earth Leakage Cirguit Breaker 또는 RCCB : Residual-Current Circuit Breaker)

 

지락 차단장치의 하나로, 전기기기 등에 발생하기 쉬운 누전, 감전 등의 재해를 방지하기 위해 설치하며, 이상 발생 시 이상을 감지하고 회로를 차단시키는 작용을 한다.

누전 차단기는 누전이 발생될 때, 그 이상 현상을 감지하여 전원을 자동적으로 차단시키는 지락차단기의 일종이다.

즉, 에너지가 있는 도선과 중립 도선 사이의 전류 균형이 깨졌을 때, 전류를 차단하는 장치이다.

대개의 경우 사람이 에너지가 있는 도선에 접촉했을 때 전류 균형이 깨지며, 치사량의 전류가 흐를 수도 있다.

누전 차단기는 이 상황에서 전류를 차단하며, 과부하나 단락은 별도의 차단기가 감지한다.

 

<그림 4> 누전 차단기의 동작 원리

 

 

 

<그림 5> 누전 차단기 예시

 

 

 

배선용차단기(MCCB : Molded Case Circuit Breaker)

 

전자 기기가 정상적으로 작동하고 있을 때 흐르는 전류의 값을 ‘정격 전류’라고 한다.

배선용차단기는 이 전류가 흐를 때에는 작동되지 않는다. 하지만 정격전류가 아닌 이상 상태에서는 위험을 감지하고 전자기기들을 보호하기 위해 전류를 차단하게 된다.

즉, 배선용차단기는 전류 이상을 감지하여 선로가 열에 의해 타서 손상되기 전, 선로를 차단하여 주는 배선 보호용 기기이다.

분기회로용으로 사용 시 부분 회로 개폐기 기능과 자동 차단기의 두 가지 역할을 겸하게 된다.

누전에 의한 고장전류는 차단하지 못 하는 것이 누전차단기와 가장 큰 차이점이다.

과부하 및 단락(합선) 등의 이상현상이 발생된 경우에 회로를 차단하고 보호하는 목적으로 설치된다.

 

<그림 6> 배선용차단기 예시

 

 

<그림 7> 주택용 분전반의 배선용차단기 예시

 

Reference : 국가연구안전관리본부 연구실 안전교육 표준교재(전기 안전)