누설전류 측정방법 및 기준

안전관리자는 전기안전관리자의 직무에 관한 고시 제3조에 따라 사업장을 점검하고 안전관리규정을 작성해야 합니다.

그 내용에는 절연저항, 접지저항, 누설전류 측정 등이 있는데 이 중 누설전류의 측정에 대해서 알아보겠습니다.

1. 누설전류 관련 법규

21년도 이전 건축물에 대해서는 KEC가 아닌 전기설비기술기준에 적합하도록 점검하여야 합니다.

전기설비기술기준 제27조에 의하면 저압 전선로의 누설전류가 전선 1 조당 최대 공급 전류의 1/2000을 넘지 않아야 한다고 합니다.

이것 때문에 아파트의 세대의 단상 220V 계약용량이 3KW라면

최대공급전류는 3000÷220 = 13.6A이고

13.6 * 1/2000 * 단상 2조 = 13.6mA이므로

누설전류의 측정값이 13.6mA이하면 되는 것이 아닌가 생각합니다.

다음 누설전류 관련 법규는 전기설비기술기준 제52조와 판단기준 제13조입니다.

전기사용 장소에서 절연에 대한 기준을 나타낸 것으로

차단기로 구분 가능한 전로마다 절연저항이 0.2 메가 옴 이상이어야 하나

정전이 불가능한 경우 1mA 이상이어야 한다고 명시되어있습니다.

저항 = 사용전압/누설전류이므로

누설전류 = 220V ÷ 0.2 메가 옴 = 약 1mA라서

절연저항 0.2 메가 옴을 누설전류로 환산한 값이 약 1mA라서 1mA를 기준으로 잡은 것 같아 보입니다.


앞 내용은 13.6mA고 뒤 내용은 1mA가 기준이라 어떤 것을 기준으로 잡아야 하는지 헷갈립니다.

이에 대한 의문을 전기협회에서 답변해줬습니다.


http://www.kea.kr/front/bbs/board.php?ID=open01_03&UID=6056&sca=%EA%B8%B0%EC%88%A0%EA%B8%B0%EC%A4%80&page=2

대한전기협회

“전로”란 통상의 사용 상태에서 전기가 통하고 있는 곳을 의미하므로 판단기준 제13조의 1mA는 사업장에 적용하는 것이 옳고,

“전선로”란 발전소・변전소・개폐소, 이에 준하는 곳, 전기사용장소 상호 간의 전선 및 이를 지지하거나 수용하는 시설물을 의미하므로 제27조의 최대 사용 전류의 1/2000은 다른 개념이라고 보시면 될 것 같습니다.

2. 누설전류의 측정 장비(누설 전류계)

누설 전류계는 후크온메터(클램프메터)와 유사해 보이나

후크온메터가 누설전류 측정 기능을 지원해주는 경우도 있고 한 선의 전류만 측정하는 장비도 있으니 잘 알아보시길 바랍니다.

한 선의 전류의 크기는 한 선에만 후크를 걸어서 측정하지만

누설전류를 측정하기 위해서는 단상 2 선식이면 2선, 단상 3 선식이면 3선, 3상 3 선식이면 3선, 3상 4 선식이면 4선 모두에 후크를 통과시켜야 합니다.

이때, 전선과 누설 전류계는 최대한 수직으로 하여 자속이 쇄교 되도록 해야 정확한 누설전류의 값이 측정됩니다.

케이블 하나에 여러 개의 심이 들어있다면 케이블 하나를 측정하면 됩니다.

후크를 통과한 전선의 벡터 합을 측정하여

정상상태에서는 벡터 합이 0으로 누설전류가 측정되지 않으나

누전될 때 누설전류만큼의 값만큼 불평형이 발생하므로 그 값을 측정하는 것입니다.

그 측정값이 1mA 이하면 됩니다.

만약 누설전류 측정 시 1mA 이상이라면 차단기마다 구분되는 전로의 절연저항을 메기로 측정하여 점검합니다.

