분전반 안에서 단자가 느슨하면 왜 발열이 심하게 생기나요?

Question

전기 점검을 하다 보면 단자가 조금만 풀려 있어도 다시 조여야 한다고 하더라고요. 전선은 연결되어 있는데도 접속 부분이 느슨하면 발열이 심해질 수 있다고 해서 궁금합니다. 실제로 작은 틈 때문에 온도가 많이 올라갈 수 있는 이유가 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

단자가 느슨하면 접촉면이 줄어들면서 접촉저항이 커집니다. 같은 전류가 흐르더라도 저항이 증가하면 그 부분에서 열이 많이 발생하게 되요. 처음에는 미세한 발열이지만 시간이 지나면 접점이 산화되고 저항이 더 커지는 악순환이 생길 수 있습니다. 심한 경우 절연이 녹거나 차단기가 트립되고 화재로 이어질 수도 있습니다. 그래서 현장에서는 정기적으로 단자체결 상태를 확인하고, 열화상카메라를 이용해 발열 여부를 점검하는 경우도 많습니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

분전반에 단자가 느슨해지면은 접속 부위에 접촉 면적이 줄어듭니다. 그래서 접촉 저항이 급격하게 증가하게 되죠. 전하가 이동할 통로가 좁아지면서 병목 현상이 발생한 겁니다. 이로 인해서 전기 에너지가 열 에너지로 바뀌게 되고 발열이 시작됩니다.

전열체에서 발생하는 열량은 저항에 비례하고 전류의 제곱에 비례하는 성질을 가집니다. 그래서 흐르는 전류량이 많은 부하 선로일수록 눈에 안 보이는 미세 유격으로도 수백도 이상의 고온이 유발이 되죠. 결국에는 최악의 경우 피복이 높거나 화재로 이어질 수가 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 분전반 단자가 느슨하면 접촉저항이커지기 때문에 발열이 심해집니다.

겉으로는 전선이 연결되어 있어도 단자가 제대로 조여지지 않으면 실제 전기가 흐르는 접촉 면적이 줄어듭니다. 그러면 그 부분의 저항이 커지고, 전류가 흐를 때 I²R 손실에 의해 열이 발생합니다. 특히 부하전류가 클수록 발열은 훨씬 커집니다.

문제는 한번 열이 나기 시작하면 단자와 전선이 열팽창·수축을 반복하면서 더 느슨해질 수 있고, 산화까지 진행돼 접촉저항이 더 증가하는 악순환이 생긴다는 점입니다. 심하면 단자 변색, 피복 탄화, 아크 발생으로 이어져 화재 위험도 있습니다.

그래서 현장에서는 단자 풀림, 변색, 탄 냄새, 피복 손상, 비정상 발열 등을 주기적으로 확인하고, 필요하면 열화상카메라로 온도 차이를 확인하기도 합니다.

즉, 작은 틈이라도 전류가 집중되는 접속부에서는 큰 발열로 이어질 수 있기 때문에 단자 체결 상태가 전기설비 점검에서 매우 중요한 항목입니다.