[단기연재] 보수 점검용 계측기

보수점검용 계측기를 이용한 보수점검 전기설비의 일상점검이나 정기점검, 고장진단 등에 활용되는 계측기는 여러 종의 다양한 것이 시판되고 있기 때문에, 각각의 작업 목적에 맞는 것을 선택하는 것이 중요하다. 또 계측기를 사용하는 경우에는 계측기의 사양이나 성능과 함께 계측방법 및 특징 등을 숙지하고, 바르게 사용하는 것이 중요하다. 계측기에 요구되는 일반적인 성능조건으로서는 ① 계측정도가 적당할 것 ② 견뢰해서 고장이 적을 것 ③ 소형·경량으로 휴대성이 좋을 것 ④ 취급이 간단한 것 등이다. 또 취급설명서에 기재돼 있는 측정수순을 지키지 않으면 감전이나 단락 등의 사고에 노출될 수 있기 때문에 측정할 때에 안전면의 충분한 배려가 필요하다. 보수점검에 사용하는 계측기 고저압 전기설비의 보수점검에서 사용되는 일반적인 계측기에는 아래의 것이 있다. ① 방사온도계 (비접촉중에 온도 측정이 가능하다) ② 클램프식 전류계(클램프 메타) ③ 절연저항계(메가) 각 계측기의 사용방법 등 1. 방사온도계 (1) 측정원리와 특징 방사온도계는 대상물에서 방사되고 있는 방사 에너지 중 특정파장의 성분을 적외선 센서(서모파일 등)에서 검지해 피대상물의 온도를 계측하고 있다. 이 때문에 방사온도계는 대상물에서 비접촉으로 온도를 측정할 수 있고 통전상태에 있는 도체나 스위치, 또 운전 중의 모터회전부분 등 접촉하면 위험하게 되는 개소의 온도측정에 사용하고 있다. (2) 측정 방법과 결과의 판정

온도를 측정하고 싶은 개소에 방사온도계의 시야를 포함해 측정한다. 과열개소를 발견한 경우는 정전 등의 안전조치를 하고 원인을 찾는다. 온도의 관리는 전기절연의 내열등급(종류)에 따라 기준이 되는 판정 값이 달라지기 때문에 기계 등의 내열 등급을 파악할 필요가 있다. (3) 측정상의 주의점 ① 방사온도계는 방사에너지에서 온도를 측정하는 것이며, 주변 기체 등의 영향을 받는다. 특히 대상물과 방사온도계의 사이에 유리판이나 아크릴판 등이 있으면 바른 측정이 어렵다. 또 당연한 것이지만 내부온도와는 다르다. ② 방사온도계는 시야(센서에 입사하는 범위)의 평균온도를 측정하므로 측정하고 싶은 부분만이 시야에 들어오도록 주의한다. 예를 들어 A사의 제품의 방사온도계(서모건)의 경우 측정대상물까지의 거리가 1.5m일 때 시야(스폿사이즈)는 직경 200㎜가 되고 있다. ③ 방사온도계는 보통 대상물의 방사율을 0.95전후로서 설정하고 있다. 이 때문에 알루미늄이나 스테인리스강, 구리 등의 금속이나 도자기같이 광택이 있는 것은 방사율이 낮고 적확한 측정을 할 수 없다. 이 경우에는 미리 방사율을 판정하고 있는 테이프(0.95) 등을 붙여서 온도를 측정한다. ④ 방사온도계 중에는 표시까지의 응답시간이 빠르지 않은 기종도 있기 때문에 온도변화가 빠른 대상물의 측정에는 주의가 필요하다. 2. 클램프식 전류계 (1) 측정원리와 특징 클램프식 전류계는 일반적으로 클램프메타라고 불리고 있고, 전로를 절단하지 않고 부하전류나 접지선에 흐르는 누설전류 등을 측정할 수 있다. 측정원리는 전선을 클램프 부분에 끼워넣은 것에 따라 쇄교자속을 검출해 전류치를 표시하고 있다. (2) 부하전류의 측정 클램프식 전류계의 클램프부를 열어 배선을 평상시와 같이 끼워 넣어서 측정한다. 이때 클램프식 전류계의 측정 레인지는 최대 값으로 두고, 지시가 적은 경우는 측정레인지를 순차적으로 내려서 고감도의 측정을 한다.

