전기설비에서 영상전류는 왜 발생하나요?

Question

• 전력공학과 보호계전기를 공부하다 보면 영상전류라는 개념이 나오는데, 정상 상태에서는 0이고 지락사고 시 발생한다고 해서 궁금합니다. 특히 3상 전류 합으로 설명하는데 왜 정상 상태에서는 서로 상쇄되고, 지락 시에는 남는 전류가 생기는지도 잘 이해되지 않습니다. 또한 영상변류기와 지락계전기가 이 전류를 어떻게 이용하는지도 자세히 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

• 결론부터 말씀드리면 영상전류는 3상 전류의 벡터합이 균형을 이루지 못할 때 발생하는 전류이며, 지락사고 검출의 핵심 기준으로 사용됩니다. 정상적인 3상 계통에서는 각 상전류가 균형을 이루며 흐릅니다. 위상차가 120도이기 때문에 세 전류를 벡터합하면 결과적으로 0이 됩니다.

하지만 한 상이 대지와 접촉하는 지락사고가 발생하면 전류 균형이 깨집니다. 일부 전류가 대지를 통해 흐르게 되면서 세 상의 합이 0이 아니게 됩니다. 이 남는 성분이 바로 영상전류입니다.

영상변류기는 세 상 전선을 한 번에 통과시키는 구조입니다. 정상 상태에서는 전류 합이 0이라 자속이 발생하지 않습니다. 하지만 지락이 발생하면 불평형 전류가 생기고 영상변류기 내부에 자속이 발생합니다.

이 신호를 지락계전기가 감지해 차단기를 동작시킵니다. 결국 영상전류는 계통 불평형과 지락 상태를 매우 민감하게 검출할 수 있는 중요한 기준입니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

평상시엔 3상 전류가 120도씩 균형을 이뤄 합치면 0이 되지만 지락이 나면 이 균형이 깨지면서 한쪽으로 쏠린 전류가 남게 돼용. 이 남는 전유를 영상변류기(ZCT)가 잡아내서 지락계전기에 신호를 보내 차단기를 떨어뜨리는 원리입니다. 복잡해 보여도 결국 세 선의 균형이 깨진 걸 감지하는 시스템이라고 보면 돼요.