LBS : Load Breaking Switch, 부하개폐기

-변압기에 과전류가 흐르면 고장이 날 수 있다. 

 과전류를 막아야 할 필요가 있을 때 설비 가장 앞단에서 전류를 차단할 때 사용하는 스위치

MOF : Metering OutFit, 계기용 변압 변류기  (PT + CT 기능 내장)

- 한전전기계량 목적으로 22,900V를 계량기가 견딜 수 있는 전압으로 낮추는 기능 있음

   -> 내장된 적산전력량계 통해 한전전기 계측

PT : Potential Transformer, 계기용 변압기

- 고압을 저압으로 낮추는 역할

VCB : Vacuum Circuit Breaker, 진공 차단기

-높은 전압이 가해질 때 전류가 흐르면서 불꽃이 발생할 수 있다.

 이 때 화재방지를 위한 절연방법 중 진공을 활용한 불꽃(아크)를 소멸 하기 위해 사용 

교류엔 전압이 걸려 있는 활선 R,S,T상이 있다는 것을 배웠다. 

그리고 전압의 평형을 이루고 있는 N상이 있다는 것도 배웠다.

이론에서 현실로 돌아가보자 

배전반을 열었다

과연 N선은 어떤 것인가?

누전차단기에 보면 N선 표시가 되어있다.

N선 표시에 물린 전선이 N선 이다

하지만 알지 않는가?   N선 인 줄 알고 작업하다 N선이 아니라면????

일단 확인을 해야 한다.

전압계로 접지와 확인하려고 하는 선을 대어 수치가 나오지 않아야 한다.

전압계가 고장이거나 접지선이 이상하여 수치가 나오지 않을 수 있기에

사전 전압계의 이상유무 체크는 필수다.

전기를 다룰 때는 의심과 체크는 다다익선이다.

상대방은 "뭐해?" "내가 확인했어" "서둘러!" "그럴 시간없어" 하며 재촉하겠지만

당신의 목숨은 둘이 아닌 하나다.

전기를 다룰 때는 의심해보고 체크해 보는 습관을 가져야 한다. 

결코 안전 앞에서 양보는 없어야 한다.

[R L C 회로]

교류는 SIN파야

정상파 보다 늦으면 지상(지연된 지) 빠르면 진상(앞설 진)이라 불러

전구가 있다고 쳐

전구는 저항체니까 R이라고 할께

V = IR 

너무 유명한 옴의 법칙이지

P = IV

전력을 구하는 공식인데 알고 있지?

직류에선 전압과 전류가 시간에 따라 변하지 않아 일정해 

교류에선 전압이 SIN파야 시간에 따라 오르락 내리락 해

역시 전류도 SIN파야 시간에 따라 오르락 내리락 해

전압파와 전류파가 서로 대칭 된다면 전력이 발생할까?

발생하지 않아

발전소에서 돈들여서 전력을 생산했는데 전력이 전달 안 되면 전력회사 망하잖아

따라서 전압파와 전류파가 대칭 안되게 조절할 필요가 있겠지

조절에 사용되는건 L 과 C 야

L은 코일의 인덕턴스인데 역기전력비율 이야

(역기전력은 코일에 전류를 흘리면 자기장이 형성되는데 전력을 방해하는 자기장도 있거든 방해하는 비율 정도로 이해 해둘까)

L은 전압이 (전류보다) 90도 늦는 파를 형성해

C는 콘덴서인데 전하를 축적하는 역할을 해

C는 전압이 (전류보다) 90도 빠른 파를 형성하지

R과 L, C를 적절히 조합하면 파형을 조정해서 전력 효율이 좋아지겠지. 

[옥내로 들어 가는 전기]

점보대에 원형통이 붙어 있는 것을 보았을 것이다.

원형통은 변압기다.

가정에 전기를 보내기 전에 220V로 전압을 낮추는 역할을 한다.

변압기 원리는 간단하다.

도선에 한쪽에는 코일을 많이 감겨 있고 상대쪽에 적게 감아 있다.

적게 감은쪽의 전압이 낮아진다.

[배선의 시작]

380/220V 라는 표식을 본 적이 있는가?

380V는 모터를 돌릴 때 높은 전압이 필요하기에 사용하는 전압이다

일반 가정에서는 알다시피 220V를 사용한다.

삼상 전기는 R, S, T  서로 위상차 120도 간격을 가진 파로 이루어져 있다.

각 선 간에는 380V가 흐른다.

삼상 전기 R, S, T 의 힘의 평형을 이루는 중심점에서 딴 선이 N 중성선이다.

중성선과 R, S, T 간에는 220V가 흐른다.

눈치 챘는가?

가정에서 220V를 사용하는 배선을 할 경우 N선과 R, S, T 중 한선을 사용해 배선하면 된다는 것이다.

[N선 너 안전한 선이니?]

N선은 힘의 평형을 이루어 전압이 0이라는 뜻이지 전류가 없다는 뜻은 아니다.

