고압수전설비규정 등에 관한 Q&A(2) 일본편

고압수전 설비규정과 고압수전 설비와 관련된 최신의 법령 개정내용에 관한 강습회가 (사)일본전기협회의 기획에 의해 각지의 전기협회가 주최하여 2003년부터 2005년에 걸쳐 일본 내에서 실행되었다. 강사는 고압수전 설비규정의 개정을 담당한 고압설비분과회장인 타케노 쇼지 씨와 전 분과회위원인 시노하라 시게루 씨가 맡았다. 설명회에서 많은 질문이 있었고 그 내용은 고압수전 설비규정에 관한 것에 제한되지 않고, 전기설비 기술기준의 해석에 관한 것까지 광범위하였다. 일본의 고압수전 설비규정과 법령 개정내용에 대해 궁금한 독자들께 도움이 되길 바란다. <편집자 주> 제3편 고주파 대책 질문3-3 종합전류 왜곡률 상한의 규제 고주파 가이드라인은 종합전압 왜곡률(예: 6.6kW계통) 5%를 유지하는 것을 목표로 1kW 당 고주파유출전류치에 관한 상한을 규제하고 있지만, 왜 종합전류 왜곡률의 상한은 규제하지 않는 건지 궁금하다. 【답변】 고주파는 전기의 공해라고 자주 듣는데, 고주파의 종합전류 왜곡률은 각종 공해의 환경기준에 해당된다. 이 환경기준에 맞춰, 공장 등의 배출기준이 정해진다. 대기를 예로 들면, 대기 중의 SO2나 CO2 등의 환경기준이 정해져 있어, 이것을 지키기 위해 각 수용가의 일정규모 당 배출기준이 정해진다. 고주파 가이드라인의 각 고주파별로 1kW당 고주파유출전류치는 이 배출기준에 해당된다. 환경기준을 정하는 것에는 그 이론적인 근거를 명확히 하는 등 많은 시간과 노력이 필요하다. 또한 환경기준은 <유지되는 것이 기대되는 기준>의 위치에 있어서 행정상의 정책목표이기도 하다. 고주파의 경우, 종합전류 왜곡률의 상한을 정하지 않아도 가이드라인에 의해 배출기준인 1kW당 고주파 배출 전류치를 지키게 함으로써 충분한 대응이 가능하다고 판단되기 때문이다. 질문3-4 저압 콘덴서의 설치 고주파 유출 제어대책의 일환으로 저압 콘덴서의 설치가 유효한 방법으로 선택되고 있는데, 인버터 구동 모터의 경우에는 어떻게 장착해야 하는지. 【답변】 저압 콘덴서는 인버터의 전원 측에 병렬로 접속한다. 저압 콘덴서는 직렬 리액터가 부착된 것이 필요하다. 기존에는 콘덴서에 의한 페란티 효과 등에 의해 인버터 장치에 영향 등을 걱정하는 경향이 있었는데, 최근에는 인버터의 제어기술이 발달하여 이런 걱정은 대부분 없어졌다. 또한 이 직렬 리액터가 부착된 저압 콘덴서는 인버터로부터 발생하는 고주파를 흡수함과 동시에, 수전설비 전체의 기본파에 대한 역률개선이라는 목적을 담당하고 있어, 그 제어에 대해서는 이런 기능을 충분히 인지하여 시행할 필요가 있다. 질문 3-5 직류 모터 제어반에서 제어대책 삼상교류전원에서 직류 모터 제어반(DC 모터 185kW 등에 공급)에 의해 운전하는 경우 고주파가 발생될 수 있는데 그 제어대책을 가르쳐 주시길. 【답변】 이 경우, 통상 삼상브릿지(전파) 정류회로(그레츠 결선)가 사용되고 있다. 제어대책으로는 다상화변압기에 의한 다펄스 효과에 의한 방법과 직렬 리액터를 부착한 콘덴서에 의한 방법이 있다. 4편 전력계통연계 문 4-1 <계통연계기술요건 가이드라인>의 전기해석의 도입 전력계통연계의 가이드라인이 전기설비기술기준의 해석이 되었다고 하는데, 그 이유와 내용이 변한 점은 무엇인가? 【답변】 저압에서 특별고압까지의 발전설비를 전력회사의 계통에 연계하여 운전하는 경우의 기술요건을 정하고 있는 <계통연계기술요건 가이드라인>(이하 연계가이드로 표기)중, 보안에 관한 부분이 2004년 10월 1일부로 전기설비기술기준의 해석(이하 전기해석으로 표기)에 도입되었다. <연계가이드>는 통달로 나왔지만, 이중에 보안에 관한 부분에 대해서는 ‘법령 체계에 준하여 제어해야만 한다’라는 방침을 기준으로 시행된 것이다. 