개념 한 쪽
천장크레인의 전기장치는 절연 저항, 집전장치, 퓨즈, 전동기 보호용 차단기 등으로 이루어지며 각 요소는 안전과 정상운전에 직접 영향을 준다. 절연저항은 사용전압에 따라 최소값을 산정한다. 집전장치의 아크나 스파크는 주로 접촉 불량에서 기인한다. 퓨즈와 차단기는 과전류로부터 회로와 장비를 보호하므로 정격과 사용법을 준수해야 한다.
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출제기준 단원 「전기장치 구성요소」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전자접촉기 소음 원인 판단 | 1 | 전자접촉기에서 큰 소음의 주된 원인을 고르기 |
| 절연저항 최소값 산출 | 1 | 사용전압에 따른 절연저항 최소 허용값을 계산하기 |
| 집전장치 아크 발생 원인 판별 | 1 | 집전장치 아크 발생과 관련 없는 원인을 구별하기 |
집전장치는 전차선이나 트롤리선에서 크레인으로 전기를 공급하는 장치이며 접촉점의 상태가 아크와 불꽃 발생의 주요 원인이다. 접촉면의 마모, 접촉압 부족, 부스바의 굴곡 등 물리적 접촉 불량이 아크를 유발하므로 정기 점검 대상이다.
전류 종류에 따라 아크 특성이 달라 직류는 아크가 유지되기 쉽고 교류는 주기적 영점에서 아크가 소멸되기 쉽다 한다. 절연저항은 전기 배선과 전동기의 누설 전류를 억제하는 지표이며 절연 상태를 평가하는 기본 값이다.
절연저항의 최소 허용치는 사용전압을 1000으로 나눈 값(단위 MΩ)으로 계산한다. 예를 들어 440V의 경우 계산상 0.44MΩ이 최소값이 된다.
퓨즈는 과전류 발생 시 회로를 끊어 선로와 기기를 보호하는 소모성 보호장치이며 끊어진 퓨즈를 집게나 철사로 임시 대체하면 과전류 발생 시 차단 기능을 상실하여 화재나 기기 소손의 원인이 되므로 절대 금지한다. 퓨즈를 교체할 때는 정격에 맞는 제품을 사용하고 끊어진 원인을 찾아 수리한 뒤 교체해야 한다.
전동기 보호용 차단기는 모터의 기동 전류를 고려하여 정격전류보다 크게 선정해야 한다. 권상모터와 같은 권상용 전동기의 차단기 정격은 모터 정격전류의 약 1.25배 이상으로 선정하는 것이 원칙이며 보호 성능과 기동 허용의 균형을 고려하여 가능한 최소 규격을 선택하는 것이 권장된다. 전자접촉기의 큰 소음은 주로 교류 자속 변화에 따른 철심 진동에서 기인하며 철심의 부착 상태가 불량하면 진동이 증폭되어 소음이 커진다 한다.
예 1) 절연저항 계산 사례: 사용전압이 440V인 전동기의 최소 절연저항은 전압÷1000 공식을 적용하여 440÷1000=0.44 MΩ가 된다.
점검 문제에서 보기 중 가장 근접한 값이 정답으로 제시되는 경우가 있으므로 문제 문구를 확인하여 선택해야 한다.
예 2) 권상모터 차단기 선정 사례: 권상모터 정격전류가 10A이면 과전류 보호용 차단기 정격은 10A×1.25=12.5A 이상이어야 한다.
실무상 가능한 최소 규격을 선택하므로 제시된 표준 규격 중 가장 작은 값인 20A를 적합한 선택으로 판단한다.
전자접촉기에서 가장 큰 잡음이 나는 원인은?
정답 ④ · 전자접촉기는 전자석의 흡인력으로 접점을 개폐하는데, 철심의 접촉면이 완전히 밀착되지 않거나 부착 상태가 반듯하지 못하면 교류 자속에 의한 진동(쵸핑 현상)이 발생하여 매우 큰 붐붕거리는 잡음이 발생합니다. 접점 부식이나 코일 이상은 동작 불량을 유발하지만 소음의 주된 원인은 아닙니다.
전자접촉기에서 큰 소음(쵸핑 현상)의 주된 원인은 교류 자속에 의한 철심 진동인데, 이는 철심 부착면이 반듯하지 않거나 밀착되지 않을 때 가장 크게 발생합니다.
440V 용 전동기의 절연저항은 최소 얼마 이상이어야 하는가?
정답 ② · 전동기의 절연 성능은 누설 전류를 방지하고 감전 및 화재를 예방하는 데 매우 중요합니다. 전기기기의 안전한 사용을 위한 일반적인 절연 저항 기준은 '사용 전압의 1/1000' 이상으로 규정되어 있으며, 단위는 메가옴(MΩ)을 사용합니다.
절연저항 최소 허용치는 전압(V)의 1/1000 MΩ이므로 440V는 0.44MΩ 이상이어야 한다.
집전장치에서 아크발생의 원인이 아닌 것은?
정답 ④ · 집전장치는 크레인에 전력을 공급하는 슬립 링이나 트롤리 와이어 등과 접촉하여 전기를 흐르게 하는 역할을 합니다. 이 장치에서 아크(Arc)가 발생하는 주된 원인은 정상적인 접촉이 방해받을 때입니다.
아크는 접촉 불량 시 발생하므로 브러시 마모, 접촉압 부족, 부스바 굴곡은 원인이 되나, 전압 상승 자체는 물리적 접촉 불량을 유발하지 않습니다.
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