누전을 일으켜서 차단기 찾기

440V 를 사용하는 현장에서, 정체를 모르는 단자함의 전원을 차단해야 할 일이 생겼다. 

현장에는 이미 여러 기기들이 돌아가고 있기 때문에 함부로 차단기를 내릴 수는 없는 상황이었다. 

선간전압이 440V 이지만, 약간 높은 449V 를 가리키고 있다. 

접지와의 전압을 측정하면 1/√3 의 전압이 나오게 된다. 449/1.73 = 259.5 이므로 거의 비슷한 259.4V 가 측정된다. 

3개의 단자가 모두 연결되어 있었기 때문에 어떤 것이 전원이고 부하인지 알아차리기가 어렵다. 게다가 부하전류도 거의 흐르고 있지 않아서 전류측정에 의한 전원 부하 구분도 어려운 상태였다. 

그래서 50W 15kΩ 저항 양단에 악어클립을 연결하여 누설전류를 발생시키고, 차단기 측에 가서 누설전류를 측정하면 이곳에 전원을 가하는 차단기를 찾을 수 있을 것 같았다. 

저항을 이용하여 접지와 한 상에 연결하여 누설전류를 발생시킨다. 상전압이 259V 이므로 I = V/R = 259/15,000 = 0.0173A = 17.3mA 의 누설전류가 발생하게 된다. 

누설전류를 측정하면 어느쪽이 전원인지 알 수 있게 된다. 누설전류가 측정되는 케이블이 전원측이라고 할 수 있다. 

 

케이블의 정전용량때문에, 차단기측에서는 완전히 똑같은 값이 측정되지는 않을 것이므로 같은 값의 누설전류가 흐르는 케이블을 발견했다고 해도 섣불리 판단해서는 안된다. (현장과 차단기 사이는 약 200m 정도 떨어져 있었고, 이후 케이블도 상당한 거리로 포설되었으므로 케이블의 정전용량에 의한 충전전류가 흐르게 된다. )

차단기실에 도착해서 비슷한 굵기의 전선이 연결된 차단기들의 누설전류를 측정하였더니 대부분 0 이었다가 17.3mA 가 흐르는 전선을 발견하였다. 

이 케이블이 현장의 판넬에 연결된 케이블이라고 할 수 있다. 

케이블 각각의 전선에는 약 3.xx mA 의 충전전류가 흐르고 있었는데(누설전류를 발생시킨 상은 약 18mA), 이는 선간 정전용량과 대지와의 정전용량에 흐르는 충전전류라고 할 수 있다. 충전전류와 저항성 누설전류는 벡터상에서 직각을 이루므로 누설전류를 발생시킨 상에 흐르는 전류는 저항에 흐르는 전류와 케이블 충전전류의 벡터합이 된다.

중성점이 접지된 3상 교류가 가압된 케이블의 대지에 대한 충전전류는, 각각의 충전전류가 120도의 각을 이루고 있으므로 합쳐지면 0 이 된다. 

따라서 3상 교류가 가해진 케이블은 이러한 방법으로 차단기를 매치하기가 쉬우나, 단상교류나 한 상이 접지된 델타결선인 경우, 케이블의 길이가 길어지면 용량성 누설전류가 증가하여 이러한 방법으로 차단기를 찾기는 조금 어려울 수 있다. 

케이블을 따라가면서 몇시간동안 삽질할뻔 했는데 다행히 20여분만에 해당 차단기를 찾을 수 있어서 시간을 절약한 하루였다. 

누설전류 측정 장치는 Fluke-360 이다.