절연 저항계란?
절연 저항계는 절연 상태를 진단하기 위한 장치입니다. 계통의 전압에 맞춰 DC1,000V 정도의 고전압을 인가할 수 있는 절연저항계도 판매되고 있습니다.
전기를 사용하는 기기에 있어서 기기가 절연되어 있는 것은 매우 중요합니다. 절연 상태가 나빠지면 누전 화재나 감전 사고의 원인이 될 수 있습니다. 이러한 사고를 미연에 방지하기 위해 주기적으로 절연저항계로 절연성능을 평가해야 합니다.
절연저항계 사용 용도
절연저항계는 절연 능력을 수치화하기 위해 사용됩니다. 일반 가정에서는 거의 볼 수 없습니다.
생산 현장에서는 전기 제품 출하 공장의 최종 테스트 등에 사용됩니다. 또한, 전기 설비 유지보수 담당자는 유지보수용 측정기기로 소지하고 있는 경우가 많습니다.
저항값을 측정하기 위해 전압을 인가하는데, 계통 전압에 따라 인가 전압이 달라집니다. 예를 들어 전화선의 절연 측정에는 25~50V의 전압을 인가하는 절연저항계가 사용되며, 가전제품에는 DC125V가 사용됩니다. 고압 배전선로나 발전소 등에서는 DC1,000V의 인가 전압이 사용됩니다.
절연 저항계의 원리
절연 저항계는 배선 단자, 스위치, 직류 전원, 전류계, 전류 보호 소자 등으로 구성됩니다.
배선 단자는 접지 단자와 라인 단자라고 불리는 두 개의 단자가 사용됩니다. 접지 단자는 접지하고 라인 단자는 측정 부분에 연결하여 측정합니다.
스위치를 누르면 직류 전원으로 만들어진 직류 전압을 인가합니다. 대지로 흐르는 미세한 전류를 누설전류라고 하는데, 전류계로 전압 인가 시 누설전류를 측정하여 절연 저항을 구합니다.
고압 전압을 인가하기 때문에 회로에 과전류가 흐르지 않도록 전류 보호 소자로 임피던스를 높입니다. 전류 보호 소자에 의해 절연 저항계의 내부 임피던스는 매우 높게 설계되어 있습니다.
절연 저항 값이 높을수록 절연 성능이 높다는 것을 나타냅니다. 절연 파괴가 발생하면 절연 저항 값이 극도로 낮아집니다.
절연 저항계의 기타 정보
1. 절연 저항계 사용 목적
절연저항계는 공장이나 가정 등에 시공된 전로, 전기 부품 등의 절연 상태를 측정하기 위한 기기입니다.
절연불량의 원인은 전로의 시공불량, 충전부와 비충전부의 절연불량, 노후화, 내부 배선의 열화, 사용부품의 단락으로 인한 파손, 케이스의 파손 등을 들 수 있습니다. 이를 그대로 방치하면 누전 화재나 감전 사고로 이어질 수 있어 매우 위험합니다.
이러한 문제를 방지하기 위해 ‘누전 차단기가 떨어졌다’, ‘작동 중 감전되었다’는 현상이 나타나면 즉시 전원 계통을 차단하고 절연 저항을 측정해야 합니다.
2. 측정 방법
절연저항계 측정 방법은 다음과 같은 절차로 진행합니다.
- 절연 저항계의 접지 단자를 접지된 금속 부분(가능하면 접지극과 연결된 단자)에 연결한다.
- 계통 전압에 따라 노브로 인가 전압을 선택한다.
- 라인 단자를 접지 단자와 다른 접지된 곳에 대고 측정 버튼을 누른다.
- 0.00MΩ이 표시되는 것을 확인한다. (제로 체크)
- 측정 버튼에서 손을 떼고 라인 단자를 측정 부위에 대고 누른다.
- 측정 버튼을 누르고 절연 저항을 확인한다.
전로 길이가 길면 전하가 쌓일 때까지 시간이 걸리기 때문에 절연 저항 표시가 안정적이지 않을 수 있습니다. 이 경우 표시가 안정될 때까지 전압을 계속 인가합니다.
또한, DC1,000V와 같은 고전압을 인가하면 잔류전하가 많이 쌓입니다. 전로를 맨손으로 만지면 감전될 위험이 있으므로 반드시 방전 조치를 취해야 합니다.
전기설비기술기준에는 전압계통 구분에 따른 절연저항값이 규정되어 있습니다. 측정 결과를 판단하는 기준이 됩니다.
- 대지 전압 150V 이하 → 절연 저항값 0.1MΩ 이상
- 대지전압 150V 이상 300V 이하 → 절연저항값 0.2MΩ 이상
- 대지전압 300V 이상의 저압전로 → 절연저항값 0.4MΩ 이상
실제로 절연불량이 발생했을 때, 전로와 전기기기를 잘 구분하여 측정하는 것이 열화부위를 조기에 발견할 수 있는 방법입니다. 절연불량 부위를 조기에 발견하는 것은 전기설비 유지보수 담당자의 능력이라고 할 수 있습니다.