답변 내역

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네,허용전류보다 실제 부하전류가 낮아도 특정부분만 과열될 수 있습니다. 허용전류는 전선 전체가 정상적인 접속·포설·주변온도 조건에 있다는 전제에서 적용되는 값이기 때문입니다.단자 주변만 뜨겁다면 가장 먼저 접촉저항 증가를 의심합니다. 단자 볼트 풀림, 러그 압착불량, 산화·부식, 접촉면 손상 등이 있으면 그 부분의 저항만 커지고, 같은 35A가 흘러도 I²R 손실 때문에 국부적으로 열이 많이 발생합니다. 이 경우 전선 전체는 정상인데 단자나 접속부만 뜨거운 형태가 나타납니다.특정 케이블 구간이 뜨겁다면 덕트 내 밀집 포설, 주변 고온, 통풍 불량, 케이블 눌림·손상, 일부 소선 단선도 확인해야 합니다. 이런 조건에서는 실제 방열능력이 떨어지거나 유효 단면적이 줄어들어, 명목상 허용전류 이하에서도 온도가 높아질 수 있습니다.현장에서는 열화상으로 같은 상·같은 종류의 접속부끼리 온도를 비교하고, 전원 차단 후 단자 체결상태와 러그 압착, 변색·탄화·산화 여부를 확인하는 것이 좋습니다. 케이블 전체가 고르게 뜨거우면 굵기나 포설환경 문제를, 한 지점만 뜨거우면 접촉불량을 우선 의심하면 됩니다.즉, 허용전류 이하는 ‘전체 전선이 정상 조건일 때 안전한 전류’라는 의미이고, 접촉저항이나 방열조건이 나쁘면 그보다 낮은 전류에서도 국부 과열이 생길 수 있다고 이해하면 됩니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네, 접지 케이블 굵기는 단순히 전원의 몇 퍼센트처럼 정하기보다는 접지선의 역할이 무엇인지와 예상 고장전류를 안전하게 흘릴 수 있는지를 기준으로 선정합니다. 현장에서는 특히 설비 외함에 연결되는 보호도체(PE)인지, 접지극으로 내려가는 접지도체인지부터 구분하는 것이 중요합니다.보호도체(PE)는 보통 상도체 굵기와 연계해서 선정합니다. 현재 KEC 기준에서는 같은 재질의 구리 보호도체라면 대표적으로 상도체가 16㎟ 이하이면 같은 굵기, 16~35㎟이면 16㎟, 35㎟를 초과하면 상도체의 약 1/2을 기준으로 할 수 있습니다. 또는 예상 고장전류와 차단기의 동작시간을 이용해 열적으로 견딜 수 있는 단면적을 계산하는 방법도 있습니다. 그래서 차단기 용량도 간접적으로 중요합니다. 접지선에는 평상시 부하전류가 거의 흐르지 않지만 지락사고가 나면 큰 고장전류가 흐르므로, 예상 지락전류와 차단기가 얼마나 빨리 차단하는지에 따라 필요한 굵기가 달라질 수 있습니다. KEC에서도 차단시간이 5초 이하인 경우 S = √(I²t) / k 방식으로 보호도체 단면적을 산정할 수 있도록 하고 있습니다. 또 접지선이 케이블과 별도로 노출되어 설치되는 경우에는 기계적 손상 가능성도 고려해야 합니다. KEC 기준상 보호도체가 케이블 일부가 아니고 별도로 설치될 때는 기계적으로 보호되면 구리 2.5㎟ 이상, 보호되지 않으면 구리 4㎟ 이상이라는 최소 기준도 있습니다. 현장에서는 보통 ① 상도체 굵기와 재질 → ② 차단기 및 보호장치 → ③ 예상 지락·단락전류와 차단시간 → ④ 접지선의 설치방법과 기계적 보호 여부 → ⑤ 접지 목적과 설비 종류를 확인해서 선정합니다.즉, 접지케이블은 단순히 부하전류 기준으로 정하는 것이 아니라, 사고가 났을 때 고장전류를 안전하게 흘려 차단기를 확실히 동작시키고 그때까지 견딜 수 있도록 선정한다고 이해하면 됩니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네, 열동형 과부하계전기와 차단기는 둘다 과전류를 감지하지만, 보호하려는 사고의 종류와 동작속도가 다릅니다.