수상전선로·수중조명등 시설기준

왜 배우는가: 수상전선로와 수중조명등은 물과 전기가 함께 있는 장소라 감전과 누전 위험이 가장 크다. 그래서 전선의 종류, 절연 성능, 누전차단기 설치, 접지 같은 시설기준이 엄격하게 정해져 있다. 이 기준은 4교시 논술과 3교시 용어형 문제에서 반복해 출제되므로 원리와 핵심 조건을 함께 알아 두어야 한다.

출제 이력: 제117회 4교시 5번, 제89회 3교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

수상전선로는 수면 위 또는 수면에 시설하는 전선로이고, 수중조명등은 수중에 설치되어 물속을 비추는 전기기계기구다. 두 설비 모두 물에 닿는 상태에서 전기를 공급하므로 감전 방지를 우선하는 시설기준을 따른다.

핵심 키워드

• 수상전선로
• 수중조명등
• 누전차단기
• 절연변압기
• 감전 방지
• 접지
• 방수 구조

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 물 위에 떠 있거나 물에 잠긴 설비에 전기를 보낼 때 사람이 전기에 닿지 않도록 하는 규칙이다. 전기가 물을 통해 사람에게 흐르면 심장에 영향을 주기 때문에 누전과 감전을 막는 수단을 여러 겹으로 둔다.

정식 정의로는, 수상전선로는 수상에 시설하는 전선로이며, 이 전선로에는 수상에 떠 있는 부유체와 전선이 함께 놓인다. 수중조명등은 수영장이나 분수 등 물속에 설치되어 수중을 조명하는 전기기계기구이다.

수상전선로는 전선을 부유체나 지지물에 고정하여 수면 위에 시설하는 전선로를 말한다. 사람이 물에 들어가는 장소와 가까워 누전과 감전 위험이 크다.

수중조명등은 물속에 잠긴 상태로 사용하는 조명기구다. 물 가까이에 있는 전기기계기구이므로 방수 구조와 절연 확보가 가장 중요하다.

절연변압기는 1차측과 2차측을 전기적으로 분리한 변압기다. 2차측 회로가 대지와 절연되므로 한 점에서 누전이 생겨도 감전 전류가 제한된다.

누전차단기는 회로에 누설전류가 흐르면 자동으로 전로를 차단하는 장치다. 감전 사고를 막는 대표적 보호장치다.

이 설비의 핵심은 전기가 물과 만나는 경로를 끊는 것이다. 그 방법은 절연, 전압 제한, 누전 차단, 접지 네 가지로 나뉜다.

3. 등장 배경과 필요성

수영장, 분수, 호수, 양식장 같은 장소에는 사람과 물, 전기가 동시에 존재한다. 일반 옥내 배선으로는 이런 환경에서 누전과 감전을 막기 어렵다. 그래서 수상과 수중의 특수한 위험을 반영한 별도의 시설기준이 필요해졌다.

수중에서는 사람의 몸 저항이 낮아지고 접촉 면적이 넓어진다. 같은 전압이라도 사고 위험이 크게 높아진다. 또 물은 전류가 흐르는 도체이므로 절연이 조금만 깨져도 누설 경로가 생긴다. 이런 이유로 전압을 낮추고, 절연을 강화하고, 차단 장치를 반드시 달도록 정한다.

수상전선로는 부유체와 함께 움직이는 구조라서 전선이 기계적 손상을 받기 쉽다. 파도와 바람, 부유체의 흔들림에 따라 전선 피복이 손상될 수 있다. 따라서 내수성과 기계적 강도가 있는 전선을 쓰고, 접속점을 물 밖으로 빼거나 방수 처리해야 한다.

사고가 나면 인명 피해가 바로 발생하고 구조도 어렵다. 그래서 설계 단계부터 감전 방지를 우선하는 것이 원칙이다. 시험에서는 이 필요성을 설명한 뒤 구체적인 시설 방법을 연결하는 답안이 높은 점수를 받는다.

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4. 구성요소·원리·절차

수상전선로와 수중조명등은 물과 전기가 함께 있는 곳에 시설되므로 감전과 누전이 가장 큰 위험이다. 따라서 절연 성능, 누전 차단, 방수 구조가 시설기준의 세 축이다.

수상전선로는 수상에 시설하는 전선로로서 부유체·선박·수상구조물 등에 지지되어 설치된다. 구성요소는 다음과 같다.

원리는 물이 전기 전도체이므로 전선 절연 열화나 손상 시 누설전류가 물을 통해 사람에게 전달되는 것을 막는 데 있다. 이를 위해 절연 파괴 방지와 감전 방지 접지를 함께 적용한다.

수중조명등의 시설 절차는 다음과 같다.

• 수영장 설계 단계에서 조명등 위치와 수심을 정한다.
• 절연변압기를 수영장 외부에 설치하고 2차측을 저압으로 낮춘다.
• 2차측 전로에 누전차단기를 설치하고 차단 동작을 확인한다.
• 금속제 외함과 조명등 케이스를 접지한다.
• 방수형 접속함과 케이블 관통부를 시공하고 절연저항을 측정한다.
• 수면 아래 배선은 방수 케이블로 시설하고 노출 접속을 피한다.

수중조명등 회로의 기본 관계는 다음과 같다.

$I_{\Delta n} \le \frac{U_{2}}{R_{L}}$

여기서 I_{\Delta n}은 누전차단기의 정격감도전류(A), U_{2}는 절연변압기 2차측 전압(V), R_{L}은 접촉 시 인체·물 경로의 저항(Ω)이다. 값이 작을수록 감전 전류가 작아지므로 저압·저감도 보호가 유리하다는 점을 설명에 쓴다.

5. 관련 법령·기준·표준

수상전선로와 수중조명등의 시설은 「한국전기설비규정(KEC)」의 전선로·저압 설비 조항과 수영장 관련 조항을 따른다. 2021-01-01부터 한국전기설비규정이 적용되며, 옛 '전기설비기술기준의 판단기준'은 대체되었다. 수상시설물 분전반은 「어선설비기준」 또는 한국산업표준(KS)에 적합해야 한다는 규정도 함께 확인된다.

핵심 기준 수치를 표로 정리하면 다음과 같다.