힘의 불균형이 깨지면 N선 전압도 높아지는 만큼 조심히 다뤄야 할 선이다.

다만 N선에 접지를 해서 인체의 피해를 최소화한 선이다.  

[콘센트 구멍 2개 중 어느 것이 활선이고 어느 것이 N선 이야?]

아이가 콘센트 구멍에 젓가락을 뽑았다고 100% 감전사고 나는 건 아니다.

콘센트의 한선은 R S T 선중 하나인 활선과 연결되어 있고 한선은 N선에 연결되어 있기 때문이다.

활선 구멍에 꼽으면 감전, N선에 연결된 구멍에 꼽으면 접지되어 무사하게 된다.

[전기선의 색깔]

R 흑색

S 적색

T 청색

N 흰색

기본은 이렇다.

하지만 알지 않는가? 

현장에서 원칙대로 하는가?

그러니 흰색이 없다하여 N선이 없는 것이 아니고 흰색이 있다하여 그 선이 N선이라 믿을 수 없다.

그러니 테스터기로 확인 후 작업을 해야 한다.

테스트기에는 두가지 종류가 있다.

접촉식과 비접촉식  

당연히 비접촉식이 비싸다.

전기가 흐르는 선에 접촉해야 해서 측정한다는 것은 좀 꺼림직 하기 때문이다.

내용은 간단하다.

비접촉식 테스터기를 선에 가까히 대서 삑삑 울리면 활선  안 울리면 N선으로 판단한다.

[배선시 주의 점]

1.활선은 스위치와 바로 연결시킨다.

다시말해 활선을 램프에 연결 후 스위치로 가게 하면 동작엔 문제가 없으나 

전구를 갈다가 누전된 경우 짜릿함을 느낄 수 있다.

활선에 스위치에 바로 연결한다면 스위치만 꺼놓으면 전구 갈다 감전되는 일은 없다.

2.분전반에서 전기선을 따서 옥내 배선한다면 스위치가 아닌 천정에 있는 램프 먼저 연결하는 것이 좋다.

천정의 공간을 활용해 배선 확장이 용이하기 때문이다.

3.등을 두개 이상 병렬로 달 때 기존 선에서 선을 따야 한다.

이를 접속점이라 하는데 접속점엔 가급적 함을 넣어 두는게 좋다.

그래야 향후 관리와 파악이 용이 하다.

또한 원선에서 두선 이상으로 분기되는 것이기에 가끔씩 전선에 온도가 높아지고 있는건 아닌지 체크할 필요성이 있다.

80년대 이전에 청춘을 보냈던 사람들은 두꺼비집이 무엇인지 알거라 생각된다.

두꺼비집이란 옥내 전기를 내리고 올렸던 스위치의 모습이 두꺼비 닯았다하여 두꺼비집이라 불렀다

요즘은 모습이 바뀌어서 분전반(전기를 분배하는 함)으로 불린다.

분전반을 열어 구조를 보면 주차단기와 분기회로차단기로 나눌 수 있다.

주차단기(NFB : No Fuse Breaker)

- 바이메탈 원리로 과 전류가 흐르면 차단 하는 역할을 한다.

분기회로차단기(ELB : Earth Leakage Breaker)

- 들어가는 전류와 나오는 전류가 일치하지 않으면 누전으로 판단하여 차단한다.

생각을 해보기로 한다.

주차단기(NFB)만 설치된 곳에서 감전 위험이 있을까? 

있다. 주차단기는 누전차단을 하는 장치가 아니다. 

과전류가 흐를 때만 차단하는 것이기에 과전류가 흐르지 않는 이상 계속 작동 한다.

참고로 우리 몸은 50mA가 심실세동전류 이다. (단, 체중이나 몸의 수분량에 따라 달라 질 수 있다)

풀이하면 50mA정도의 전류가 흐르면 심장에 영향을 줘 심장을 멈추게도 할 수 있는 전류하는 것이다.

가정용의 주차단기는 보통 50A 이상일 때 차단되도록 설계되어지기에 감전시 심실세동전류치 50mA를 넘는 전류가 몸에 흐르면 위험할 수 있다.

주차단기(NFB)를 설치하고 접지를 하면 감전 위험이 있을까?

있다. 접지를 통해 어느정도 피해크기가 감소할 뿐 감전 위험은 있다

누전차단기(ELB)만 설치한 경우 감전 위험이 있을까?

있다.  ELB는 누전인식시 0.03초 내에 전류를 차단하게 되어 있다.

따라서 감전시 0.03초간의 찌릿함을 경험하게 된다.

즉, 몸에 전류가 흘러 전류 손실이 발생 된 후 이름 감지 한 누전차단기가 작동된다.

누전차단기(ELB)를 설치하고 접지를 하면 감전 위험이 있을까?