열동형 과부하계전기는 주로 모터가 정격보다 조금 높은 전류를 일정 시간 이상 흘릴 때 발생하는 과열을 보호합니다. 내부 바이메탈이 전류에 의해 가열되어 천천히 동작하기 때문에, 모터 기동전류처럼 짧게 흐르는 큰 전류에는 바로 트립하지 않도록 만들어져 있습니다.반면 단락사고에서는 정격전류의 수배~수십 배 이상의 매우 큰 전류가 순간적으로 흐를 수 있습니다. 이런 전류는 매우 짧은 시간에도 케이블과 접점, 모터에 큰 손상을 줄 수 있기 때문에 차단기나 퓨즈가 빠르게 사고전류를 차단해야 합니다. 열동형 계전기는 이런 큰 단락전류를 직접 차단할 수 있는 접점 구조나 차단용량을 갖고 있지 않습니다.또 열동형 과부하계전기가 동작하더라도 일반적으로 주회로를 직접 끊는 것이 아니라 접촉기 코일 회로를 차단해 접촉기를 떨어뜨리는 방식으로 모터를 정지시킵니다. 따라서 단락전류 자체를 안전하게 끊는 역할은 상위 차단기가 담당합니다.즉, 차단기는 단락·큰 과전류를 빠르게 차단하고, 열동형 과부하계전기는 모터의 장시간 과부하와 과열을 보호한다고 구분하면 됩니다. 그래서 모터 회로에서는 두 보호장치를 함께 사용하는 것입니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.변압기의 무부하 전류가 정격전류보다 훨씬 작은 이유는 부하가 없을때는 2차측으로 전달 할 실제 전력이 거의 필요하지 않기 때문입니다.부하가 연결되지 않은 상태에서도 1차측에는 소량의 전류가 흐르는데, 이 전류는 주로 철심에 자속을 만들기 위한 여자전류(자화전류)와 철손을 보충하기 위한 전류입니다. 그래서 전압은 정격전압이 그대로 걸려 있어도, 큰 부하전류가 흐를 필요는 없습니다.정격전류는 변압기가 정격부하를 공급할 때 흐를 수 있는 기준 전류입니다. 반면 무부하에서는 2차측 전류가 거의 0이므로 1차측도 부하전류 성분이 거의 없고, 여자에 필요한 작은 전류만 남게 됩니다.무부하 전류에는 철심 자화를 위한 무효전류 성분과 히스테리시스손·와전류손 같은 철손을 보충하는 유효전류 성분이 포함됩니다. 그래서 변압기는 부하가 없어도 완전히 전력을 소비하지 않는 것은 아니며 일정한 무부하손실이 발생합니다.현장에서는 무부하 전류가 평소보다 크게 증가하거나 상별 편차가 크다면 과전압, 철심 이상, 권선 이상, 결선 문제 등을 확인할 필요가 있습니다.즉, 무부하 상태에서는 철심을 자화하고 철손을 보충할 정도의 전류만 필요하기 때문에 정격전류보다 훨씬 작은 전류가 흐른다고 이해하면 됩니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네, 전동기에서 기계적부하가 증가하면 전류가 증가하는 이유는 더큰 부하토크를 만들기 위해 모터가 더 많은 전력을 받아야 하기 때문입니다.유도전동기를 기준으로 보면 부하가 커지면 회전속도가 아주 조금 떨어지고 슬립이 증가합니다. 그러면 회전자에 유도되는 전류가 커지고, 그 결과 더 큰 전자기토크를 만들게 됩니다. 이 과정에서 고정자 전류도 함께 증가합니다.즉, 전압이 그대로여도 모터가 더 많은 기계적 출력을 내야 하므로 입력전류가 증가하는 것입니다. 기본적으로 전동기 출력은 토크 × 회전속도와 관계가 있기 때문에, 회전속도가 거의 일정한 상태에서 필요한 토크가 커지면 입력전력과 전류도 증가하게 됩니다.예를 들어 펌프의 압력조건이 변하거나 컨베이어에 물건이 많이 실려 부하가 커지면 모터는 그 저항을 이기기 위해 더 큰 토크를 발생시키고 전류가 올라갑니다. 반대로 부하가 줄어들면 필요한 토크가 감소하면서 전류도 내려갑니다.다만 전류가 정격 이상으로 장시간 유지된다면 단순한 정상 부하변화인지, 베어링 마찰, 펌프 막힘, 축정렬 불량, 설비 걸림 같은 비정상적인 기계부하인지 확인해야 합니다.