누전차단기가 떨어질때 선 두개를 바꾸면 차단기가 떨어지지 않는 이유

누전차단기가 트립될 때 차단기에 물려있는 핫상과 중성선을 바꿔주는 것으로 차단기가 올라갈 때도 있습니다. 그 원리를 알아보겠습니다.

1. 누전차단기의 동작원리

누전차단기에는 ZCT가 내장되어 있습니다.

정상 상태에서 내부에서 두 개의 선이 ZCT를 통과하여 들어오는 전류와 나오는 전류의 크기가 같다면 각 전류가 만들어내는 자속이 상쇄되어 ZCT는 아무것도 검출해내지 못합니다.

그러나 누전이 발생한 상태라면 들어오는 전류와 나오는 전류의 크기가 달라 전류의 차가 생기고, ZCT는 이 차전류에 의한 자속을 검출하여 누전차단기가 누전이라고 판단하게 합니다.

2. 누전차단기의 정격 부동작전류와 정격감도전류

ZCT가 차전류를 검출한다고 누전차단기가 항상 떨어지지는 않습니다.

우리가 전기를 사용하게 되면 많던 적던 항상 누설전류가 흐르고 있습니다.

감전의 위험이 없는 아주 미세한 누설전류가 흐른다고 누전차단기가 항상 떨어진다면 불편해서 전기를 사용할 수 없을 것입니다.

그래서 누전차단기에는 정격 부동작 전류와 정격 감도 전류가 있습니다.

정격 부동작전류란, 이 값 아래의 누설전류에 대해서는 누전차단기가 트립되지 않는다는 것입니다.

정격 감도전류란, 이 값 이상의 누설전류에 대해서는 누전차단기가 반드시 트립되도록 보장하는 값입니다.

일반적으로 주택에서 사용하는 누전차단기의 정격 부동작전류는 15mA, 정격 감도전류는 30mA입니다.

15mA 이하의 누설전류가 흐를 때는 누전차단기가 동작하지 않고, 30mA 이상의 누설전류가 흐를 때는 누전차단기가 확실하게 동작함을 보증하고,

15~30mA의 누설전류가 흐를 때는 차단기에 따라 동작할 수도 있고 동작하지 않을 수도 있어 그 동작을 보증하지 못합니다.

3. 선 두 개를 바꿨을 때 누전차단기가 떨어지지 않는 이유

비유가 적절한지 적절하지 않은 지를 떠나서, 보이지 않는 전기를 쉽게 설명하기 위해 물에 빗대어 설명하곤 합니다.

누전되는 상황을 페트병에 물을 채운 뒤에 페트병에 구멍을 뚫어 물이 새는 상황으로 비유합니다.

페트병 아래에 구멍을 뚫으면 아래쪽 수압은 매우 세서 물이 강하게 뿜어져 나옵니다.

구멍이 아래 뚫린 페트병을 뒤집으면 구멍이 위에 뚫린 페트병이 됩니다.

위쪽 수압은 아래쪽에 비해서 상대적으로 약해서 물이 약하게 뿜어져 나옵니다.


누전차단기의 선 두 개를 바꾸는 것이 페트병을 뒤집는 행위입니다. 전기회로가 뒤집힙니다.

수압을 전압, 구멍을 누전점, 새어 나오는 물을 누설전류로 이해하시면 됩니다.

핫상 220V에서 누전되는 경우 누전점에 걸리는 전압이 높아 누설전류가 큽니다.

선 두 개를 교체하면 핫상이 아닌 중성선에 누전이 발생합니다.

중성선은 전압이 0V이므로 누설전류가 거의 없습니다.

4. 회로로 이해

만약에 이상적으로 H상에 누전이 발생한 게 아니라 부하설비 내부 회로에 누전이 발생했다고 가정해보겠습니다.

H상(220V)과 N선(0V)에 10옴의 부하가 있다고 가정합니다.

H상에 가깝게 누전된다고 가정해보겠습니다.

부하 10옴의 2:8의 비율에 해당하는 지점에서 누전이 발생했고 이때의 절연저항은 5000옴입니다.

이때의 등가 회로는 위와 같습니다.

N선은 중성점 접지를 통해서 땅으로 연결되므로 지락 된 절연저항과 병렬회로입니다.

위의 회로를 보기 쉽게 바꿔보겠습니다.

8옴과 5000옴은 병렬이고

이때 5000옴에 흐르는 누설전류를 계산하면 대략 35mA입니다.

정격감도전류보다 크므로 누전차단기는 트립될 것입니다.

H상과 N선을 바꿉니다.

이제는 2옴과 5000옴이 병렬입니다.

누설전류를 계산하면 대략 8.79mA입니다.

정격부동작전류인 15mA보다 작으므로 누전차단기는 동작하지 않습니다.

5. 글을 마치며

두 선을 바꾸면 회로가 달라져 누설전류가 줄어들어 누전차단기가 떨어지지 않을 수도 있습니다.

하지만 전선의 피복이 벗겨지거나 콘센트에 습기가 차는 등의 누전의 원인이 제거된 것은 아니니 반드시 누전점을 찾아 보완하셔야 합니다.

실제 누전되는 상황에 따라서 두 선을 바꿔도 부동작전류보다 크다면 여전히 차단기가 떨어질 수도 있습니다.