㈜칸덴코, 전기설비종합시험기

김대근 기자
입력 2013.10.07 00:00

㈜칸덴코,

전기설비종합시험기

전기설비에 관한 측정기는 공장이나 건축현장 등에서 많이 활용되고 있다. 그 중에 특히 필요한 것으로써 전압계, 절연저항계, 전선 등의 연속성을 확인하는 저항계, 누전차단기의 기능 시험 등을 들 수 있다. 또 준공 전 15A 125V 접지극 부착 콘센트의 극성을 판정하는 측정기도 존재한다. 이러한 기능들을 하나로 집약시키고 새로운 기능을 추가하여 개발한 ㈜칸덴코의 측정기를 자세하게 소개한다.

번역·정리 김대근 기자

개발의 배경

전기설비의 보수 관리를 행하는 기술자, 공사현장 등의 전기공사에 종사하는 기술자는 준공 전의 번망한 시기에 과로로 인한 집중력 저하 및 반복 작업을 하는 가운데서 조명기구와 콘센트의 설치 작업을 행하고 있다. 그 중에 특히 15A 125V 접지극 부착 콘센트의 설치 작업 시 중성상(N상)과 접지극(E극) 전선의 콘센트 삽입에 있어 접속에 실패하는 경우가 생긴다. 특히 중성상과 접지극은 접지에 같이 접속이 되기 때문에 콘센트 측만의 시험에서는 식별이 어려우며, 오접속 상태에서 콘센트를 사용해도 그대로 사용이 가능한 경우가 발생한다. 그러나 이 경우는 누전상태에서 부하를 사용하는 것으로 전원설비나 부하설비에 장해를 일으킬 우려가 있다. 개수 공사 등의 번거로움뿐만 아니라, 만일 설비를 불량한 상태 그대로 고객에게 인도하게 되었을 시 시공 품질 및 품질 관리 등의 미흡한 조치를 지적받아 고객으로부터의 신뢰를 잃어버리게 된다. 이러한 사태가 발생하지 않도록 인도 전 콘센트의 중성상, 접지극의 확인은 매우 중요하다고 할 수 있다. 또 콘센트의 시험 외에도 준공 전 전기설비의 시험과 측정을 자주 행하여 기록에 남겨둘 필요가 있다. 이 시험·측정은 그 목적에 맞게 다양한 종류의 측정기를 사용하여 실시하고 있다. 하나의 시험·측정에 대하여 복수의 측정기를 준비해야하는 경우도 있어 작업이나 기기의 관리가 번잡해지기도 한다. 그래서 시험과 측정 작업의 효율화 및 시험기기 관리의 간소화를 목적으로 하여, 1대에 각 기능별 대응이 가능하도록 정밀도가 뛰어나며 작고 가벼운 종합시험기를 개발하게 되었다.

시험기의 특·장점

본 제품은 15A 125V 접지극 부착 콘센트의 접지극과 중성선상의 배선이 잘 되어있는지를 통전상태의 콘센트 측으로부터 확인이 가능한 ▲콘센트 극성 확인 기능, ▲루프 임피던스 측정 기능, ▲누전차단기 시험 기능, ▲전압 측정기능·도통 측정기능, ▲절연저항 측정기능의 6종류의 시험기능을 가진 전기설비종합시험기이다. <그림 1>에 이 시험기의 외관과 각부의 명칭을 나타내었다.

시험기 각부의 명칭

•외형치수: 136(세로)×235(가로)×114(높이)㎜

•질량: 1300g

•전원: 단3형 알칼리 건전지 LR6×8

•부속품: 전원코드 M-7223 외

•오토 파워 오프 기능 (무조작 10분 OFF)

시험기의 사양

측정항목은 <그림 2>에 나타난 MODE 전환 로터리 스위치로 선택하고, 기능 버튼 F1~F4로 레인지 및 자동 혹은 수동을 선택한다. 시험 시에는 측정 개소에 리드 선을 대어 측정 버튼을 누른다. 이 측정 버튼은 본 시험기의 큰 특징 중 하나로 모든 측정에 대해 안전 대책으로써 이 버튼을 사용하게끔 측정버튼을 한 곳으로 만들어놓았다.

