저압회로 지락보호

지락보호란

저압회로 지락보호는 전로에 지락이 생겼을 때 회로를 자동으로 차단하는 보호다.

지락은 충전부가 대지나 대지에 접속된 도전성 부분과 의도하지 않게 접촉하는 고장이다.

감전과 화재를 막는 것이 목적이다.

과전류보호와 다른 이유

과전류보호는 허용전류 초과를 막고, 지락보호는 누설과 감전 위험을 막는다.

그래서 두 보호가 함께 있어야 저압 전로의 안전이 확보된다.

누전차단기는 영상전류가 설정값 이상이면 회로를 여는 장치다.

과전류차단기는 지락전류가 충분히 클 때만 동작해 지락 보호에 한계가 있다.

전류 균형 원리

지락보호의 원리는 키르히호프 전류 법칙이다.

정상 상태에서는 도체 전류의 합이 0이다. 지락이 생기면 이 합이 0이 아니게 된다.

그 차이를 잔류전류로 검출해 회로를 차단한다.

지락전류는 상전압을 접지저항과 보호도체 저항의 합으로 나눈 값이다.

접지계통 TN·TT·IT

접지계통은 TN, TT, IT의 세 가지로 나뉜다.

TN은 금속 귀로가 있어 지락전류가 커서 과전류차단기로 빠르게 차단된다.

TT는 접지저항이 커서 지락전류가 작으므로 누전차단기가 사실상 필수다.

IT는 지락전류가 매우 작아 주 보호장치가 절연감시장치다.

계산 예제

가상의 교류 1Ø 220V 저압회로로 계산해 보자.

TT 계통은 접지저항 20Ω, 정격감도전류 30mA이면 접촉전압은 0.6V다.

50V 한도보다 충분히 작다. 최대 허용 접지저항은 약 1,667Ω이다.

TN 계통은 220V를 지락 루프 임피던스 1.1Ω으로 나눠 지락전류 200A를 얻는다.

직접 풀어 보기

직접 풀어 보자.

접지저항 20Ω, 정격감도전류 30mA의 TT 계통 접촉전압을 구해 보자.

정답은 0.6V다. 접지저항과 정격감도전류를 곱한 값이다.

헷갈리는 점과 정리

지락은 단락이나 과부하와 다르다. 충전부와 대지 사이의 고장이다.

중성선은 전류의 귀로이고, 보호도체는 노출도전부를 잇는 도체다.

누전차단기는 고조파나 직류 성분에서 오동작할 수 있다.

계통 방식을 먼저 밝히고, 그에 맞는 보호장치를 고른다.