(3) 누출전류의 측정 ① 변압기 B종 접지선에 의한 측정 B종 접지선의 전류는 절연저하가 원인인 전류 외에 전로나 기구 등의 대지정전용량에서 기인한 용량성 성분의 전류가 혼입(벡터화)하고 있다. 따라서 누출전류에 의한 전류상태의 판정은 기준이며, 경우에 따라서는 전로나 기구를 정전시켜, 절연측정을 행해 판정하는 것이 중요하다. 큐빅클식 고압 수전 설비나 주상식 수전설비 등에서 표준배선에서는 누출전류의 측정이 곤란하게 되는 경우, 용이하게 측정할 수 있는 장소까지 B종 접지선을 끌어내놓는 것이 필요하다. ② 저압전로의 측정 회로 째로 전선을 일괄적으로 끼워 넣어서 측정한다. 전선이 큰 경우는 큰 거울 어댑터 등을 사용하지만 이 경우는 면밀함이 저하되기 때문에 주의가 필요하다. 전류가 적고, 최소의 측정 레인지라도 읽을 수 없는 경우는 클램프부에 배선을 여러 번 감아 대면 전자적으로 증폭되어(암페어 턴의 증가) 읽을 수 있게 된다. 이 경우, 실제의 전류는 지시 값을 감았던 회수로에서 남은 값이 된다. (4) 누출 전류에 의한 절연상태의 판정 예 누출 전류에 의한 절연 상태의 판정 예를 아래에 서술했다. ① 끼워 넣은 전선의 위치 클램프부를 전선에 끼워 넣은 경우는 클램프 부의 중심에서 측정하도록 전류가 흐르고 있는 전선이 오도록 끼워 넣은 것에서 정밀성을 향상시킨다. ② 근접 대전류(외부자계)의 영향 클램프 부에 가깝게 전류가 흐르고 있으면, 이 전류의 영향을 받아 측정오차가 발생하기 때문에 가능한 한 대전류의 부근을 피해서 측정하는 것이 필요하다. ③ 라인휠터에 의한 영향 전자기구등에서는 노이즈나 써지를 저감하기 위해 전원회로에 라인휠터를 부착하고 있는 경우가 있다. 이 라인휠터는 콘덴서로 구성되어 있지만 이 콘덴서에 의한 투과전류가 변압기의 B종 접지선에 흐르는 것이 있다. 특히 라인휠터를 내장한 기구의 설치수가 많으면 변압기 B종 접지선에 흐르는 투과전류가 증가하기 때문에 누출전류의 절대치만으로 판단하는 것은 어렵게 된다. 따라서 이들의 투과전류를 포함한 평상시의 누출전류를 항상 파악해 두고, 그 값의 변화를 감시하는 것이 필요하다. ④ 누출전류의 상쇄현상 단상 3선식의 경우 비접지측 전로의 2선에 절연저하가 발생하면 이들의 누출전류는 상쇄시키기 때문에, 변압기 B종 접지선이나 간선에서 본 누출전류는 실제 누출전류보다 적게 된다. 3상 3선식 전로에 있어서도 유사 현상이 있다. ⑤ 취급상의 주의점 클램프식 전류계는 전선피복의 위에서 측정하도록 제조되어 있어 벗긴 충전부에서의 측정은 재해가 발생할 가능성이 있기 때문에 주의가 필요하다. 3. 절연저항계 (1) 개요 절연저항계는 메가로 불리는 전로나 기구의 절연저항치의 측정에 사용된다. 절연저항계의 정격전압의 선정에 관해서는 일반적으로 전로나 기구의 사용전압에 가까운 전압을 선택해서 사용하지만, 절연상태의 판정의 신속도가 높아진다. 절연 저항치는 기온이나 습도, 먼지의 부착상태 등에 따라 민감하게 변화하기 때문에 측정 시에는 이들의 데이터를 나열해 기록해 두는 것이 필요하다. (2) 절연저항의 측정

절연저항계의 어스단자(E)측의 클림프를 피측정 기구 외관의 접지단자에 라인단자(L)측에 프로브를 피측정 기구 충전부에 접촉시켜 측정한다. 측정을 완료한 후는 잔여전하를 방전시키고 작업하고 있는 사람이 전격을 받도록 기구를 파손시키지 않도록 한다. ① 고압회로의 측정 고압 기구 및 전로의 절연상태를 판정하기 위해서는 1000V 혹은 2000V의 절연저항계를 사용한다. 고압회로의 절연판정을 한 경우, 절연치만 아니라 경년변화를 고려해 판단하는 것이 중요하게 된다. ② 저압회로의 측정 저압 기구 및 전로의 절연상태를 판정하는 데는 125V, 250V 혹은 500V의 절연저항계를 많이 사용한다. 컴퓨터 등의 절연저항측정에서 파손할 염려가 되는 기구는 전로부터 떼어 내어 절연저항을 측정하고, 측정후 잔여전하를 방전시키고서 기구를 전로에 접속한다. (3) 절연상의 측정 ① 절연저항계의 사용 전 체크 ·전지체크 : 전지의 소모도 정도를 확인하고 규정 배터리 전압으로 사용한다. ·제로체크 : 절연저항계의 측정용 프로브와어스단자측 클림프를 단락시켜 지침이 ‘제로’를 표시한 것을 확인한다. ·개방체크 : L단자의 프로브와 E단자의 클립을 개방한 상태에서 절연저항계의 측정 스위치를 밀어 지침이 무한대 ‘∞’로 표시된 것을 확인한다 마치며 전기설비의 보수점검에 사용하는 계측기로서는 이 외에도 접지저항치의 측정에 사용하는 접지저항계(어스데이터)나 각종 보호단전기의 시험에 사용하는 단전기시험기 등이 있다. 또 특별한 계측기로서 계통 연계용 단전기 등의 시험에 사용하는 무폐해식 단전기시험기나 고압케이블의 수트리 진단에 사용하는 수트리 활선진단장치등도 있지만, 이번에는 일반적인 계측기 3점을 중심으로 설명했다.