[전기,전자] 누설전류 원인, 누설전류 해결방법

누설전류 원인, 누설전류 해결방법

안녕하세요. 태양광 윤대리입니다. 노트북을 사용하다가 따끔한 경우들 있지 않으신가요?
누설전류가 노트북 표면에 존재하여 연약한 피부가 닿으면 따끔! 하게 됩니다.
그렇다면 누설전류는 정확히 무엇이고, 왜 발생하는 것이며, 해결방법은 어떻게 되는지에 대해 알아보겠습니다.

 

 

목차

1. 누설전류란?
2. 누설전류 발생원인
3. 누설전류의 구분
4. 누설전류 구분에 따른 발생원인
5. 누설전류 측정방법
6. 누설전류 해결방법
 
 
 
 

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1. 누설전류란?

'전로 이외에 흐르는 전류'를 의미합니다.
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[전기,전자] 누설 지락 누전의 차이는?

 

 

 

 

 

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2. 누설전류의 발생원인

1) 선로 또는 기기의 절연 이상
2) 긴 선로의 정전용량 (용량성 리액턴스 증가)
3) 전자기기 노이즈 필터의 커패시터 성분
    └ 인버터 전자기기에 주요 이슈가 됩니다.
4) 중성선 다중 접지에 의한 불평형 부하 전류
5) 표류 부하손(유도성 순환 전류)
6) 한전 계통접지 불평형 전류
7) 부하측, 중성선과 접지선이 뒤바뀐 경우
 
 
 
 

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3. 누설전류 구분 및 특징

누설전류는 '저항성 누설전류'와 '용량성 누설전류'로 나눌 수 있습니다.

저항성 누설전류는 위험합니다.
전류와 전압의 위상이 동일하기 때문에, 기기나 인체에 영향을 줍니다.
 
반면, 용량성 누설전류는 위험하지는 않습니다. (물론, 상황에 따라 위험할 수 있습니다.)
전류와 전압의 위상이 90도 차이가 있기 때문에, 인체에 피해를 입히진 않습니다.
다만, 일반 누전차단기의 경우에, 저항성 누설전류와 용량성 뉴설전류를 구분하지 못해
'누전차단기 오동작'을 야기하는 원인이 됩니다.
그래서, 선로를 설계하는 과정에서 용량성 누설전류 크기를 범위내로 조정되도록 하여,
용량성 누설전류로 인해 차단기가 오동작하지 않도록 사전에 조절합니다.
 

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4. 누설전류 구분에 따른 발생원인

 

1) 저항성 누설전류(I_gr)

절연체의 노화(열화,마모)가 진행되어 절연이 약해져 세어나가는 전류입니다.
전류와 전압이 동위상이기 때문에 물리적인 열이 발생합니다. 따라서 화재로 번질 우려가 있습니다.
 

2) 용량성 누설전류(I_gc)

선로와 대지사이에 정전용량(커패시터)성분에 의해 발생하는 전류입니다.
더 자세하게는 인버터 노이즈필터, *LED에서 발생하는 커패시터 성분에 의해 발생합니다. 
*LED에는 SMPS와 필터가 필요한데, 이 부품에서 용량성 누설전류가 발생하는 것입니다.
용량성 누설전류로 인해 문제가 발생하는 경우는 드뭅니다.
왜냐하면 전류와 전압의 위상차가 90도 발생하기 때문에 열 발생이 없어 화재위험이 없기 때문입니다.
 
 
 
 

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5. 누설전류 측정방법

우선, 저항성 누설전류에 의한 트립인지, 용량성 누설전류에 의한 트립인지 확인할 수 있어야 합니다.
'저항성 누설전류계' 를 이용하여 측정하면 확인이 가능합니다.

[장비] 저항성 누설전류계 사용방법

 

 
 
 

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6. 누설전류 해결방법

 

1) 저항성 누설전류에 의한 트립일 경우,

전자기기나 선로 일부 파손으로 절연이 파괴되어 전로이외에 전기가 유출되는 것을 의미합니다.
따라서 누설포인트를 찾아 조치해야합니다.
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[태양광AS] 태양광 발전정지, 태양광 누전잡는 방법

 
 

2) 용량성 누설전류에 의한 트립일 경우,

스위칭 소자에 의한 문제로 판단가능합니다.
따라서 설비 자체를 바꾸는 것은 어렵기 때문에 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.
① IGR 차단기 사용금지로 대체품인 IOP 차단기 사용
② 분기회로를 늘려 용량성누설전류 분배



Q) IGR 차단기 생산 금지, 유통 금지가 된 이유!?

└ 용량성 누설전류도 완전히 안전한 전류는 아니기 때문입니다. 상황에 따라 인체에 큰 위험을 줄 수 있습니다.
 
용량성 누설전류는 열화에 의한 화재 위험은 없습니다. 하지만, 접지가 파괴되었을 때에는 용량성 누설전류도 인체에 위험을 줄 수 있기 때문에 조심할 필요가 있습니다.
접지가 파괴되면 누설전류는 흐르지 못하고 전압의 형태로 존재해 있다가, 인체에 접촉하게 되면, 인체의 저항에 의해 전류가 발생하고, 그 만큼의 양이 인체로 흐르게 됩니다.
대부분의 노출도전부는 접지를 커먼시켜 하나의 접지도체로 땅에 내리게 되는데, 그 접지도체가 단선되어 접지역할을 못하게 되었을 때에 위험을 초래할 수 있습니다.
그 상황에서 노출도전부에 접촉을 하게 되면, 여러 대의 노출도전부에서 발생시킨 용량성 누설전류가 모두 인체로 흐르게 되기 때문에 감전에 위험이 생기는 것입니다.
 

 
 

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마무리

계전기, 차단기에서 용량성 누설전류를 오인하여 오동작하는 경우가 많습니다.
특히, ESS를 설치한 공장이나, 재생에너지를 상계하여 사용하는 건물에서 빈번히 발생합니다.
개인적으로는 IGR사용을 허가하고, 절연등급을 강화시키는 것이 더 효과적인 조치방향이 아닐까 싶습니다.
 
 
 

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이상으로 오늘 블로그를 마치겠습니다. 감사합니다.