전기설비에서 전선의 허용전류보다 실제 부하전류가 낮아도 전선이 과열될 수 있는 이유는 무엇인가요?

Question

전선의 허용전류가 50A이고 실제 측정한 부하전류가 35A 정도라면 일반적으로 문제가 없을 것으로 생각했습니다. 그런데 현장에서 단자 주변이나 특정 구간의 케이블이 다른 부분보다 뜨겁게 나타나는 경우가 있습니다. 전체 전류는 허용전류보다 낮은데도 특정 부분에서 국부적인 발열이 발생하는 이유는 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

전류가 적어도 단자 볼트가 헐겁거나 부식되어서 저항이 커지면은 그 부분만 폭발적으로 뜨거워지기 때문입니다. 전기는 저항이 높은 곳에 지날 때 극심한 열을 만들어 내죠. 그리고 단자 부실이 바로 그 원인이 됩니다. 거기다가 전선들이 빽빽하게 모여 있거나 열이 안 빠지는 환경이라면 열이 그대로 쌓이게 되죠.

그래서 결국에는 전체 전류만 정상이라고 안심하면은 접촉 불량 발열을 놓치기 쉬운 구조입니다. 거기다가 전선의 일부가 끊어졌거나 고조파 노이즈가 섞여 있어도 특정한 부위만 뜨거워질 수 있기 때문입니다. 그래서 현장에서는 열화상 카메라로 접촉부의 온도를 확인하시고 단자대에 볼트부터 다시 단단히 조여줘야 하는 것입니다.

Answer 2

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.

Answer 3

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

전선의 허용전류가 50A이고 실제 부하전류가 35A라면 전선 전체의 정상적인 발열은 일반적으로 문제가 없는 수준 입니다. 그런데 특정 단자나 구간만 유난히 뜨겁다면 전선 자체 보다는 접속부의 접촉저항 증가를 먼저 의심해 볼 수 있습니다. 단자 나사가 풀렸거나 압착단자가 제대로 체결되지 않았거나 단자에 산화나 부식이 발생했거나, 케이블 러그의 압착 상태가 불량한 경우에도 같은 현상이 나타날 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

전선 연결 나사가 헐거워지거나 때가 끼면 접촉 저항이 커져서, 전체 전류가 적더라도 그 연결부에서만 강한 열이 발생할 수 있습니다 또한 전선이 특정 구석에 빽빽하게 뭉쳐 열이 안 빠져나가거나 내부의 가느다란 전선 가닥 일부가 끊어져 두께가 얇아진 경우에도 국부적인 과열이 일어납니다

Answer 5

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

전선 전체에 흐르는 전류가 허용전류보다 낮더라도 접속부의 접촉저항이 증가하면 특정 지점에서 발열이 집중될 수 있습니다. 단자 체결 불량이나 단자 표면의 산화, 압착 불량 등이 대표적인 원인입니다. 이 경우 발생한 열이 다시 접속부의 저항을 증가시켜 발열이 더 커지는 악순환이 발생할 수 있습니다. 따라서 전류값만 확인하지 말고 열화상카메라 등을 이용해 단자와 접속부의 온도를 비교하고 체결상태를 점검하는 것이 중요합니다.