고장난 누전차단기의 부품을 이용하여 간이 누설전류계를 만들어 보았다. 


누전차단기에서 빼낸 ZCT와 mV 를 측정할 수 있는 테스터기, 1.5kΩ 저항만 있으면 된다. 


ZCT에서 발생하는 전류가 저항을 통해서 흐를 때, 여기에 걸리는 전압을 측정하는 방식이다. 



여기서 만든 간이 누설전류계는, 누설전류만 전문적으로 측정하는 클램프메터와 값이 거의 일치하는 것을 볼 수 있었다. 



위의 사진은 간이 누설전류계의 구성이다. 


누전차단기에서 빼낸 ZCT 와 1.5kΩ 저항을 병렬로 연결하였다. 그리고 mV 를 측정하는 장치는 FLUKE 107 멀티미터를 사용했다. 




누설전류는 부하회로에서 대지로 빠져나가는 전류를 재는 회로이므로 전원선 2가닥을 동시에 ZCT에 통과시켜야 측정이 가능하다. 


한 가닥만 ZCT에 통과시키는 경우 누설전류가 아닌 부하전류가 측정되게 된다. 




누설전류를 발생시키는 장치는 예전에 제작한 누전차단기 테스터를 이용하였다. 


버튼 하나당 약 10mA 의 누설전류를 발생시키는 장치이다. 


누설전류를 측정하는 장치인 FLUKE-360 은 접지선을 통과시켰는데, 누전차단기 테스터에서 발생시키는 누설전류는 접지선을 통해서 빠져나가므로, 접지선을 통과시켰다. 


실제 부하에서는 접지선 이외의 경로로 누설전류가 빠져나갈 수 있으므로 접지선에만 누설전류계를 통과시키면 정확한 값을 알 수 없게 된다. 




시중에서 판매되고 있는 누설전류계와의 값 비교를 해 보았다. 


집에서 자작한 누전차단기 테스터는 표시등에서 1.3mA 정도의 누설전류를 발생시키는데, 이 누설전류를 감지해서 약간의 전압이 뜬다. 


누설전류계에는 1.3mA 가 측정되고, 간이로 만든 누설전류계에는 1.5mV 가 뜬다. 




누전차단기 테스터의 버튼을 눌러서 약 11mA 의 누설전류를 발생시키니, 누설전류계에는 11.3mA 가 측정되고, 간이 누설전류계에는 11.0mV 가 측정된다. 





버튼을 2개 눌러서 20mA 의 누설전류를 발생시키니, 누설전류계에는 20.9mA 가 측정되고 간이로 만든 누설전류계에는 20.7mV 가 측정된다. 




버튼 3개를 누르면 누설전류의 합이 30mA 가 넘게 되므로 누전차단기가 트립된다. 


누전차단기가 트립되어 누설전류도 0이 되었고, 간이 누설전류계의 전압값도 거의 0 이 되었다. 



이번에는 긴 물그릇을 이용하여 연속적인 값으로 된 누설전류를 발생시켜 보았다. 


물그릇에 담긴 물은 일반 생수이다. 


접지선이 포함된 플러그 선을 잘라서 갈색 선과 접지선(녹색과 황색 줄무늬)을 이용하여 누설전류를 발생시켰다. 


순수한 물은 전기가 잘 통하지 않으므로 전선을 물에 담궈도 2mA 정도의 누설전류만 발생하였다. 


누설전류계에는 2.6mA 가 측정되고 간이 누설전류계에는 2.6mV 가 측정되었다. 



전극의 거리를 가깝게 하면 누설전류의 크기가 커진다. 


누설전류계에는 4.5mA 가 측정되고, 간이 누설전류계에는 4.4mV 가 측정된다. 




전극을 더 가깝게 하면 누설전류도 늘어난다. 


누설전류계에는 11.9mA, 간이 누설전류계에는 11.7mV 가 측정된다. 



전극을 최대한 가깝게 했더니 21mA 까지 누설전류가 증가했다. 


고장난 누전차단기에서 빼낸 부품으로 만든 것 치고는 비교적 정확한 값이 측정된다. 



아래의 동영상은 위 실험과정을 촬영한 동영상이다. 




http://youtu.be/IqdVq_mnYJs


누설전류계는 자주 사용하지 않는 장비이고, 가격도 비싼 편이므로 가정에서 간이로 누설전류를 측정할 때 이 방법을 이용하면 될 것 같다. 


병렬로 연결된 1.5k 저항은, ZCT 의 종류에 따라 적당한 값으로 가감해야 값이 정확해진다. 누전차단기 제조사에 따라서 특성이 다르기 때문이다. 


누전차단기가 가끔 떨어진다면, 누전차단기가 떨어지기 전 이라도 상당량의 누설전류가 발생하고 있다고 볼 수 있으므로 메인 분전함에서 현재 누설전류를 확인할 수 있다면 집안 전기배선의 건전성을 확인할 수 있다. 


누전차단기 테스터(http://thomson.tistory.com/1146)로도 누설전류량을 파악할 수 있는데, 누전차단기 테스터의 버튼을 1개만 눌렀는데도 누전차단기가 떨어진다면 이미 20mA 이상의 누설전류가 발생하고 있었다는 의미가 된다. 


물에 전선을 담그는 실험은 함부로 따라해서는 안된다. 필자의 실험에서는 플로팅 전원을 이용하였지만, 일반 가정에서 이렇게 실험을 하다가 전원이 단락되는 경우 화상을 입거나 감전사할 수 있다. 





Posted by 블루토파즈