전압측정기기

교류·직류의 선택은 자동판별이고 측정범위는 교류 25V~450V(45㎐~65㎐), 직류 10V~450V로 최근의 태양광 발전 설비나 UPS 등의 직류전압 이외에 전기 자동차(DC. 280V~380V)의 배터리 전압의 측정도 가능하다.

절연저항 측정기능

절연저항 측정 시 인가전압 레인지는 100V, 250V, 500V의 3종류의 전압 레인지로부터 선택할 수가 있고, 절연저항 눈금은 20/200/2000㏁가 자동으로 설정된다. 또 신新JIS에 대응하고 있기 때문에 측정 시의 인가전압은 설정전압 레인지+30% 이내의 전압이 인가되는 사양이다. 500V 레인지의 경우, 최대발생전압은 대지 측 리드선에서 DC.+650V 이내가 된다. 또 오토 디스차지Auto-Discharge 기능에 의해 측정 종료 후 측정 리드 단자를 피측정회로에 접속한 채로 원격 스위치 장착 리드의 원격 스위치 또는 누름 버튼을 손에서 떼는 것으로 피측정회로에 충전된 전하를 방전할 수가 있다.

도통 측정기능

도통 측정 레인지에서는 2Ω±0.4Ω 이하에서 버저를 울릴 수가 있다. 이것은 국제규격 IEC60364-6에 근거한 전기설비의 측정 실천 가이드북에 의한 규정에서 200㎃ 이상을 흐르게 하는 조건을 충족하고 있기 때문에 병원이나 서버 룸 접지선의 연속성 검증을 버저의 울림으로써 확인할 수가 있다. 또한 등전위 본딩으로 건물의 각종 기기의 접지가 접속되어 전위차를 없애고, 등전위화 접지선의 연속성도 검증할 수가 있다. 그리고 최대 2000Ω까지 저항측정이 가능하다.

누전차단기 시험기능

누전차단기에 시험전류를 자동적으로 증가시켜 동작한 시점에서의 최소 동작 전류치를 15㎃~500㎃로 표시하고, 0~2000msec의 동작시간 측정도 가능하다. 또 누전차단기뿐만 아니라 3P15A125V의 콘센트에서도 기능시험을 실행할 수 있다.

루프 임피던스 측정기능

전기회로(90V~450V)의 과전류 보호로 설치되어 있는 배선용 차단기의 정격 차단 용량이 적절한지 아닌지 2선 간의 루프 임피던스를 측정하여 그 추정단락전류로부터 확인할 수가 있다. 또한 JIS C0364(건축전기설비)와 IEC 60204(기계의 안전성-기계의 전기기기)에 규정되어 있는 고장 루프 임피던스의 측정도 가능하다.

콘센트의 극성 확인기능

본 시험기 부속인 콘센트형 리드 단자를 통전 중의 콘센트에 삽입하는 것만으로 기존에 식별이 어려웠던 중성상과 접지극을 루프 임피던스 기능을 이용하여 용이하게 식별 판단해 콘센트의 종합적인 극성을 확인할 수 있다. 만일 콘센트의 결선에 실수가 있을 경우에는 어떠한 접속이 잘못되었는가를 표시해주는 기능이 있다.

