중성선도 감전이 될 수 있는가?
중성선도 감전이 될 수 있는가?
중성선은 글자 그대로 중성선(中性線) 이지요! 반도체가 반도체(半導體)즉 도체라고 하기도 부도체라고 단정 짓기도 마땅하지않는,
경우에 따라서 도체도 되었다가 부도체도 되는 물질을 이야기하는 것처럼 중성선 또한 경우에 따라서 전원선이 되어
대지전위가 걸리기도하고 접지선이 되어 대지전위가 걸리지 않기도 해서 중성선이라고 하지요!
중성선은 삼상 교류전원의 에너기 중심선 입니다. 삼상 교류전원에 인가된 부하설비가 평형을 이루게되면
중성선에는 전위가 인가되지 않습니다. RST 삼상간의 에너지 평형중화가 이루어져 잉여 에너지가 없기 때문입니다.
그런데... 삼상 교류전원에 인가된 부하설비가 전기적인 평형을 이루지 못할때는 그 잉여 에너지가 중성선을 기준으로 인가되게 됩니다.
이러한 상황일때 중성선에 전압이 걸리게 되는 것이지요!
이 경우 중성선에 전압이 걸린다고해도 불평형이 된 한상과 중성선 사이의 전압으로 LOOP가 형성되어져서 에너지기 순환 소멸하게 됩니다.
중성선의 전위는 불평형된 상과 중성선간에 발생하게 되지요!
이 경우에 중성선을 대지에 접지했을때와 접지하지 않았을때의 두 경우로 나누어 생각해 보아야 합니다.
중성선은 대지(大地)와 접속(접지)를 해서 사용하기도하고 대지와 접속을 하지 않은 상태에서 사용하기도 하는데
대지와 접속을 한 상태의 전력계통이 중성선 접지식이고 그렇지 앟은 전력계통이 중성점 비접지식 입니다.
중성선 접지식을 사용하는 것은 전력선 회로의 절연이 파괴되는 사고가 발생했을 경우에 지락전류의 귀로를 만들어 주어서
지락계전기의 동작을 신속하게 하기위한 목적과 삼상전력의 평형 기준점을 안정적으로 해주기 위한 것 입니다.
이 경우에는 중성점의 접지 저항값은 전력계통의 특성에 따라서 임의로 조절을 해줍니다.
중성점 접지형태 계통의 경우 상불평형으로 중성선에 귀환하는 에너지가 있을때 중성선 전류와 중성선 도체의 저항에 의한
IR DROP 전압이 중성선의 각 지점에 다르게 인가되게 됩니다. 삼상 중성점에 가까이 갈 수록 중성선의 전압이 낮아 지겠지요!
즉 전류귀로의 길이에 비례하는 전압입니다.
이 전압은 중성선의 도체저항값이 작으므로 실제로 미미한 값이 됩니다.
이러한 상태에서 중성선에 접촉해도 중성선 전압에 의한 감전은 미미하여 안전합니다.
그러나...
어떤 이유로 인하여 중성선이 삼상 중성점에 연결되진 부분이 단선되었을때는 문제가 심각해 집니다.
이 상태는 중성선을 기준으로 삼상부하가 선간 직렬접속이 되어진 회로가 구성되어지므로
각상 부하의 합성 임피던스 값에 비례하는 전압분배가 일어나게 됩니다. 그래서 중성선에는 중성선의 선로의
IR DROP값이 아니라 각상의 전압분배에 의한 중성점의 전위가 인가되어 지게 됩니다. 이 전압은 상간의 부하 불평형에 비례하는 전압으로 위험한 크기의 전압이 인가될 수 있습니다.
이 내용에 대해서는 공지란의 땡추님이 강의한 "중성선에 FUSE 사용금지"에서 자세히 설명하셨네요!
이 전압에 감전이 되지 않으려면 인체와 접촉하게 되는 중성선 사이의 접촉저항값과 인체의 대지접촉저항값의 합성값이 삼상중심의 중성선의 접지 저항값 보다 월등하게 작으면 됩니다.
만약 삼상 전원측 한상 대지전압이 300[v]라고할때 약 1/10배 정도면 인체의 인가전압이 30[V]정도로 안전하겠지요!
중성점 접지를 고저항 접지를 사용하는 계통에서는 가능할 수도 있는 일이나, 일반적인 저압 중성점 접지는 2종접지를 시행하고 있으므로 접지저항값이 매우 작습니다.
인체의 기본적인 전기저항값이 약 1000[OHM]을 상회하므로 안전하지 못합니다.
중성선 접지식 전력계통에서는 중성선 접지상태와 접촉의 상황에 따라서 감전이 발생할 위험성이 상존하고 있다는 것 입니다.
중성선 비접지시의 경우는 전력계통의 안정이 우선일 경우에 채택하곤 하는데, 중성선을 접지하지 않은 상태에서 사용합니다.
이 경우에는 삼상전력의 불평형으로 중성선에 대지 전압이 인가되어져도 그 충전부위에 접촉한 인축에게 감전이 일어나지 않습니다.
전력계통의 에너지 중심점과 대지가 분리되어 있기 때문입니다.
그러나 이 경우에도 최악의 경우 어느 한 지점에서 중성선 충전부위와 대지간의 절연이 파괴되어 대지 접지가 일어나면서
중성선이 단선되어지고 그 단선된 후단의 중성선을 인축이 접촉하게 되면 중성선 직접접지식에서 중성선이 단선된 것과 같은 형태로 감전이 일어날 수 있습니다.
결론적으로 중성선에도 감전이 일어날 수 있는 위험이 항상 상존하고 있으니 주의하여야 합니다.