개념 한 쪽
권과방지장치는 와이어로프의 과유출이나 풀림을 방지하여 하중 이탈 사고를 막는 장치지만, 관련 전기장치와 점검 절차도 안전에 큰 영향을 미친다. 전기적 결함이 발생하면 아크, 절연저항 저하, 전자석 자력 약화 등으로 이어져 브레이크 오작동이나 전동기 소손을 야기할 수 있으므로 전기적 원리와 점검 기준을 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「권과방지장치」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전기 스파크 발생 원인 판단 | 1 | 회로 차단 시 스파크 발생 원인과 조건을 묻는다 |
| 절연저항 기준 계산 | 1 | 사용 전압에 따른 절연저항 최소 기준을 계산하도록 묻는다 |
| 전압강하 영향 판별 | 1 | 전압강하가 전자석 브레이크에 미치는 결과를 묻는다 |
전기 스파크는 전류가 흐르던 회로를 갑자기 끊을 때 주로 발생한다. 이는 인덕턴스에 의해 역기전력이 생기기 때문이며, 차단 시 연결할 때보다 스파크가 더 심하게 일어나는 현상이 나타난다. 직류는 아크 소호가 어렵기 때문에 교류보다 아크가 더 잘 발생하는 경향이 있고, 전압이 높거나 접촉면이 불량하면 스파크가 촉진된다.
절연저항은 회로의 전류 누설 여부를 판단하는 중요한 수치이며 측정 단위는 메가옴(㏁)이다. 절연저항의 기준은 사용 전압에 따라 달라지며, 일반적으로 사용 전압을 1000으로 나눈 값이 기준값으로 취급된다. 따라서 400V 회로의 절연저항 기준은 0.4㏁ 이상이어야 안전하다고 본다.
전압강하가 발생하면 브레이크용 전자석의 자력이 약해져 흡입력 부족이 나타난다. 이로 인해 브레이크 패드가 완전히 밀착하지 못하면 지속적 마찰로 과열이 발생할 수 있다. 전압강하에 따른 자력 약화와 그 결과인 미흡착 및 과열의 인과관계를 이해해야 전기적 점검과 보수를 정확히 수행할 수 있다.
전동기 보호를 위해서는 과전류 감시 장치인 과부하 계전기 사용이 기본이다. 전동기 소손 원인은 과부하, 절연불량, 베어링 불량 등 전기적·기계적 내부 요인에 기인하는 경우가 많으므로 전기회로와 기계적 상태를 함께 점검해야 한다.
전기 설비 고장 조사 전에 가장 먼저 해야 할 조치는 전원 차단이다. 전원을 차단해야만 감전 위험을 제거하고 안전하게 배선과 장치를 확인할 수 있으므로 고장 파악과 수리의 기본 절차로 반드시 선행해야 한다.
전기 스파크 관련 문제는 차단 시 역기전력으로 인해 스파크가 심해진다는 사실을 확인하는 방식으로 출제될 수 있다. 예를 들어 스위치의 연결보다 차단 시 아크가 더 심하다는 선택지가 있다면 정답으로 판단한다.
절연저항 계산 문제는 '전압 ÷ 1000' 공식을 적용하여 해결한다. 400V 회로의 경우 400÷1000=0.4㏁이 기준치이므로, 보기에 기준치 이상인 값들이 있어도 문제에서 요구하는 최소 기준치는 0.4㏁임을 적용하여 답을 고른다.
전압강하에 따른 브레이크 이상 현상은 '전압↓ → 자력↓ → 미흡착 → 과열' 순의 인과관계를 확인하는 방식으로 풀이한다. 브레이크 과열을 설명하는 보기에서는 흡입력 부족과 마찰열 발생을 연결해 정답으로 판단한다.
전기스파크 발생의 설명으로 틀린 것은?
정답 ① · 전기 회로에서 스위치를 조작할 때 발생하는 전기 스파크는 부하 전류가 끊어지는 순간 발생하는 역기전력과 밀접한 관련이 있습니다. 전기는 인덕턴스 성질에 의해 회로를 차단(off)할 때 에너지 변화가 급격하게 일어나면서 큰 역기전력이 형성되어 아크가 발생하므로, 회로를 연결(on)할 때보다 차단할 때 스파크가 훨씬 더 많이 일어납니다.
스파크는 인덕턴스에 의한 역기전력으로 차단 시 발생하므로 연결 시보다 차단 시가 훨씬 심하다.
절연저항 측정 단위에서는 메가옴(㏁)을 사용한다. 400V 전압에서 약 몇 메가옴 이상이 나와야 하는가?
정답 ① · 크레인과 같은 전동기 구동 설비의 대지간 사용 전압이 400V인 경우, 누전 등으로 인한 감전 및 화재 사고를 예방하기 위해 전로의 절연 저항 측정값이 규정된 기준치 이상이어야 합니다. 일반적으로 400V 회로의 경우 절연 저항은 0.4㏁(400V / 1000) 이상이어야 안전한 것으로 봅니다.
400V 전압 회로의 절연 저항 기준치는 전압(V)을 1000으로 나눈 값인 0.4MΩ 이상이어야 안전하다.
전압강하가 심할 때 브레이크용 전자석에서 발생하는 현상으로 가장 알맞은 것은?
정답 ① · 문항은 전압이 떨어질 때 브레이크용 전자석에서 나타나는 현상을 묻는다. 전압강하로 전자석의 자력이 약해지면 흡입력이 부족해져 마찰면이 완전히 결합하지 못하고 미끄럼이 발생하여 마찰판이 과열되는 현상이 나타난다.
전압강하 시 전자석 자력이 약해져 흡입력이 부족해지므로 브레이크가 완전히 닫히지 않아 마찰판이 과열된다.
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