즉, 기계적 부하 증가 → 필요한 토크 증가 → 슬립 증가 → 모터가 더 많은 전류를 끌어감의 관계라고 이해하면 됩니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네, 전력용 콘데서를 여러 단계로 나누어 자동 투입하는 가장 큰 이유는 부하의 무효전력. 변화에 맞춰 필요한 만큼만 보상하기 위해서입니다.공장 부하는 시간에 따라 계속 변합니다. 모터가 많이 운전할 때는 무효전력이 커지고, 설비가 정지하면 무효전력이 줄어듭니다. 이때 큰 콘덴서 하나를 항상 연결해 두면 부하가 적을 때는 보상이 지나쳐 진상역률이 발생하거나 전압이 상승할 수 있습니다.그래서 자동 역률조정반은 예를 들어 10 kvar, 20 kvar, 20 kvar처럼 여러 단계로 나누어 두고, 현재 역률이나 무효전력 상태에 따라 필요한 단계만 투입합니다. 이렇게 하면 부하 변화에 맞춰 역률을 비교적 일정하게 유지할 수 있습니다.또 여러 단계로 나누면 한 번에 큰 용량을 투입할 때 발생하는 돌입전류와 계통 충격을 줄이기에도 유리하고, 특정 콘덴서 한 단계에 문제가 생겨도 나머지 단계로 일부 보상을 계속할 수 있어 유지보수 측면에서도 장점이 있습니다.현장에서는 자동조정기의 목표 역률, 각 단계의 kvar 용량, 투입·차단 순서와 지연시간, 접촉기·퓨즈 상태를 함께 확인합니다. 단계 용량 구성이 부하 변화폭과 맞지 않으면 역률이 계속 오르내리는 헌팅이 발생할 수도 있습니다.즉, 콘덴서를 여러 단계로 나누는 것은 부하 변화에 맞춰 무효전력을 세밀하게 보상하고, 과보상과 돌입전류를 줄이기 위해서라고 이해하면 됩니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네, 기동토크가 부족하면 모터가 빨리 가속하지못해 큰 기동전류가 흐르는 시간이길어지고, 그만큼 발열도 크게 증가할 수 있습니다.전동기가 정지 상태에서 출발할 때는 회전속도가 낮아 큰 전류가 흐릅니다. 정상적으로 기동토크가 충분하면 모터가 빠르게 가속하면서 전류도 점차 정상 운전전류 수준으로 내려갑니다. 그런데 부하가 요구하는 토크에 비해 모터의 기동토크가 부족하면 회전수가 천천히 올라가거나 특정 속도에서 가속하지 못하게 됩니다.이때 모터는 계속 기동에 가까운 큰 전류를 유지하게 됩니다. 권선 발열은 전류의 제곱에 비례하는 I²R 손실의 영향을 크게 받기 때문에, 높은 전류가 몇 초가 아니라 수십 초 지속되면 권선 온도가 빠르게 상승할 수 있습니다. 심하면 과부하계전기나 차단기가 동작하거나 권선 절연수명이 줄어들 수 있습니다.대형 펌프나 팬에서는 밸브·댐퍼 상태, 회전체 관성, 베어링이나 부하의 기계적 저항, 전압강하, Y-Δ 전환조건, 소프트스타터·인버터의 기동토크 설정 등을 확인해야 합니다. 특히 기동 중 전압이 크게 떨어지면 모터가 낼 수 있는 토크도 감소해 기동시간이 더 길어지는 악순환이 생길 수 있습니다.현장에서는 기동전류의 크기만 보지 말고 기동전류가 몇 초 동안 지속되는지와 회전수가 정상속도까지 올라가는 시간을 함께 확인하는 것이 중요합니다.즉, 기동토크 부족 → 가속 지연 → 큰 전류 지속시간 증가 → I²R 발열 증가 → 과열·트립 가능성 증가의 관계라고 이해하면 됩니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네, 전력용 콘덴서의 실제 용량이 부족해지면 가장 먼저 나타나는 변화는 역률 보상 능력이 떨어지는 것입니다. 콘덴서는 부하가 필요로 하는 무효전력을 대신 공급해서 전원측 무효전류를 줄여주는데, 용량이 감소하면 이 보상량이 줄어듭니다.