시험기의 측정방법

전압·절연·도통

측정기의 뒷면을 <그림 3>에 나타냈다. 특정항목별로 소정의 측정 리드단자를 사용하여 피측정물의 측정을 실행한다. 전압 측정은 본체의 측정 버튼을 사용하고, 절연·도통은 원격 스위치 장착 리드의 원격 스위치를 사용한다. 본체의 측정 버튼은 눌러돌려서 잠그게 되면 잠금을 해제할 때까지 연속해서 측정을 실행할 수가 있다. 측정 결과의 예를 <그림 3-1>에 나타냈다.(왼쪽: 접지극 부착 콘센트의 전압 측정결과/가운데: 측정 레인지 100V의 절연저항 측정결과, 오른쪽: 도통 측정결과) 또 오른쪽의 화면에 NULL 표시는 측정 리드단자 등의 저항을 취소하고 피측정물의 저항치만을 표시한 것을 나타낸 것이며, OFF표시는 버저 울림 기능이 정지 상태에 있음을 나타낸 것이다.

누전차단기의 측정회로

<그림 4>에 보이는 회로는 3상 200V 회로의 예를 나타낸 것이지만 단상 및 단상 3선식의 측정도 가능하다. <그림 4-1>에는 회로전압 100V 감도전류 30㎃의 누전차단기의 동작시간 측정의 예를 나타내었다.

루프 임피던스 측정

<그림 5>에 나타난 콘센트의 비접지상(L)·중성상(N) 사이에 부속인 콘센트 플러그형 리드 단자를 통전 중의 콘센트에 삽입하여 단락(점선부분)의 루프회로의 루프 임피던스를 측정할 수 있다. 측정 결과는 <그림 5-1>과 같이 표시되어 L-N간의 루프 임피던스와 추정단락전류를 나타낼 수 있다. 이 추정단락전류로부터 보호하는 차단기의 정격차단용량이 적절한가의 여부를 확인할 수 있다. 이 루프 임피던스의 측정은 전압 강하법을 사용하여 아래의 식으로 산출한다.

Z=(U1-U2)/ IR[Ω]

단, Z: 루프 임피던스

U1: 부하저항R이 없는 상태에서 측정한 전압

U2: 부하저항R이 있는 상태에서 측정한 전압

IR: 부하저항이 흐르는 전류

콘센트의 극성 확인

콘센트형 측정 리드 단자를 통전 중의 콘센트에 삽입하여 콘센트의 비접지상을 판단하기 위해 터치패드에 접촉하여 측정 버튼을 누르고 난 후 약 4초만에 결과가 표시된다. 배선이 맞게 되어있는 경우는 <그림 5-2>와 같이‘정상’이라고 표시되고, 동시에 루프 임피던스치와 추정단락전류 및 추정지락전류도 같이 표시된다. 배선이 잘못되어 있는 경우는 6종류의 표시 방법이 있으나, 그 중 2가지의 예를 <그림 5-3>에 나타내었다.

취급상 주의사항

본 시험기의 주요 기능은 통전 상태에서 사용하기 때문에 저압전기취급자 이상의 자격(특별교육 수료)이 필요하며 전기 지식 및 위험성을 충분히 이해한 후에 사용하여야 한다. ① 전압측정에서는 과전류 차단기 등 보호장치의 2차측에서 측정한다. ② 절연측정에서는 측정 버튼의 잠금 해제를 잊지 말고 실행한다. ③ 도통측정에서는 전로의 무전압을 무압측정 레인지 등에서 확인한다. ④ 루프 임피던스 측정을 실행할 경우 상위에 누전차단기(ELCB)가 설치되어 있으면 불요동작(트립)의 우려가 생기기 때문에 주의가 필요하다. ⑤ 누전차단기의 기능시험에서 100V 회로는 90V~110V, 200V 회로는 180V~220V의 범위에서 실시한다. ⑥ 퓨즈는 반드시 정격(500㎃/600V)의 것을 사용한다.

본 시험기만이 아니라 측정기는 대상물이 통전상태에서 사용되는 경우가 많아 취급에 충분한 주의가 필요하고 그 기능과 조작 절차를 충분히 이해한 후에 작업을 행해야 한다. 본 시험기를 사용함으로써 안전성을 확보하고 시험 및 측정업무, 시험기기 관리업무 효율화에 많은 보탬이 되었으면 하는 바람이다.