전기설비에서 절연내력시험을 실시할 때 시험전압과 유지시간을 규정에 맞춰야 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.절연내력 시험은 전기설비에 규정된 시험전압을 가해 절연물이 전압을 견딜 수 있는지 확인하는 시험입니다. 절연 상태를 정확하게 확인하려면 단순히 높은 전압을 가하거나 시간을 늘리는 것이 중요한 것은 아닙니다. 시험전압이 지나치게 높으면 정상적인 절연물에도 전기적인 스트레스가 커져서 절연 손상이나 절연 파괴가 발생할 수 있씁니다. 반대로 시험전압이 너무 낮으면 실제 운전 중 발생할 수 있는 절연 결함을 발견하지 못할 수도 있습니다. 유지 시간 또한 마찬가지라고 볼 수 있습니다. 시험 시간이 너무 짧으면 절연 상태를 충분히 확인하기 어려울 수 있고, 불필요하게 길어지게 되면 절연물에 부담을 주어 열화나 손상을 유발할 가능성이 있습니다.
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전기설비에서 전동기의 절연저항이 양호한데도 누전차단기가 동작할 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.전동기의 절연저항이 양호하더라도 운전 중 누전차단기가 동작할 수 있습니다. 절연저항 측정은 특정 시점에서 절연 상태를 확인하는 시험이므로, 실제 운전 중 발생하는 모든 누설전류와 이상 현상을 확인할 수 있는 것은 아닙니다. 대표적인 원인으로는 운전 중 발생하는 열과 진동 입니다. 정지 상태에서는 절연 상태가 양호하더라도 전동기가 뜨거워지거나 진동할 때 절연이 약해진 부분에서 누설전류가 증가할 수 있습니다. 케이블 피복 손상이나 단자함 내부의 습기, 오염도 원인이 될 수 있습니다. 인버터로 전동기를 구동하는 경우에는 추가적인 확인이 필요합니다. 인버터의 스위칭 동작으로 발생하는 고주파 누설전류가 누전차단기에 영향을 줄 수 있으며, 전동기와 케이블의 정전용량에 의해서도 누설전류가 발생할 수 있습니다.
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PLC에서 동일한 입력 신호를 사용해도 프로그램의 접점 조건에 따라 출력 동작이 달라지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.PLC에서 입력 LED가 정상적으로 켜지더라도 프로그램의 조건이 충족되지 않으면 출력이 동작하지 않을 수 있습니다. PLC는 입력 신호만으로 출력을 결정하는 것이 아니라, 레더 프로그램에 구성된 접점과 명령의 논리 조건을 함께 판단하기 때문 입니다. 동일한 입력을 사용하더라도 일반 접점 과 반전 접점은 동작 조건이 다릅니다. 일반 접점은 입력이 ON일 때 조건이 성립하지만, 반전 접점은 입력이 OFF 일 때 조건이 성립하게 됩니다.
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PLC에서 상승엣지 명령을 사용하면 일반 접점과 다른 방식으로 출력이 동작하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.PLC의 일반 접점은 입력 신호가 ON으로 유지되는 동안 계속 참으로 동작하지만, 상승엣지 명령은 입력 신호가 OFF에서 ON으로 바뀌는 순간에만 한 번 동작 합니다. 즉, 신호가 커져 있는 상태가 아니라 켜지는 순간을 감지한다는 차이가 있습니다. 펌프 기동버튼을 누리고 있는 동안 일반 접범을 사용하면 PLC 프로그램이 반복 실행될 때마다 조건이 계속 성립합니다. 이로 인해서 카운터가 여러 번 증가하거나 특정 명령이 반복 실행될 수 있습니다. 반면에 상승엣지 명령을 사용하면 버튼을 처음 누르는 순간에만 동작하므로 한번의 입력으로 한 번의 처리만 수행해야 하는 직업에 적합합니다. 카운터 입력, 일회성 명령 실행, 운전 이력 기록 등에 활용할 수 있습니다.