그 결과 같은 부하를 운전해도 역률이 예전보다 낮아지고, 전원측 전류가 증가할 수 있습니다. 부하 자체의 유효전력은 같더라도 무효전력 보상이 부족해지기 때문에 변압기와 케이블, 차단기에 흐르는 전류 부담이 커지고 전압강하나 손실도 다소 증가할 수 있습니다.외관이 멀쩡해도 내부 소자가 열화되면 정전용량이 감소할 수 있습니다. 또 콘덴서 자체는 정상이어도 퓨즈 단선, 접촉기 접점 불량, 리액터 이상 때문에 일부 단이 제대로 투입되지 않으면 실제 보상용량이 부족해질 수 있습니다.현장에서는 보통 콘덴서 투입 전후의 역률과 kvar 변화 확인 → 각 단계별 콘덴서 전류 비교 → 상별 전류 불평형 확인 → 정전용량 측정 → 퓨즈·접촉기·리액터 상태 확인 순으로 점검합니다. 같은 규격의 콘덴서인데 특정 단계의 전류만 유난히 낮다면 그 단계의 용량 저하나 회로 이상을 의심할 수 있습니다.즉, 콘덴서 용량 부족은 ‘무효전력 보상 부족 → 역률 저하 → 전원측 전류 증가’로 나타나는 경우가 많으며, 외관뿐 아니라 실제 전류·kvar·정전용량을 측정해 확인해야 한다고 이해하면 됩니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네 전동기의 명판에 표시된 효율은 보통 정격부하 부근의 특정조건에서 측정한 값이라서, 실제 효율은 부하율에 따라 달라질 수 있습니다.전동기에는 부하와 거의 관계없이 계속 발생하는 손실이 있습니다. 대표적으로 철손, 기계손, 냉각팬 손실 같은 것들입니다. 부하가 아주 작을 때는 출력은 적은데 이런 손실은 계속 발생하므로, 입력전력 대비 유효하게 쓰이는 출력의 비율이 낮아져 효율이 떨어집니다.부하가 증가하면 출력이 커지는 반면 고정손실의 비중은 상대적으로 작아져 효율이 좋아집니다. 보통은 정격부하의 어느 정도 이상에서 효율이 높게 유지되고, 정격부하 부근에서 좋은 효율을 보이는 경우가 많습니다.하지만 정격을 넘는 과부하 상태에서는 동손(I²R 손실)이 급격히 증가하고 권선 온도도 올라가기 때문에 효율이 다시 나빠질 수 있습니다. 그래서 너무 작은 부하로 장시간 운전하는 것도 좋지 않고, 과부하 운전도 좋지 않습니다.즉, 전동기 효율은 고정된 값이 아니라 부하에 따라 달라지며, 경부하에서는 고정손실 비중 때문에 효율이 낮고 적정 부하 영역에서 가장 효율적으로 운전되는 경향이 있다고 이해하면 됩니다.

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.네. 같은 배전계통이라도 전원에 가까운 지점일수록 단락전류가 커지는 이유는, 단락점까지의 전체 임피던스가 더 작기 때문입니다.단락전류는 기본적으로 전압을 전원에서 사고지점까지의 전체 임피던스로 나눈 값에 의해 결정됩니다. 변압기 바로 아래에서 단락이 발생하면 전류가 거쳐야 하는 경로가 짧아서 주로 변압기 내부 임피던스와 짧은 배선 임피던스만 전류를 제한합니다. 그래서 매우 큰 단락전류가 흐를 수 있습니다.반대로 긴 케이블 끝단에서 단락이 발생하면 변압기 임피던스에 더해 케이블의 저항과 리액턴스가 추가됩니다. 케이블이 길수록 이 임피던스가 커지므로 단락전류는 상대적으로 작아집니다. 즉, 단순히 길이 자체가 중요한 것이 아니라 길이가 늘면서 전류를 제한하는 임피던스가 증가하는 것입니다.그래서 배전반 설계에서는 차단기 설치 위치마다 예상 단락전류가 다를 수 있습니다. 특히 변압기 2차측 바로 가까이에 있는 메인 차단기는 가장 큰 사고전류를 차단해야 하므로 차단용량(kA)을 충분히 확보해야 합니다.즉, 전원에 가까울수록 사고점까지의 임피던스가 작아 단락전류가 커지고, 멀어질수록 케이블 임피던스가 더해져 단락전류가 감소한다고 이해하면 됩니다.