누전을 이용하여 차단기 찾기2

누전을 이용하여 차단기를 찾는 장치를 만들어 보았다. 
 
대규모 전기설비를 관리하다 보면, 차단기의 위치를 찾기가 힘들 때가 있는데, 이럴 때를 대비하여 만든 장치이다. 
 

다이소에서 1000 원에 판매하고 있는 반찬통을 활용하여 일정 주기로 부하를 개폐해 주는 장치를 만들어 보았다. 
 
주된 기능은 주기적으로 부하를 개폐해 주는 것이지만, 이 장치로 여러 가지 일을 할 수 있다. 
 
주기는 선택스위치에 따라 약 1초 또는 5초로 할 수 있다. 
 
부하에 헤어드라이기 등을 연결한 후, 차단기 측에서 부하의 전류변화를 관찰하는 방법으로 차단기를 찾을 수 있다. 
 
 

만드는 김에 여러 가지 기능을 추가하였는데, 필자의 현장은 120V, 208V, 220V 등이 있어 다양한 전압에 대응할 수 있도록 전압 전환 스위치를 만들었다. RCD TRIP 버튼은 누전차단기를 떨어뜨리는 방법으로 차단기를 찾을 때 사용하는 버튼이다. 
 
버튼을 누르면 6.8kΩ 의 저항을 통하여 지락을 발생시켜 누전차단기를 떨어뜨리게 된다. 하지만 누전차단기가 설치되지 않은 곳이라면 버튼을 눌러도 차단기가 떨어지지 않는다. 
 
 

내부 회로이다. 트랜스리스 전원 회로를 이용하여 12V 정전압을 만들고, 555 타이머를 이용하여 만든 점멸 신호를 릴레이에 가하는 방식이다. 왼쪽에 보이는 스위치는 점멸주기를 변화시키는 스위치이다. 
 
이미 전원이 차단되어 버린 차단기 또는 케이블을 찾으려면 이 장치의 릴레이 측에 활성선(Line) 이 가도록 콘센트에 꽂고, 이 장치에 달린 콘센트에 플러그를 꽂아서 활성선 측을 개방된 전선에 연결하면, 점멸주기에 따라 케이블에 전압이 걸렸다 안 걸렸다를 반복하게 되는데, 비접촉 검전기를 이용하여 이 장치에 연결된 케이블을 트래킹 할 수 있게 된다. 
 
아래에 있는 두 콘덴서는 1㎌ 콘덴서이다. 두 개는 직렬로 연결되어 있으며, 전압선택 스위치에 따라 115V로 선택한 경우 하나의 콘덴서는 단락 되어 트랜스리스 회로 측에 2배의 전류가 흐르도록 해 준다. 
 
 

555 타이머의 저항에 연결된 스위치로, 점멸주기를 느리게 또는 빠르게 바꿀 수 있다. 
 
전류의 변화를 이용하여 차단기를 찾으려는 경우 주기가 너무 빠르면 클램프메터의 숫자가 바뀌기 전에 전류가 바뀌어버려서, 차단기를 찾기 어려울 수 있다. 
 
 

전류의 변화를 이용하여 차단기를 찾는 방법이 아닌, 누전을 이용하여 차단기를 찾으려면, 표시램프의 정상 쪽에 불이 들어오도록 플러그를 꽂아야 한다. 
 
우리나라는 한쪽이 접지된 단상 220V 가 공급되므로, 접지가 제대로 된 경우, 둘 중에 하나의 램프에만 불이 켜지게 된다. 
 
 

전류가 크게 변하는 부하의 경우(용접기 또는 간헐적으로 전류가 흐르는 전동공구를 사용하는 곳 등등) 전류의 변화로 차단기를 찾기 어려울 수 있다. 
 
그래서 점멸주기에 따라 10mA의 누전을 발생시키는 회로를 추가하였다. 이 스위치를 켜면, 점멸주기에 따라 10mA의 누설전류가 발생하지만, 이미 회로에 누전이 발생하고 있다면, 이 스위치에 의해서 누전차단기가 트립될 수 있으므로 이 스위치는 신중하게 사용하여야 한다. 

500V 12.5㎌ 콘덴서이다. 배선용 차단기를 통하여 부하를 사용하고 있다면, 누전차단기를 떨어뜨리는 방법을 이용할 수 없다. 
 
따라서 이럴 때에는 조금 큰 전류를 흘려주어야 한다. 콘덴서를 전원에 연결하면 충전전류가 흐르게 되는데, 12.5㎌ 의 콘덴서를 220V 60Hz에 연결하면 1A 정도의 전류가 흐른다. 110V 60Hz 라면 500mA 정도가 될 것이다. 
 
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이 장치를 활용하여 차단기를 찾는 실습을 해 보았다. 
 
120-208V 계통에 연결된 패널 잡전원용 차단기가 있는데, 어디에서 전원이 공급되는지 알 수 없는 상태이다. 120-208V 변압기가 한두 개가 아니고, 해당 변압기당 30~40개의 분기차단기(배선용 차단기)가 있어서 일일이 내려볼 수도 없는 노릇이었다.
 
누전차단기가 연결되지 않은 전원이므로 콘덴서를 이용하여 주기적 누전을 발생시키고, 누전이 발생하는 변압기를 찾아보기로 했다. 
 

콘센트가 달려있지 않아서, 악어클립이 달린 전선을 이용하였다. 전원 측에는 AC 120V 가 연결되었고, 접지선을 연결해 주었다. 
 
 

전에 구매한 누설전류계를 이용하여 누설전류를 측정해 보니, 릴레이가 떨어졌을 때 0.3mA의 누전이 발생하고 있다. 
 
 

릴레이가 붙으면 누설전류가 580mA로 늘어난다. 
 
여러 변압기에서 중성선 접지에 이러한 반응을 보이는 변압기를 찾는다면, 해당 변압기가 이 부하에 전원을 공급하는 변압기가 되겠다. 
 
 

여러 변압기 중에서 중성선접지에 주기적 누설전류 변화가 관측되는 변압기를 찾았다. 
 
 

값은 약간 다르지만(타 부하에 의한 누설전류) 같은 주기로 누설전류가 변화하고 있다. 
 
이제 이 변압기에 연결된 분기차단기의 누설전류를 측정하면, 찾고 있는 차단기가 어떤 것인지 알 수 있게 된다. 
 
 
 
여러 차단기 중 15번 차단기에서 누설전류의 변화가 관측되었다. 
 
 

다행히 타 부하에 피해를 주지 않고, 해당 분기차단기를 찾을 수 있었다. 
 
해당 차단기의 명판은 내가 장치를 연결한 부하가 기입된 것이 아닌, 두리뭉실한 단어가 적혀 있었다. 
 
사람들이 알아볼 수 있도록 차단기에 표시를 하였고, 찾는 김에 2개를 더 찾아서 차단기 및 부하 측 차단기에 표시를 하였다.
 
이제는 주요 패널의 AC120V 공급 차단기를 찾아 헤매지 않아도 될 듯싶다. 
 
 
차단기를 찾는 시간은 개당 약 10 분이 걸려서, 노동력과 피로감을 대폭 감소시킬 수 있었다. 
 
현장에서 여러 용도로 활용해 본 후, 정식 버전을 만들어야겠다.