연계가이드 중 ‘역률’이나 ‘전압변동’등 전력품질의 유지보수에 관한 규정에 대해서는 새롭게 <전력품질확보에 관한 계통연계기술요건 가이드라인>으로 통달에 의해 정해졌다. 내용적으로는 기존의 규제내용과 거의 유사하지만 전기해석에 도입된 부분은 규제내용이 보다 명확화 되어 있다. 질문 4-2 일반가정의 태양광발전설비의 시설 일반 가정의 태양광발전설비에 의해, 전력회사에 충전하고 있는 경우에는 ‘역조류’가 되지 않는지? 【답변】 전기설비기술기준해석 제 1조 <용어의 정의> 제 18호에 ‘역조류’라 함은 일반전기사업자 및 전기사업자 이외의 발전설비 등의 설치자의 구내에서 일반전기사업자가 운용하는 전력계통 측을 향해 유효전력이 흐르는 것을 말한다라고 정의되어 있습니다. 당연히, 일반가정의 태양광발전설비에 의해 전력을 충전하고 있는 경우에는 <역조류>가 되고 전기설비기술기준의 해석 제 275조, 제 276조의 저압배전선과의 연계의 규정에 의해 시설된다. 전기설비기술기준·해석에 관한 것 전기설비기술기준 질문 1 교류절연내압시험의 전압인가시간 교류절연내압시험에 있어서의 전압인가시간 10분간의 근거는 무엇인가? 【답변】 교류절연내압시험은 전기설비기술기준의 해석 제 14조에서 제 18조에 규정되어 있지만, 전압의 인가시간은 어느 쪽도 10분으로 되어 있다. 이 근거는 경험적으로 정해진 것으로 특별한 근거는 없다. 예전에는 30분 인가시킨 시기도 있었다고 하지만, 절연불량인 것은 대부분 10분 이내에 파괴되는 것에서부터 이 시간이 정해졌다고 한다. 질문 2 저압-저압의 변압기의 2차측 접지 절연변압기를 사용하여 아래의 그림과 같이 저압-저압의 변압을 할 경우, 2차측에 접지가 필요한가? 【답변】 접지는 전기설비기술기준상 의무사항이 아니다. 그림과 같은 경우, 일반적으로는 접지하지 않는 것이 보통인데, 대지정전용량에 의해 전압이 불안정해지는 것을 방지하거나 대지전압을 낮게 하는 경우에는 접지를 하는 경우도 있다. 질문 3 가공배전선의 절연내력시험 가공배전선의 절연내력시험은 반드시 시행할 필요가 있는가? 【답변】 이것에 관해서는 전기해석 제 14조에 규정되어 있다. 동조에는 ‘……절연내력시험을 하였을 때, 여기에 견뎌낼 것’으로 되어 있어, 법적으로 반드시 절연내력시험의 실시를 의무화하는 것은 아니다. 이 취지는 선로가 이 정도의 절연성능을 가지고 있을 것을 요구하고 있는 것이다. 따라서 절연내력시험을 실시한 경우, 이것에 견디면 된다라는 의미다. 대부분 그 수단으로 절연내력시험을 이용하지만, 다른 방법이라도 절연성능이 있다는 것이 확인되기만 하면 상관없다. 질문 4 피뢰기의 접지저항 전기해석 제 42조에 있어서 피뢰기에는 A종 접지공사를 시행하는 것으로 되어 있지만, 단서가 붙어, 고압가공전선로에 시설하는 피뢰기의 접지선이 전용인 경우에는 30Ω이하의 사용으로도 괜찮다고 되어 있다. 그 이유를 가르쳐 달라. 자가용 전기공작물의 제 1주의 경우에도 30Ω이하로 괜찮은지. 【답변】 전기해석 제 42조의 단서는, 피뢰기 설치의 의무가 없는 장소에 피뢰기를 시설하는 경우에 해당하는 완화규정이다. 전력회사의 고압배전선의 피뢰기 접지에 관해서 접지저항치가 얻어지지 않는 경우를 고려하여 규정된 것으로 변압기가 없는 주상에 시설된 경우에는 30Ω이하라도 피뢰기의 성능이 부족하지 않을 것이라고 판단된 것이다. 자가용 전기공작물의 제 1주에 시설하는 피뢰기의 경우, 전기해석 제 41조 제 1항의 각호에 해당하지 않는 경우에는, 이 단서가 적용되어 30Ω이하라도 괜찮다. 