접지·누전차단기 적용 예외

왜 배우는가: 접지와 누전차단기는 감전·화재를 막는 기본 수단이지만, 모든 전기기계기구에 무조건 적용하지 않는다. 적용 예외를 정확히 알아야 법령 조건을 올바르게 판단하고 점검 기준을 세울 수 있다. 기술사 시험에서는 전기설비기술기준과 산업안전보건기준에 관한 규칙의 예외 조건을 비교하는 문제로 반복 출제된다.

출제 이력: 제120회 2교시 4번, 제116회 3교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 접지·누전차단기는 누전에 의한 감전을 막기 위해 설치하며, 법령이 정한 조건(건조한 장소, 이중절연, 절연대 위, 비접지 전로 등)에서는 적용을 면제한다.

핵심 키워드

• 지락차단장치
• 누전차단기
• 접지
• 이중절연
• 비접지방식 전로
• 감전방지용 누전차단기
• 지락에 의한 위험 우려 없음

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 기계나 기구의 전기가 새어 사람 몸을 통해 땅으로 흐를 때 이를 빨리 끊는 장치가 누전차단기다. 기구 외함을 땅에 연결하는 것이 접지다. 두 수단 모두 누전 전류가 사람을 거쳐 흐르는 것을 막는다.

정식 정의는 전기설비기술기준 제14조 지락에 대한 보호 조항에서 찾을 수 있다. 전로에는 지락이 생겼을 때 전선 또는 전기기계기구의 손상, 감전 또는 화재의 우려가 없도록 지락으로부터 보호하는 차단기를 시설해야 한다. 다만, 전기기계기구를 건조한 장소에 시설하는 등 지락에 의한 위험의 우려가 없는 경우에는 그러하지 아니하다. 여기서 지락차단장치는 지락 전류를 감지해 전로를 자동으로 차단하는 장치를 가리킨다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다.

누전차단기는 영상전류(지락 전류)를 검출해 회로를 차단하는 장치다. 감전 보호용과 화재 보호용으로 나뉜다.

접지는 전기설비의 필요한 부분을 대지와 전기적으로 연결해 이상 시 전위 상승과 감전을 억제하는 것이다.

이중절연은 기본 절연에 더해 보강 절연을 두어, 한 겹이 깨져도 감전이 생기지 않도록 한 구조다.

비접지방식 전로는 전원 측 중성점을 대지에 직접 접속하지 않은 전로다. 지락 전류의 귀로가 없어 누전에 의한 감전 경로가 성립하기 어렵다.

3. 등장 배경과 필요성

전동기·공구·가전기기 등 이동형 기구는 외함 절연이 손상되기 쉽다. 작업자가 손으로 잡는 상황에서 누설 전류가 몸을 통과하면 치명적 감전이 된다. 이런 위험을 막기 위해 산업안전보건기준에 관한 규칙은 특정 장소와 기구에 접지 또는 감전방지용 누전차단기를 의무화했다.

한편 모든 기구에 일률적으로 적용하면 이중절연 기구나 절연대 위 작업처럼 위험이 없는 경우에도 설비 부담만 커진다. 그래서 법령은 위험이 없는 조건을 예외로 두었다. 예외 조건을 이해하는 것이 이 개념의 핵심이다.

또한 전기설비기술기준은 설비 자체의 안전 원칙을, 산업안전보건기준에 관한 규칙은 작업자 보호 측면의 의무를 정한다. 두 기준이 서로 보완하는 구조임을 알아두면 답안 구성에 도움이 된다.

4. 구성요소·원리·절차

접지와 누전차단기는 누전으로 인한 감전을 막는 두 축이다. 접지는 기기 외함을 대지에 낮은 저항으로 묶어 고장 전류를 대지로 흘리는 방식이고, 누전차단기(감전방지용 누전차단기)는 지락 전류를 검출해 전로를 자동으로 끊는 방식이다. 두 수단의 구성요소는 아래 표와 같다.

접지의 원리는 고장 시 외함 전위를 낮추는 데 있다. 외함이 충전되어도 사람이 접촉하는 전압(접촉전압)이 허용 범위에 머물도록 접지저항을 낮춘다. 누전차단기의 원리는 전로의 going 전류와 return 전류의 벡터 합이 0이 되어야 한다는 데 있다. 두 전류의 차가 생기면 지락으로 보고 차단한다. 이 방식은 접지 저항의 크기와 무관하게 동작하므로, 접지 공사가 어려운 장소에서 대안이 된다.

차단 절차는 다음과 같다.

• 전로에 지락이 발생하여 영상변류기에 잔류 전류가 검출됨.
• 검출 전류가 정격감도전류 이상이 되면 차단기 트립 장치가 작동함.
• 개폐기가 개방되어 사고 회로가 전원에서 분리됨.
• 작업자는 원인을 제거한 뒤 재투입하고, 작동 시험 결과를 기록함.

흐름을 한눈에 보면 다음과 같다.

전기기계기구의 접지와 누전차단기 설치 의무는 「산업안전보건기준에 관한 규칙」 제302조 및 제304조에서 함께 정한다. 누전차단기 설치 대상은 아래 표에 정리한다.

5. 관련 법령·기준·표준

「산업안전보건기준에 관한 규칙」 제304조 제1항은 누전에 의한 감전위험을 막기 위해 감전방지용 누전차단기를 설치할 대상을 네 가지로 정한다. 대지전압이 150볼트를 초과하는 이동형·휴대형 전기기계·기구, 습윤장소에서 쓰는 저압 전기기계·기구, 철판·철골 위 등 도전성이 높은 장소에서 쓰는 이동형·휴대형 기기, 임시배선 전로에서 쓰는 이동형·휴대형 기기가 여기에 해당한다. 저압은 직류 1.5킬로볼트 이하, 교류 1킬로볼트 이하로 정의된다.

누전차단기를 설치하기 어려운 경우에는 작업시작 전에 접지선의 연결과 접속부 상태를 점검해야 한다(같은 규칙 제304조 제2항). 설치한 누전차단기는 사용 전에 작동상태를 점검하고, 이상이 있으면 즉시 보수하거나 교환해야 한다(같은 조 제4항).

「전기설비기술기준」(기후에너지환경부 고시)은 전로에 지락이 생기면 전선 또는 전기기계기구의 손상, 감전 또는 화재의 우려가 없도록 지락으로부터 보호하는 차단기를 시설하도록 정한다(제14조). 다만 전기기계기구를 건조한 장소에 시설하는 등 지락에 의한 위험의 우려가 없는 경우는 예외로 둔다. 장소별 시설 기준은 아래 표와 같다.

위 표의 수치는 법 조문에 있는 값이다. 전기설비기술기준의 판단기준은 기준 체계가 바뀌어 한국전기설비규정(KEC) 적용 범위와 함께 확인해야 하는 경우가 있다. 그 판단 근거를 KEC 해설과 함께 정리하면 시험 답안에서 조문 번호를 정확히 쓸 수 있다.

6. 유형과 비교

접지와 누전차단기 적용 예외는 두 기준이 서로 다른 목적으로 쓰인다. 하나는 전기기계기구 외함을 대지에 묶어 고장 전압을 낮추는 보호접지이고, 다른 하나는 누전 발생 시 전로를 자동으로 끊는 누전차단기(ELB) 다. 두 수단은 같은 감전 위험을 막지만 적용 장소와 예외 조건이 다르다. 아래 표는 두 기준을 적용 대상, 예외 조건, 근거 조항 측면에서 나눈 것이다.