개념 한 쪽
전로의 절연상태는 절연내력 시험전압과 절연저항 기준으로 확인한다. 시험전압은 최대사용전압의 크기 구간에 따라 배율이 정해지고, 절연저항은 대지전압 구간에 따라 기준값이 달라진다. 배율과 구간 경계값을 헷갈리지 않는 것이 핵심이다.
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출제기준 단원 「변압기 전로의 절연내력」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 고압 전로 시험전압 배율 계산 | 1 | 구간 판정 후 배율을 곱해 시험전압을 구하기 |
| 다중접지 전로 배율 판정 | 1 | 다중접지 조건에 적용되는 배율을 가리기 |
| 대지전압별 절연저항 기준 | 1 | 대지전압 구간에 맞는 절연저항 기준값 고르기 |
절연내력 시험은 전로나 기기가 정격보다 높은 전압을 견디는지 확인하는 시험이다. 시험전압은 최대사용전압의 크기 구간에 따라 배율을 곱해 정한다. 최대사용전압이 7000V 이하인 구간에서는 최대사용전압의 1.5배를 적용하되, 7000V 초과~17000V 이하 구간은 1.25배, 17000V 초과 구간은 0.92배다. 다만 1.5배를 곱한 값이 500V 미만이면 최소값 500V를 적용한다.
중성점 접지식 전로 중 중성선을 다중접지하는 경우는 예외가 된다. 이런 계통은 절연 수준을 낮게 잡은 절연레벨 저감 계통이므로, 원칙 배율 대신 0.92배를 적용한다. 예컨대 최대사용전압 8000V 권선이라도 다중접지 조건이면 8000×0.92=7360V가 시험전압이고, 22900V 전로도 22900×0.92=21068V가 된다. 다중접지 문구가 보이면 배율을 먼저 확정하는 것이 계산 실수를 줄인다.
저전압 기기의 계산에서는 최소값 규정이 채점 포인트가 된다. 변압기 1차측 3300V는 3300×1.5=4950V이지만, 2차측 220V는 220×1.5=330V로 계산해도 최소 500V 규정에 따라 500V로 시험한다. 3상 220V 유도전동기 권선과 대지 사이 절연내력시험도 220×1.5=330V이므로 500V를 적용하며, 시험시간은 10분간 견디도록 규정한다.
절연저항 기준은 대지전압 구간에 따라 3단계로 정해진다. 대지전압 150V 이하 구간은 0.1MΩ 이상, 150V 초과 300V 이하 구간은 0.2MΩ 이상, 300V 초과(저압) 구간은 0.3MΩ 이상이다. 전압이 커질수록 기준값도 커진다. 정류기 전로의 대지전압이 220V이면 150V 초과 300V 이하 구간에 해당하므로 절연저항을 0.2MΩ 이상으로 유지해야 한다.
절연저항 측정이 곤란한 경우에는 누설전류로 대체 관리한다. 병원이나 공장처럼 정전이 어려운 저압 전로에서는 절연저항 대신 누설전류를 측정해 1mA 이하로 유지하면 절연 상태가 양호한 것으로 인정한다. 절연이 나빠지면 누설전류가 늘어 감전·화재 위험이 커지므로, 누설전류 허용치를 넘기지 않도록 관리하는 것이 원리다.
3상4선식으로 중성선을 다중접지한 전로의 최대사용전압이 22900V일 때 절연내력 시험전압을 구한다. 22900V는 17000V 초과 구간이므로 배율 0.92를 적용한다.
22900 × 0.92 = 21068 [V]
같은 원리로 최대사용전압 150V 정류기의 시험전압은 150V 이하 구간이므로 10배가 적용된다.
150 × 10 = 1500 [V]
또한 1차 권선이 3300V, 2차 권선이 220V인 변압기 전로의 시험전압은 7kV 미만 구간의 1.5배 규정에서 1차측 3300×1.5=4950V, 2차측은 220×1.5=330V이지만 최소 500V 규정에 따라 500V가 된다.
최대사용전압이 22900V인 3상4선식 중성선 다중접지식 전로와 대지 사이의 절연내력 시험전압은 몇 [V] 인가?
정답 ① · 전기설비기술기준에 따르면 최대사용전압이 22,900V인 회로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 1.5배(10,000V 초과 시)에 해당하는 34,350V(교류) 또는 최대사용전액에 500V를 더한 값(특별 고압 이상) 등 규정이 있으나, 문제의 보기 중 25,229V 등의 특정 수치는 주어진 공식으로 유추하기 어렵습니다. 하지만 보통 전기기기의 시험전압은 최대사용전압의 약 1.1~1.2배 혹은 규정된 고정값을 따릅니다.
최대사용전압 17,000V 초과 전로의 절연내력 시험전압은 0.92배: 22,900×0.92=21,068V.
3상 4선식 22.9kV 중성점 다중접지 전로의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압의 몇 배의 전압인가?
정답 ③ · 한국전력공사의 배전용 변압기 규격(KEPCO) 및 KS C 0803에 따르면 22.9kV 중성점 다중접지 전로의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압인 22.9kV에 대해 0.92배, 즉 21kV(교류)로 규정되어 있습니다. 따라서 22.9 * 0.92를 계산하면 약 21kV가 되므로 0.92배라는 보기가 정답입니다.
22.9kV 중성점 다중접지 전로의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압의 0.92배(약 21kV 교류)이다.
정류기의 전로로 대지전압이 220V라고 한다. 이 전로의 전열저항값에 대하여 바르게 설명한 것은?
정답 ③ · 정류기의 전로 및 대지 간의 절연 내력에 관한 문제입니다. 대지전압이 220V와 같이 150V를 넘고 300V 이하인 저압 회로에서 사용되는 정류기의 전로와 대지 사이의 절연 저항값은 0.2MΩ 이상으로 유지하여야 합니다.
대지전압 150V 초과 300V 이하 전로의 절연저항 기준은 0.2MΩ 이상, 220V는 이 구간.
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