없다. 누전시 접지를 통해 누전전류가 나가게 되고 접지를 통해 나간 전류가 있기에 들어온 전류와 되돌아온 전류가 차이가 있음을 감지하고 누전차단기가 작동되기 때문에 감전되는 사고를 사전에 방지할 수 있다.

[자기장을 이용한 인덕션]

고급 아파트에 가보면 빌트인으로 들어가 있는 인덕션이 있다.

인덕션 전기 레인지인데 발열방식에 따라 바닥에 열을 내는 것과 열이 나지 않은 것이 있다.

열이 나지 않는 것은 자기장을 이용 하는 방식 이기 때문에 자기장을 잘 흡수하는 솥을 사용해야 열을 전달 받을 수 있다.

인덕션 전용 후라이팬과 냄비가 있는 이유이다.

[모터를 보호하는 EOCR]

약자를 풀어 해석하면 전자식과부하계전기라고 한다.

보호하려는 전자기기 앞에 설치해서 과부하가 걸리면 보호하려는 전자기기에 전류가 가기 전에 차단하는 장치이다.

여기서 잠깐 EOCR의 부대기능을 알아보고 가보자

모터를 초기 구동시키는 데에는 생각보다 많은 전류가 들어간다고 한다.

그래서 한국전력에서도 블랙아웃과 같은 전체정전을 최대한 방어 하려고 노력을 한다고 본다.

눈치 빠른 사람은 뭔가 이상한 점을 발견했을 것이다.

모터를 구동시키는데 많은 전류가 들어가는데 EOCR이 있으면 모터에 전류가 가기전에 과전류를 차단해 버릴 것이기에 결국 모터는 돌아가지 않게 된다는 것이다.

그래서 EOCR에는 초기구동시간에는 과전류를 체크하지 않도록 기능을 넣어 두었다.

D-TIME (기동지연시간) 이라고 몇 초간 과전류를 체크하지 않을 것인지 설정 하면 된다.

또 한가지 모터가 돌아가다가 내부, 외부 요인으로 일시적인 과전류가 흐를 수가 있다.

이럴 때마다 과부하계전기가 작동해 전류를 끊어버리면 난감해진다.

그래서 EOCR에는 O-TIME(과전류지속시간)이라고 몇 초 정도의 과전류는 허용할 것인지 설정 할 수 있다.

우리나라의 경우

발전소에서 765KV(또는 345KV)로 변전소에 송전한다.

7000V 이상을 초고압이라 하기에 765000V는 울트라초고압이라하겠다.

발전소에서 송전 받은 변전소는 전압을 다운시켜 154KV(또는 22.9KV)로 송전한다.

변전소에서 송전 분배되어 각 가정에는 220V 전압이 배달되게 된다. 

미국이나 일본의 경우 가정전압은 110V이고 송전전압 또한 우리나라에 비하면 작다.

송전전압이 차이가 난다면 장.단점이 있을텐데 그것이 무엇인지 알아 보고자 한다.

P = V x I

전력 은 전압과 전류의 곱이다.

100[W]전력을 얻으려면 10V로 10A전류를 흐르게 하면된다.

또는 100V로 1A전류를 흐르게 하면된다.

H = 0.24I^2RT

전류가 흐르면 도선에 열이 발생하는데 이것은 전류의 열손실이 된다.

이때 발생하는 열은 위의 공식에 의하면 전류의 제곱에 비례한다.

즉, 전류가 커질수록 열은 제곱에 비례하여 증가한다는 것이다.

따라서 고전압으로 송전하는 장점은 여기에 있다.

1.저전류로 송전하기 위함이다.

고전류로 송전하면 전선에 발생되는 열을 감안하면 전선두께나 피복두께를 두껍게 해야 하기에 비용이 많이들기 때문이다.

2.저전류로 송전하면 열손실을 최소화 할 수 있기 때문이다.

단점에 대해 알아보자.

I = V / R

사람은 약 4000옴에 해당하는 저항체라고 한다.

위 공식에 의하면 주위 환경이 동일한 조건에서 전압이 높으면 전류도 커지는 효과가 있다.

우리 몸이 감당할 수 없는 전류가 흐르면 큰 사고로 이어진다.

220V에 순간적으로 손이 닿으면 따가운 정도의 고통을 느낀다고 한다.

300V에 순간적으로 손이 닿으면 뼈가 욱신거리는 고통을 느낀다고 한다.

그 이상의 고압에 손이 닿으면 엄청난 고통과 함께 몸을 움직일 수 없는 상태가 된다고 한다.

즉 단점은 감전시 인체가 위험하다는 것이다.

안타깝지만 모든 의사결정은 대체적으로 경제논리에 따른다는 현실이다.

그럼 일본과 미국은 인본주의라서 저전압 송전을 하는 것일까?

아니다. 

이미 구축된 인프라가 저전압 체계라서 고전압으로 바뀌면 막대한 인프라 비용이 들기 때문에 못하는 것 뿐이다.