누전발생기 (누전차단기 트립장치)만들기

전기시설을 유지보수하다 보면 차단기를 찾아야 할 때가 있다. 특히 작업을 해야 하는 곳의 차단기 번호를 모른다면 마구잡이로 꺼 볼 수도 없는 노릇이다. (잘못했다간 과거 MBC 뉴스에서 봤던 폭력성 테스트를 하게 될 수도 있다. )
 
그래서 휴대가 간편한 방식으로 누전발생기를 만들어 보았다. 
 
어떤 사람들은 뉴트럴 선(N)과 접지(PE)를 접촉시켜서 차단기를 떨어뜨리면 된다고 하는데, 이렇게 하면 전류가 수 A까지 흐를 수 있어서 변압기 측의 보호계전기가 동작하게 되는 경우가 있다. 
 
이런 경우, 해당 변압기에서 전력을 받는 모든 부하가 차단된다. 따라서 누전차단기를 트립시킬 정도의 전류만 흘려주는 장치가 필요하게 된다. 
 

 
누전발생기를 만들 재료이다. 
 
① 정관장에서 나온 활기력 병 또는 비슷한 크기의 플라스틱 재질의 앰플이 필요하다. 투명한 색상인 것이 좋지만, 투명한 색상으로 된 플라스틱 앰플을 발견하지는 못했다. 
 
② 네온등과 1/4W 180kΩ 저항이다. 네온등을 전압원에 직결해 버리면 매우 큰 전류가 흘러서 네온등이 터지게 되므로 직렬저항을 연결해 주어야 한다. 220V에서 사용할 예정이라면 120kΩ ~ 180kΩ 이 적당하다. 저항이 너무 작은 경우에는 네온등에 흑화현상이 일어난다. 
 
③ NO 방식의 푸시버튼스위치이다. 알리익스프레스에서 구매했으며, 스위치를 장착하기 위해서 뚫어야 할 구멍의 지름은 7mm이다. 
 
④ 10W 6.8kΩ 시멘트 저항이다. 6.8kΩ 이 220V에 연결되면 약 7.1W의 전력이 소모된다. 하지만 이 장치는 아주 잠깐만 전류가 흐르게 되므로 이 보다 낮은 전력용량의 저항을 사용해도 되지만, 이것을 사용할 때 해당 누전차단기가 고장이거나, 배선용 차단기, MCCB 등으로 연결된 회로에 사용하는 경우 열이 발생하므로 충분한 전력용량을 가진 저항을 사용하는 것이 좋다. 
 
이 장치를 사용할 때, 접지극이 필요하게 되는데, 접지가 제대로 되지 않았거나 접지저항이 높은 경우, 누전차단기를 트립시킬만한 전류가 흐르지 못하는 경우가 있다. 따라서 이전에 만든 누전차단기 테스터처럼 다단의 저항을 연결하는 방법 또는 6.8kΩ 보다 낮은 2kΩ 등을 연결할 수도 있다.
 
현장에 따라 누전차단기의 감도가 500mA 인 곳도 있으므로, 자주 사용할 현장에 따라 적절한 저항값을 선택하면 될 것 같다. 
 
⑤ 악어클립 등을 활용하면 회로에 연결할 때 편리하다. 
 
전선은 사진에 없지만, 리드선으로 사용할 전선이 필요하다. 
 

저항과 전선, 네온등 스위치를 위의 사진과 같이 연결해 준다. 
 
스위치를 누르면 6.8kΩ 에 연결된 회로의 전압에 따른 전류가 흐르게 된다. 스위치를 누르지 않았을 때에는 스위치와 병렬로 연결된 네온등이 켜진다. 
 
네온등이 켜진 경우 활성선(전압 측 전선)에 연결되었다는 것을 알 수 있으며, 스위치를 눌렀다 떼었을 때 네온등이 꺼지는 것으로 차단기의 트립 여부를 알 수 있게 된다. 
 
스위치를 이용하지 않는 경우, 전압 감시 또는 검전기 대용으로도 활용이 가능하다. 
 
 

정관장 활기력 앰플 내부의 공간이 매우 협소하므로 시멘트저항은 스위치와 최대한 가까이 설치하여야 한다. 
 
네온등 회로는 스위치 부분을 단락 시키지 않도록 주의하여 설치한다. 
 
 

앰플의 입구는 매우 좁아서, 시멘트 저항이 들어갈 수 없는 사이즈이다. 
 
4mm 드릴을 이용하여 사각형의 시멘트 저항이 들어갈 수 있도록 구멍을 넓혀주었다. 전체를 넓힐 필요 없이 구멍을 사각형 모양으로 만들어주면 된다. 
 
 

시멘트저항이 잘 들어간다. 스위치 부분은 너트를 미리 분리한 후, 스위치를 끼운 다음 너트를 이용해서 스위치를 단단히 고정해 준다. 
 
 

앰플의 입구는 글루건 등을 활용해서 막아주었다. 
 
스위치 부분이 밀봉되지는 않았지만, 이 정도면 이물질이 유입되기는 어려운 구조이다. 
 
전선이 자주 꺾일 것으로 예상되어, 겉 피복을 활용하여 테스트용 단자를 빼냈다. 
 
 

악어클립까지 장착한 모습이다. 악어클립이 없다면 다른 적당한 방법으로 마감 처리를 하면 될 것 같다. 
 
 
 

30mA 용 누전차단기의 2차 측 활성선과 1차 측 접지 측 전선에 악어클립을 연결하였다. 네온등에 220V 전압이 걸리게 되어 빛나는 것을 볼 수 있다. 
 
 

스위치를 누르면, 누전차단기가 트립된다. 
 
조명등이나 콘센트 작업 시 활용하면 차단기를 찾는 수고를 줄일 수 있다. 
 
이 장치를 사용할 때에는 해당 차단기에 작업 중이라는 표시를 하는 것이 좋은데, 작업 여부를 알지 못하는 다른 사람이 차단기를 투입하는 경우가 있을 수 있다. 
 
따라서 토글스위치 형식을 사용하거나, 이것으로 찾은 차단기에 표시를 하면 좀 더 안전하게 전기작업을 할 수 있다. 
 
휴대성을 최대한 고려하여 만든 것이라서 다른 편의기능은 없지만, 이 정도면 전기작업 시 안전하게 차단기를 트립시킬 수 있을 것이다. 
 
제작시간 : 30분

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이 장치를 현장에 적용해 본 결과, 웬만한 차단기들은 쉽게 찾을 수 있었으나.. 전원이 차단되지 않는 차단기가 있었다. 

30mA 누전을 발생시켜도 차단기가 내려가지 않는 곳이 있어서 분전반을 살펴봤더니 3상 4선식 500mA 누전차단기의 부하측에 단상부하가 연결되어 있는 것을 확인하였다. 

 

해당 차단기는 누설전류 트립치를 설정할 수 있는 차단기였는데, 500mA 로 설정되어 있었다. 따라서 30mA 로는 차단이 되지 않았던 것이었다. 

해당 차단기를 내렸더니 작업하고 있었던 선로의 전원이 차단되었고, 안전하게 작업을 할 수 있었다. 

이런 상황에 대비하여 500mA 의 누설전류를 발생시키는 등의 다양한 기능을 가진 누설전류 발생기를 만드는 것이 좋을 것 같다.