누전 경로의 이해

여기서 너무 많은 도움을 받아 가고있는 전기기사 실기 준비생입니다.

항상 감사드립니다.

제가 지금 궁금한게 한가지더 있는데 마땅한 그림이 없어서 사진을 인터넷검색하다가 사진을 퍼왔습니다.

위에그림은 사람이 접촉하면 위험할수 있는 접촉 전압이 금속제 외함과 대지 사이의 전압이라서

접촉하면 위험하다고 들었습니다.

그런데 밑에 그림에서는 접촉 전압이 0v라고 했는데 그림과 같이 부하에서 지나 나온 전류가 세갈래로 나눠줘서

대지전압이 0v가 아니라 어느정도 전압이 존재 하지 않을까요???

아님 접지저항때문에 전부 왼쪽으로 흘러가는건가요?

박사님들 도와주세요

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• ▼ 답변 1개

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안전지대(heauseak)			초전도

2010.03.20 21:18

그림 2의 경우가 TN-C 계통의 지락 상황의 그림입니다.

누전이 발생하는 모든것을 단락적 누전으로 생각하지 않도록 주의하여야 합니다.

따라서 누전이 발생하면 항상

누전점과 접지 그리고 n 단자 까지는

누전 현상에 따른 일정한 누전점의 임피던스와 접지 저항 까지 직렬연결된 루프가 결정됩니다.

일단 그림 2의 경우 누전점과 대지간 전압은 "0V"이니 지락점의 누전에 대한 전류는 없읍니다.

하지만 부하전류는

누전점-> 대지->전원의 접지

를 통하는 또하나의 통로를 얻은 것이니 기존 N선의 임피던스와 함께 (병렬 저항회로의 전류의 배분 법칙)에 따라 부하전류가 분배됩니다.

다만 누전점은 귀로에 대지의 접지저항이란 전선보다 훨씬 큰 저항이 있어 배분된 전류의 값은 매우 작습니다.

하지만 누전차단기의 동작 전류도 30mA 란 동작전류가 비교적 작은 값이어서 대지로 분배된 부하전류가 30mA 이상이 되면 누전차단기는 동작되는 것입니다.

(실제로는 30mA 누전차단기의 동작은 15mA~30mA임)

또한 그림2의 경우에는 지락이 있든 없든 외함은 <N측 전선의 임피던스 x 부하전류>에 해당되는 전압이 형성됩니다.

하지만 N측 전선의 임피던스란 선로임피던스는 웬만한 경우가 아닌 경우에는 매우 작아 외함전압은 무시해도 좋습니다.

이것이 TN-C 계열의 접지 계통에서 감전 보호하는 원리이기도 합니다.

ex1) 위 그림1를 기준하여 예시를 드립니다.

혹 지락이 발생하면 전류가 무척 많이 흐를것 같이 생각 하지만 접지저항을 고려해야 하므로

Hot 상이 누전되어도 2종 접지저항이 5옴인 220V 계통을 고려하면 단락적 지락에서도

지락전류 = 220V/5오옴 = 44A (변압기 용량이 아무리 커도 2종 접지저항 5옴인 계통에서는 동일)

ex2) 위 그림2를 기준하여 예시를 드립니다.

혹 지락이 발생하면 전류가 무척 많이 흐를것 같이 생각 하지만 대지 전위차는 "0"이므로 단지 정상 부하전류의

분류 전류만 흐릅니다.

N상 전선로의 임피던스가 0.01오옴이고 2종접지가 5옴인 220V 계통에서 부하가 22kW인 부하에서 단락적 지락이 발생되면

부하전류는 22000W/220V=100A

N측 전선 전류 = [5 /(5+0.01) ]*100 = 99.8 A

지락측 전류 = [0.01/(5+0.01)]*100 = 0.2A -> 이경우에는 누전차단기는 동작 ( 이 값이 15mA 이하이면 부동작 )

이때 지락된 외함의 전압은

N측으로 계산 : 99.8 * 0.01 = 0.998 즉 약 1V

지락측으로 계산 : 0.2 * 5 = 1V

따라서 그림 2의 경우는 누전차단기의 동작 유무에 관계없이 일단 안전합니다.

다시한번 말씀드리면 유럽의 TN-C의 감전에 대한 보호도체의 감전보호원리가 위와 같습니다.

또한 카페에서 논란이 되고있는 단상부하의 누전발생으로 누전차단기가 동작 될 경우 누전차단기의 배선을 역결선 하는 과정이 또한 위와 같습니다.

1. 만약 전원을 역결선하여 hot 측 누전을 n측 누전으로 이동하였고 누전차단기의 동작이 되지 않을 만큼의 대지누설전류의 분배가 이루어 진다면 일단 TN-C와 같은 보호조건이 된것입니다. (다만 이러한 행동은 일시적이고 반드시 누전은 수리되어야 합니다)

2. 만약 역결선을 하여도 누선전류가 누전차단기의 동작 범위를 상회하면 역결선의 효과가 없는 것이니 역결선을 해도 누전차단기는 동작하더라는 분의 의견이 나오는 이유가 바로 이 경우입니다.

3. 또한 이러한 보호 조건을 갖는 TN-C 계통이 누전차단기를 사용할 수없는 이유도 같은 이유입니다.

아래도 참조하시면 도움이 될 듯 합니다.

   

원본 위치 <http://cafe.naver.com/ArticleRead.nhn?articleid=100144&clubid=11035222>