전동기에서 절연저항은 정상인데 누설전류가 증가할 수 있나요?

Question

모터를 메거로 측정했을 때 절연저항은 기준값 이상으로 정상 판정을 받았습니다. 그런데 운전 중에는 누설전류가 증가하는 경우도 있을 수 있다고 들었습니다. 절연저항이 정상인데도 누설전류가 증가할 수 있는 이유가 무엇인지 궁금합니다. 실제 현장에서는 어떤 방법으로 이를 확인하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

절연저항 시험은 직류 전압을 이용한 정지 상태의 시험이며 실제 운전 중에는 교류 전압 과 정전용량 성분 등의 영향으로 누설전류가 증가 할 수 있습니다. 또한 습기나 오염 인버터의 고주파 성분도 누설전류 증가에 영향을 줄 수 있습니다. 현장에서는 누설전류계를 이용해 운전 중 전류를 측정하고 절연저항 시험 결과와 함꼐 비교하여 절연 열화 여부를 종합적으로 판단합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

정지할 때의 직류 측정과 운전 시 교류 특성이 달라서 누설 전류가 증가할 수 있습니다. 메거는 정지 상태의 진류로 재는 겁니다. 운전 중에는 높은 교류 전압과 인버터 고주파가 걸립니다. 그래서 권선의 정전용량 때문에 누설전류 가 솟구치는 거죠.

현장에서는 뉴설전류계로 고조파를 분리해서 확인하고 있습니다. 전선의 3상을 한꺼번에 감아서 재고 저항성 누설 전류만 따로 발라내서 절연 상태를 진단하는 겁니다. 그리고 노이즈의 상태가 너무 심하면 필터를 달아서 잡는 방법도 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 가능합니다. 절연저항이 정상이라고 해서 운전 중 누설전류까지 반드시 작다는 뜻은 아닙니다.

메거는 보통 직류 전압을 인가해서 권선과 프레임 사이의 절연 상태를 확인합니다. 반면 실제 운전 중 누설전류에는 교류 성분과 고주파 성분이 포함될 수 있습니다. 특히 인버터 운전 모터에서는 PWM 스위칭 때문에 케이블과 모터의 정전용량을 통해 고주파 누설전류가 흐를 수 있습니다. 이 경우 메거로 측정한 절연저항은 정상이어도 운전 중 누설전류는 커질 수 있습니다.

또 케이블 길이가 길거나, 차폐 케이블을 사용하거나, 접지 경로가 좋지 않거나, 모터 내부에 수분·오염이 초기 단계로 존재하는 경우에도 누설전류가 증가할 수 있습니다. 인버터의 캐리어 주파수가 높을수록 고주파 누설전류가 커지는 경우도 있습니다.

현장에서는 보통 누설전류용 클램프미터로 3상 전선을 한꺼번에 감싸 측정해서 불평형으로 빠져나가는 전류를 확인합니다. 이후 모터 단독, 케이블 단독으로 구간을 나눠 측정하고, 접지 상태와 인버터 설정, 케이블 길이 등을 함께 확인합니다.

즉, 절연저항은 주로 직류 기준의 절연 상태를 보는 값이고, 운전 중 누설전류는 고주파·정전용량 영향까지 받기 때문에 두 값이 항상 같이 움직이지는 않는다고 이해하면 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

메거 측정에서 절연저항이 정상이라고 하더라도 운전 중 누설전류가 증가할 수 있습니다. 가장 큰 이유는 정지 상태와 운전 상태의 조건이 다르기 때문 인데요.. 메거는 모터가 정지한 상태에서 절연 상태를 확인하게 되고, 실제 운전 중에는 전압이 인가되고 모터가 회전하면서 온도상승, 진동, 절연재의 열화 등이 나타날 수 있습니다. 이런 조건에서는 절연 성능이 일시적으로 떨어지면서 누설전류가 증가하게 될 수도 있습니다.