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전동기의 정격전류가 정상인데도 운전 중 권선 온도가 비정상적으로 상승하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.전동기의 정격전류가 정상 범위에 있더라도 권선 온도가 비정상적으로 상승할 수 있습니다. 전동기의 발열은 전류 뿐 아니라 냉각상태, 주변온도, 전원 품질, 내부 손실 등 여러 요인의 영향을 받기 때문 입니다. 대표적인 원인은 냉각팬 손상이나 통풍구 막힘이라고 볼 수 있습니다. 냉각팬이 제대로 작동하지 않거나 먼지가 쌓여 공기 흐름이 줄어들게 되면 열이 외부로 충분히 빠져나가지 못해 권선 온도가 상승할 수 있습니다.
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변압기의 2차측에 부하를 연결했을 때 전압이 정격값보다 낮아지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.변압기 2차측 전압은 무부하 상태에서는 정격값에 가깝게 측정이 되지만, 부하를 연결하면 전압이 낮아질 수 있습니다. 이는 부하전류가 흐르면서 변압기 내부의 권선 저항과 누설 리액턴스에서 전압강하가 발생하기 때문 입니다. 변압기도 전류가 흐를 때 내부에서 일부 전압이 소모가 된다고 보시면 됩니다. 부하가 커져서 전류가 증가할 수록 이러한 전압강하도 커지는 경향이 있습니다. 특히 전동기처럼 기동전류가 큰 부하에서는 순간적으로 전압이 크게 떨어질 수 있씁니다. 전압강하의 크기는 변압기의 임피던스와 부하의 역률에도 영향을 받습니다. 일반적으로 변압기의 임피던스가 클수록, 부하전류가 클수록 전압변동이 커질 수 있습니다.
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전기설비에서 전류 변성기(CT)의 2차측 전류를 측정할 때 정격 부담을 확인해야 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.CT의 정격 부담은 CT가 정해진 정확도로 전류를 변환할 수 있도록 설계된 2차측 부하의 크기를 의미하며, 일반적으로 VA로 표시 합니다. 여기에 전류계와 보호계전기뿐 아니라 연결 배선에서 발생하는 부담도 포함이 됩니다. 단락사고처럼 큰 전류가 흐를 때 CT가 포화되면 보호계전기에 전달되는 전류가 실제보다 작게 나타날 수 있고 이로 인해서 보호계전기의 동작이 늦어지거나 차단 명령이 제대로 이루어지지 않을 위험이 있습니다.
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전기설비에서 차단기의 정격차단전류를 예상 단락전류보다 크게 선정해야 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.차단기의 정격차단전류는 단락사고가 발생했을 때 차단기가 안전하게 끊을 수 있는 최대 전류를 의미합니다. 따라서 차단기를 선정할 때는 평상 시 부하전류 뿐만 아니라 사고 발생 시 흐를 수 있는 예상 단락전류도 반드시 고려해야 합니다. 차단기의 정격전류는 정상적인 부하를 기준으로 선정하지만, 정격차단전류는 사고 시 설비를 보호할 수 있는지를 판단하는 기준이라고 보시면 됩니다.
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전동기를 장시간 저부하로 운전하면 효율이 낮아질 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.전동기는 부하가 감소하면 소비전력도 줄어들지만, 효율까지 반드시 좋아지는 것은 아닙니다. 전동기는 부하가 적더라도 철손, 기계적 마찰손, 냉각팬 손실 등 일정 수준의 손실이 계속 발생하기 때문 입니다. 특히 유도전동기는 부하가 작아져도 자속을 유지하기 위한 무부하 전류가 필요합니다. 따라서 실제로 일을 하는데 사용되는 전력은 줄어들지만, 전체 소비전력에서 손실이 차지하는 비율은 상대적으로 커질 수 있습니다.
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PLC의 통신 케이블을 동력 케이블과 가까이 포설하면 통신 오류가 발생할 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.통신 케이블을 동력케이블과 가까이 포설하게 되면 전자기 유도와 전기적 노이즈로 인해서 통신 오류가 발생할 수 있습니다. 특히 인버터나 대형 전동기는 운전과 정지 과정에서 전기적인 노이즈를 발생시키므로 통신 신호에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 문제를 줄이려면 먼저 통신 케이블과 동력 케이블을 별도의 배관이나 케이블 트레이에 포설하고, 가능한 한 충분한 이격거리를 확보하는 것이 좋습니다.
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