다만 어레스터의 접지는 낮을수록 제어전압을 감소시킬 수 있어 PAS 등의 보호를 위해 시설하는 것은 가능한 한 낮게 하는 것이 좋다. 질문 5 고압모터의 지락보호 1955년부터 1965년에 설비된 3kV 고압모터는 지락보호장치가 없다. 전기설비의 기술기준위반으로 회수할 필요가 있는지. 법률은 거슬러 올라가서 적용되지는 않는다고 알고 있는데 현행의 기술해석 제40조 3항과의 관계는? (고압수전설비규정, P. 22 관련) 【답변】 고압전로의 지락이 생긴 경우에 전로를 차단하는 기준은 1955년대에 적용되어 있던 전기공업물 규정 때부터 규정되어 있었음으로, 법률의 적용에 관해서는 그 당시부터 위반이었다고 생각한다. 물론 현행의 전기해석 제 40조 3항의 위반이 됨으로 사고가 일어나기 전에 회수할 것을 권유한다. 그 외의 질문 질문1 누전차단기가 있는 회로의 기기와 없는 회로의 기기설정의 공용 누전차단기로 보호되어 있는 회로에 접속된 기기의 D종 접지공사와 누전차단기로 보호되어 있지 않은 회로에 접속된 기기의 D종 접지공사를 공동접지 하지 않도록 지도를 받았는데 그 이유는? 【답변】 조회한 건은 누전차단기(ELCB)로 보호되어 있는 회로의 부하설비(예를 들면 전동기 등)의 금속제외상 등의 D종 접지공사의 접지선을 다른, 누전차단기(ELCB)로 보호되어 있지 않은 회로의 부하설비의 것과 공용 접지를 한 경우에 어떤 현상이 일어나는가를 해석한다. 일례로 삼상교류전압 200V회로에서 ELCB에 의해 보호되어 있지 않은 부하설비의 금속제외상과 ELCB에 의해 보호되고 있는 부사설비의 금속제외상의 접지선을 공용으로 사용하면 전자의 절연불량이 발생하여 지락전류Ig[A]가 흘렀을 때, 접지저항치 Rd[Ω]로 하는 그 금속제외상·접지선의 전위는 Rd?Ig[V]가 된다. 따라서, 이 경우에는 ELCB에 의해 보호되고 있는 부하설비의 금속제외상도 같은 전위가 되어, 사람이 이 금속제외상을 만지면 감전될 위험이 있다. 따라서, 적어도 ELCB에 의해 보호되어 있는 회로에 있어서의 부하설비의 금속제외상 등의 D종 접지공사의 접지선은 ELCB에 의해 보호되어 있지 않은 회로의 것과 공용으로 사용하지 않고 접지할 필요가 있다. 또한 이 건에 관해서 내선규정(JEAC 8001-2000)에 다음과 같은 규정이 있다. 1350-13[접지선 및 접지극의 공용의 제한] (대상성령 : 제 11조) 누전차단기로 보호되어 있는 전로와 보호되어 있지 않은 전로에 시설하는 기기 등의 접지선 및 접지극은 공용시키지 않는다. 단, 2Ω 이하의 저저항의 접지극을 사용하는 경우는 예외로 한다. (권고) 질문2 전기화재사고의 대응 전기화재사고의 대응과 메뉴얼화 되어 있는지 궁금하다. ① 초기화재 시의 대응 ② 복구 후의 대응 ③ 메뉴얼 【답변】 전기화재사고는 전기사업법에 준하여 전기관계보고규칙에서는 전기설비가 과부하나 단락 등에 의해 연소 되어 이것이 원인이 되어 건축물에 화재가 일어난 사고를 말한다. 2004년 3월에 개정되어 4월부터 시행되는 전기관계보고규칙에서는 이 전기화재사고에 있어서도 반 연소 이상의 경우에는 같은 규칙에 의한 보고를 요구하는 것이 명확해졌다. 반 연소 이상인지 어떤지의 판단은 소방당국의 판단에 의한 것이 되지만, 소실면적이 건물의 펴놓은 면적의 20∼70% 정도로 되어 있다. 소방당국의 화재 판단은 전기설비가 소실된 경우에도 화재사고로 판단된다. 질문한 전기화재가 발생했을 때의 대응은 보통의 화재의 경우와 다른 점이 없어 소방당국의 지도를 받게 되지만, 주의점은 다음과 같다. ① 초기화재 시의 대응 소화설비·소화기 등을 사용해 소화하는 것인데 전기설비의 경우에는 일단 전원을 차단하는 것이 중요하다. 