지락과 단락사고 대응 요령

단락은 전선과 전선이 직접 접촉하는 것으로 쇼트(short)라고 한다.

지락은 전선이 절연파괴 등으로 인하여 누전이 발생하여 땅으로 흘러가는 것을 말한다.

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단락과 지락사고는 발생하였을 때 차단기가 떨어지거나 불꽃이 발생하는 것은 동일하다.

하지만 현상은 비슷하지만 원인이 다른 만큼 해결방법도 달라져야 한다.

만약 단락사고인데 단순 누전으로 생각하고 처리하면 더 큰 사고를 유발할 수 있다.

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1. 지락사고 (누전)

 

전로와 대지 사이에 절연이 파괴되어 전로 또는 전기기기의 외부에 위험한 전압이 나타나거나 전류가 흐르는 현상을 지락이라고 하며 위 그림은 지락상태를 보여주고 있다.

(위 그림에서 누전이 발생하여 전류가 전동기 외함을 통해서 접지를 거쳐 다시 변압기로 되돌아 가는 것을 볼 수 있다). 이 때 땅을 통해 흐르는 전류를 지락전류라고 하며 이러한 현상을 일반적으로 '누전'이라고 한다.

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전로에 지락사고가 발생하면 감전재해나 전력설비의 손상 등을 을일으키는 일이 많으며, 전로의 절연의 열화에 의해 파손되어, 예를 들어 전동기 케이스를 통해서 지락전류가 발생하면 이들의 케이스에는 전압이 발생하여 사람이 그곳을 접촉하면 감전이 될 수 있다.

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따라서 특정한 기기에 대해서는 지락으로 그 외함에 위험한 전압이 발생했을 때 감전을 방지하기 위하여 누전차단기의 설치가 필요하다. 지락에 의한 재해를 방지하기 위해 전로나 기기의 절연을 정상으로 유지하고, 지락이 발생했을 경우의 보호대책으로서 ① 보호접지의 이행, ② 누전차단기의 설치, ③ 이중 절연기기의 사용 등이 있다.

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이러한 지락사고가 발생하면 일반적으로 누전차단기가 떨어진다. 어느 곳에서 누전이 발생하였는지를 확인하기 위해서 절연저항계를 사용하여 점검을 하게 된다.

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2. 단락 (합선)

단락은 고장 또는 과실로 인해 선 사이가 전기저항이 작아진 상태 또는 전혀 없는 상태로 접촉한 상태를 말한다. 위 그림에서 a지점 또는 a'지점은 단락상태라고 하며 a 지점에서는 서로 다른 전선이 붙어 버린 것이고 a'는 활선(Hot)과 중성선이 만난 것이다. 이 때 전로에 흐르는 전류를 단락전류라고 하며, 저하이 거의 없는 상태이므로 전류가 매우 크게 된다.

이 때문에 전선의 용단, 절연파괴, 발전기나 변압기의 권선 소손, 또는 유입 차단기의 폭발 등의 사고를 일으킬 수 있다. 또한 단락과 동시에 체찬 아크가 발생하여 화상이나 감전재해를 일으킬 수 있다.

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단락은 전로의 절연피복이 손상되어 발생하거나 전동기의 과부하 운전이나 결상 운전으로 인해 과전류가 흘러서 전동기 권선의 절연 피복이 소손되어 단락이 발생하기도 한다. 따라서 전로나 기기의 절연을 항상 정상적인 상태로 유지하고 단락을 일으키지 않도록 하는 것이 중요하며 만약 단락되었을 경우 보호로서, 전로의 개소나 기기의 근접에 적절한 용량의 배선용 차단기나 퓨즈 등의 단락 보호장치를 설치할 필요가 있다.

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3. 단락사고의 위험성

단락사고가 발생하고 차단기가 떨어지면 일반적으로 전기기사들은 절연저항계를 가지고 누전을 먼저 살펴보게 된다. 그런데 단락사고가 발생하였지만 절연저항계를 가지고 절연측정을 해 보면 아무런 이상이 없는 경우가 있다. 이런 경우에 절연저항계로 절연을 측정했는데 아무런 이상이 없다고 차단기를 올려서 전기를 투입하였다간 큰 사고를 유발할 수 있다.

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왜냐하면 단락이 발생하였지만 단락을 일으킨 문제를 해결하지 않고 차단기를 다시 올리는 것은 또 다시 단락사고를 일으키는 것과 같기 때문이다. 이와 같이 하면 건물 전체에 전기를 공급하는 AISS가 떨어지거나 변압기에 문제가 생기거나 특고압 파워 퓨즈가 나갈 수도 있다. 만약 퓨즈가 나가면 수리하는데 많은 시간이 소요될 것이고 상가에 있는 사람들은 집단으로 손해배상을 요구할 할 수도 있다.