누설전류계는 후크온메타랑 달리 전류의 벡터 합을 계산하는 기능이 있는 것입니다.

3. 절연저항이 높은데 누설전류가 1mA가 넘는 이유

실제로 누설전류를 측정해보면 1mA 이하가 나오는 경우는 많이 없습니다.

실제 전기를 내리고 절연을 측정해보면 누전되지 않고 절연은 잘 나옵니다.

왜 누설전류는 높게 나오는 걸까요?

전로에는 항상 대지와 정전용량 C가 생깁니다.

메거로 절연 측정 시 저압의 경우 DC 500V를 전로와 대지 사이에 가합니다.

직류를 정전용량 C에 가하면 전하가 충전된 후엔 전류가 그 방향으로 흐르지 않습니다.

메거의 지침이 전압을 처음 가했을 때는 0이었다가 수치가 올라가는 이유가 이것입니다.

일정 시간이 지나면 실제로 누전되는 저항 쪽으로만 회로가 구성되어 절연저항을 측정할 수 있는 것입니다.

하지만 누설전류 측정 시에는 전기를 내리지 않고 전기를 사용 중에 측정해야 합니다.

교류 220V가 가해 지므로 정전용량 C는 충방전을 반복하여 진상분의 전류가 흐릅니다.

따라서 실제 누설전류를 측정하면 누전점을 통하여 흐르는 누설전류뿐만 아니라 정상상태에서도 전로에 항상 존재하는 대지 정전용량으로 흐르는 미세한 전류도 같이 측정합니다.

이때 누전점을 통하여 흐르는 누설전류를 저항성 누설전류 igr이라 하고, 이는 저희가 진짜로 측정해야 하는 값입니다.

정상상태에서도 전로에 항상 존재하는 대지 정전용량에 흐르는 전류를 용량성 누설전류 igc라고 합니다.

절연이 정상인 상태에서 흐르는 전류로 감전의 위험이 없고 열이 발생하지 않으니 화재의 위험이 없습니다.

용량성 누설전류 igc에는 대지 정전용량에 의한 누설전류뿐만 아니라, PC나 LED, 전자식 안정기나 컨버터 등을 많이 사용해도 발생합니다.

(PC방에서 누전차단기 한대에 여러 컴퓨터를 연결해놓으면 누전이 아닌데도 용량성 누설전류에 의해 차단기가 트립되곤 합니다.)

그래서 2019년도에 개정된 판단기준 제13조와 KEC132에서는 절연저항 측정이 곤란한 경우, 저항분의 누설전류가 1mA 이하이면 그 전로의 절연성능은 적합한 것으로 본다고 명시되어있습니다.

4. 저항성 누설전류의 측정장비

현재 시중에는 저항성 누설전류 igr만을 측정할 수 있는 장비들이 나와있습니다.

누설 전류계에 리드선을 연결하고 리드선을 차단기의 두 단자에 연결하고 클램프에 전선을 통과시킵니다.

클램프에서 전체 누설전류를 측정하고

리드선에서 전압의 위성을 측정하여 누설전류 중 전압과 위상이 같은 누설전류만을 측정해내는 방식입니다.

저항에 흐르는 전류는 전압과 위상이 같음을 이용하여 측정합니다.

5. 변압기 중성점 접지(제2종 접지) 누설전류

변압기 중성점 접지의 누설전류는 중성점 접지 1선에 후크를 걸어주면 됩니다.

선 하나의 전류를 측정하는 것이니 누설전류계가 아닌 후크온메터를 이용하여 측정 가능합니다.

대한전기협회에서 답하길 전기설비기술기준과 판단기준에는 변압기 누설전류의 허용기준을 별도로 다루고 있지 않다고 합니다.

평상시 정상상태에서 측정한 중성점 접지 누설전류의 값과 대조하여 이상 여부를 판단하여야 할 것 같습니다.

http://www.kea.kr/front/bbs/board.php?ID=open01_03&UID=5889&page=3

대한전기협회