그리고 소방서에 통보하고, 전기주임기술자 전기사업자에게 연락을 한다. ② 복구 후의 대응 소실면적이 반 이상의 경우에는, 전기관계복구규칙에 의해 속보를 48시간 이내에 가능한 한 빨리 전화·팩스 등에 의해 관할 산업보안감수부에 통보하고, 원인을 조사하여 판명하여 복구계획을 세운다. 또한 30일 이내에 관할의 경제산업국에 상세한 보고를 할 필요가 있다. ③ 매뉴얼에 대해서 전기화재에 대해서는 빌딩, 공장 등의 종류에 의해 각각의 케이스가 생각되어 역시 관할 소방기관에 상담하는 것이 현명하다. 질문3 한류 퓨즈의 사용년수 한류 퓨즈의 일반적인 사용년수는 어느 정도인가? 시간이 지남에 따른 열화에 의한 교환이 필요한지? 【답변】 일본전기공업회 기술자료 제168호 <고압한류 휴즈의 보수점검지침>에 의하면, 갱신시기는 다음의 시기를 기준으로 갱신하는 것을 추천하고 있다. 옥내용 : 사용 후 15년 옥외용 : 사용 후 10년 또한 이 수치는 메이커의 보증치는 아니다. 질문4 고압교류부하개폐기의 갱신추천시기 고압수전설비규정 P. 362의 <7-13 표>에 고압교류부하개폐기의 갱신추천시기로서, 옥외용은 10년 또는 부하전류개폐기 회수 200회라고 되어 있지만, PAS 등 현실적으로 부서질 때까지 교환을 안 하지 않는가? 【답변】 기기의 교환시기는 상당히 어려운 문제다. 그렇기 때문에 하나의 기준으로서 갱신추천시기가 정해져 있다. 이 시기가 가까워지면 점검을 하여 교환의 시기를 정하는 것이 보수점검자의 역할이다. 기기의 사고에 의해 정전이 되어 공장이 멈출 경우의 손실을 입든지, 경우에 따라서는 화재가 나는 경우도 있음으로, 이런 사태가 일어나지 않도록 조치를 취해야 한다. 질문5 풀프랄 시험 풀프랄 시험은 어떤 시험인가? 【답변】 풀프랄 시험이란, 유입변압기의 열화진단법의 일종이다. 유입변압기의 수명은 코일의 절연지의 팽팽함이 초기치의 60%까지 저하된 시점이라고 한다. 절연지의 열화가 진행되면 종이의 팽팽함 등의 특성이 저하되어, 탄소가스(CO2)＋일산화탄소(CO)나 풀프랄 등의 열화주성분이 발생한다. 따라서, 유입변압기로부터 소량의절연유를 채취하여 고속액체 크로마트 그래프로 분석하여, 풀프랄의 성분량을 알기 위해 평균 중합도(섬유소의 길이) 잔량을 추정하여, 유입변압기의 열화도를 진단하는 방법이다. 또한 여기에 대해서는 P. 349에 그 개요가 소개되어 있음으로 참고하시길 바란다. 질문6 활선절연진단 활선절연진단에서 가장 널리 보급되어 있는 기술에 대해서 가르쳐 주시길. 【답변】 전자기술이나 센서의 진보, 고도정보화의 발전과 함께 새로운 장치나 측정기 등이 많이 개발되고 있는데, 주로 보급되어 있는 것은 다음과 같다. ① 고압전로용 고압 CV 케이블의 워터트리 열화 진단장치, 고압기기의 부분방전열화진단장치(첵커), 오손상황을 파악 가능한 전기전도율계 ② 고압·저압 전로양용 과열상태를 파악 가능한 적외선 영상장치 ③ 저압전로용 대지절연열화진단용의 절연감시장치 질문7 수용설비에의 인입선 전력회사에서 수용설비에 전기를 인입하는 경우에, 1구내 1인입이 원칙으로 생각되는데, 도면에서는 2구내로 되어있지만 실제로는 1구내라던가, 사용명칭을 바꿔서 2인입을 하고 있는 경우가 있다. 위반이 아닌지. 【답변】 어떤 사정으로 1구내에 2인입이 되었는지 알 수 없지만, 전력회사와의 계약의 문제다. 전기보안상은 2인입을 한 경우에, 1회선을 차단해도 전기가 통하고 있는 장소가 있어 사고의 원인이 될 수 있어 좋지 않다. 