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만약 변압기가 소손되었다면 이 역시도 많은 수리비용이 들 뿐만 아니라 집단 손해배상 청구에 직면할 수 있다. 위에서 말한 사례 뿐만 아니라 한전 전신주에 있는 COS가 나갈 수도 있으므로 누전 점검을 해서 아무런 이상이 없다고 해서 바로 차단기를 올리는 것은 매우 위험한 일이라 할 수 있다.

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4. 단락과 지락(누전) 사고의 구분 방법

 

 

그렇다면 일반적인 누전과 단락을 어떻게 구분할 수 있을까 ?

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첫째, 단락사고가 발생했을 때는 위 그림과 같이 차단기와 전선을 물리는 부분에 검게 검댕이가 발생하였다면 단락으로 의심해 보아야 한다. 보통 누전이 발생하면 누전차단기가 떨어지는 선에서 끝나지 저렇게 그을음이 심하게 발생하지는 않는다. 그을음이 심하게 생긴 곳에서 절연을 측정했을 때 절연저항계로 점검을 했을 때 아무런 이상이 없다면 단락사고를 의심해 보아야 한다.

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둘째, 전기 사고 발생시 수배전반에서 차단기가 내려가거나 EPS실에서 차단기가 떨어지는 경우는 단락사고를 의심해 보아야 한다. 보통 누전이 발생하면 가장 말단의 차단기가 떨어지는 경우가 일반적이다. EPS실이나 수배전반의 차단기가 떨어진다는 것은 일반적인 누전 사고에서는 잘 발생되지 않은 일이다.

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5. 단락사고 사례 - 에어컨 실외기

단락사고의 예를 하나 들면, 수용가에서 차단기가 떨어졌다는 연락을 받고 현장에 가서 절연저항계로 누전 점검을 해 보았는데 이상이 없었다. 그런데 특이한 점은 위의 사진에서 본 것 처럼 차단기 2차측에서 검은 그을음이 심하게 발생한 것이다.

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만약 여기서 절연에 문제가 없다고 생각하고 다시 차단기를 올렸다면 2차 사고가 발생하였을 것이다. 이 경우 단락을 의심해 보아야 한다. 먼저 2차측에서 선간 저항을 측정해 보았다. 사실 선과 선 사이의 저항을 측정해도 아무런 특이점이 없었다. 그래서 검은 그을음이 생긴 차단기 2차측 선로를 따라가 보았다.

 

선을 따라가 보니 에어콘 실외기가 나왔다. 이 실외기 겉판에 있는 볼트를 몇개 풀면 내부가 나온다. 내부에 보면 마그네트 스위치가 있다. 이 마그네트 스위치는 실외기에 전기가 들어와 있을 때만 스위치가 들어가는 것이다. 따라서 차단기 2차측에서 절연저항을 측정해도 아무 소용이 없었던 것은 마그네트 스위치에 의해서 선간이 분리되어 정확한 절연저항을 측정할 수 없었던 것이다.

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따라서 마그네트 스위치 2차측의 선간 저항을 다시 측정해 보았다. 아래 그림의 멀티테스터기로 측정해 보니 절연저항이 거의 나오지 않았다.

 

위 메가테스터기로 저항을 측정해 보니 마그네트 2차측에서 선간 저항이 5Ω 밖에 되지 않았다. 사실 5Ω은 아주 작은 저항값이라고 생각하여 에어콘 실외기 내부의 어떤 회로에서 단락이 생겼다고 판단하였다. 에어콘을 켜고 실외기를 동작시키면 단락 · 쇼트(Short)가 되어서 차단기가 떨어졌던 것이다.

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보통 우리가 쉽게 알 수 있는 오옴의 법칙(V=IR)으로 계산해도 380V/5Ω = 75A 이므로 정격전류인 50A를 넘어 차단기가 떨어졌던 것이다. 물론 이 저항값이 완전히 정확한 것이 아닐 뿐더러 임피던스(Z)값을 알아야 하지만 이것까지는 알 수 없으므로 저항값으로 추정해 본 것이다.

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에어컨 전문가를 불러 확인해 보니 내부에 컴퓨레셔가 고장인 상태였다. 이와같이 단락사고는 단순히 절연저항 측정으로 해결할 수 없는 경우가 있으니 좀 더 고장원인을 찾아 보는 것이 2차 사고를 줄일 수 있는 방법이 된다.

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