질문8 경부하 시의 콘덴서 자동절환 경부하 시에는 페란티 효과방지를 위해 콘덴서를 전로에서 자동적으로 끊어주면 효과가 있다고 생각된다. 그 자동화율은 어느 정도인가? 또 그 경비는? 【답변】 현재도심부에서는 지중배전선로의 보급에 의한 케이블화의 영향도 있어, 수용가만의 대응으로서는 이 문제의 대책이 어려운 상황입니다. 큰 설비의 수용가에서는 도입되어 있지만, 중소설비에서는 대부분 시행되고 있지 않은 실정입니다. 앞서 이 문제에서는 개폐기가 높은 빈도의 개폐에 견딜 수 있는 성능의 것이어야 하고 공간과 규격 면에서도 많은 않은 문제가 있어, 전체 비용은 상당해집니다. 오히려 고주파, 저 에너지, 페란티 효과제어면도 포함한 저압 콘덴서를 사용하는 것도 하나의 방법이 아닌가 생각한다. 질문9 IEC 규격의 감전관리와 D종 접지 전기설비기술기준해석 제 272조에 규졍된 IEC 60364 규격에서는 감전방지의 기본으로 기기가 절연파괴된 경우에 기기외상과 대지 간에는 50V 이상의 전압이 발생하지 않도록 접지 하는 것으로 되어 있는데, 전기설비기술기준해석의 D종 접지와의 관계는? 【답변】 IEC 60364 규격에 따른 감전방지대책은 지적한 바와 같이 기기가 절연파괴된 경우에 대지 간에는 50V 이상의 전압발생을 발생시키지 않는 것을 목적으로 하여, 지락한 경우의 지락 인피던스를 계산하여 접지저항치를 정하는 것으로 되어 있다. 법령적으로는 IEC 규격에 의해서도 전기설비기술기준해석에 의해 시설해도 좋다고 되어 있다. 질문은 D종 접지 100Ω에서는 지락한 경우 50V 이상의 전압이 발생하는 것이 아닌가 하는 것입니다만, 그렇습니다. 지락한 경우의 대지전압을 50V 이하로 한 경우의 D종 접지와 B종 접지저의 관계는 다음에 나타내는 식이 되는데, B종 접지저항치 Rb가 40Ω이라고 하면 D종 접지저항치 Rd50은 40Ω이 되어, 100Ω에서는 대지전압이 50V 이상 된다. 질문10 미량 PCB 혼입확인 전기관계보고규칙 제 4조 15의 2에 관한 신고와 관련, 1989년 이전의 제품에 대해, 고압수전설비규정 P. 371부터 373에 해당되지 않아도 미량 PCB 혼입의 가능성에 대해 제조업체에 확인할 필요가 있는가? 【답변】 전기관계보고규칙 제 4조 15의 2는 2004년 3월 1일에 개정되어, 사용하는 것을 목적으로 한 예비의 것도 신고의 대상이 되었다. 이 조문에는 ‘별도로 고지하는 전기공작물로서 PCB를 함유하는 절연유를 사용한 것이 판명된 경우’에 신고를 하게 되어 있다. 별도로 고지하는 전기공작물은 경재산업성 고지 제 67호의 변압기(전기사업자의 주상변압기를 제외)부터 전력 콘덴서 등 12개의 전기기기에 관해 고지하고 있다. 질문의 <고압수전설비규정> P. 371∼373의 표에 나와있는 것은 경제산업성 원자력 안전·보안원의 통달에 대해서(제 80호 2002년11월 1일 14원원 제 2호) 별표에 의해 PCB가 포함되어 있는 것이라고 판단되며 당연히 신고의 대상이다. 동통달의 2호에는 명판의 분실 등에 의해 이 별표에 의해 판단할 수 없는 것은 PCB가 함유되어 있다는 것이 판명된 시점에서 보고하는 것으로 되어 있다. 그럼, 1989년 이전의 제품에 대해서는 이 표에 들어가 있는지 확실하지는 않는다. 이 표 안에는 ‘1966년 이후에 제조된 것’ 등 메이커에 의해 각각 다르다. 따라서 별표에 없어도 조문에서 보면 고지된 전기기기로 미량PCB 혼입의 가능성이 있는 것은 제조 메이커에 확인하는 것이 좋다고 생각한다. 또한 1998년 9월 개정으로 전기해석 제 29조의 2의 절연유 1kg 당, PCB가 0.5m 이하의 것은 PCB를 함유하지 않는 것으로 취급하고 있다.