접지 결함 회로 인터럽트(GFCI)는 가장 일반적인 주거용, 상업용 및 산업 안전 장치 중 하나입니다. 가장 일반적인 유형은 가정의 부엌, 욕실 및 실외 소켓과 같이 물 근처에서 사용되는 단상 전기 콘센트입니다. 대부분의 주에서는 수십 년 동안 주거 시설의 특정 영역에 GFCI 콘센트가 필수 항목이었습니다. 그러나 산업 기계 전기 표준인 NFPA 79에서도 산업 응용 분야에서의 사용을 지시합니다.
GFCI 사용 및 유지보수
GFCI는 전기적 고장으로 인해 전기가 인체를 통해 접지로 흘러 발생할 수 있는 상해를 방지하도록 설계되었습니다. GFCI 차단기가 트립되면 일반 회로 차단기를 트립하기에는 전류량이 너무 적더라도 의도하지 않은 접지 경로를 통해 흐르는 전류를 빠르게 차단합니다. 퓨즈와 회로 차단기는 보호 장치이며 전기 화재 및 재산 피해를 유발할 수 있는 단락 및 대규모 전기적 고장으로부터 장비 및 시설을 보호하도록 설계되었습니다. 표준 차단기 및 퓨즈의 작동 에너지는 치사량을 훨씬 초과하지만, 대부분의 GFCI는 약 6mA에서 트립됩니다.
GFCI는 전류 변압기를 사용하여 부하에 공급되는 라인 전류와 부하에서 돌아오는 중성 전류 사이의 차이를 감지합니다. 이상적으로는, 두 전류가 모두 상쇄되기 때문에 이 차이는 0이어야 합니다. 전류 차동이 있으면 이는 GFCI 내의 비교기에 입력이 되며, 차동이 약 6mA일 때 상태가 변경됩니다. 비교기가 상태를 변경하면 GFCI 출력에서 전원을 차단하는 실리콘 제어 정류기를 트리거합니다.
GFCI는 "테스트" 및 "재설정"이라고 표시된 전면의 푸시 버튼을 작동하여 매달 점검해야 합니다. 적절한 작동을 점검하는 것 외에도 월간 테스트를 통해 소켓의 기계적 구성 요소가 제대로 작동하는지 확인합니다. 간단한 GFCI 테스터는 15달러 미만으로, 그리고 고품질 테스터는 150달러 미만의 가격으로 구입할 수 있습니다. 산업용 전기 테스터를 구입하면 전원이 공급되는 회로를 점검하고, AC 및 DC 전압, 저항, 연속성, 임의의 두 위상과 GFCI 간의 상회전을 테스트할 수 있습니다.
GFCI의 트립 원인
GFCI 콘센트가 계속 트립되는 데는 분명히 이유가 있습니다. 단순히 GFCI를 재설정하는 것에 그치지 말고 트립의 원인도 조사해야 합니다.
접지 결함은 전류가 의도하지 않은 접지 경로를 찾을 때 발생합니다. 접지 결함의 일반적인 원인에는 마모된 절연재, 전도성 먼지, 물 또는 다른 "약한 접지"가 포함됩니다. 접지 결함은 장비 단락의 80% 이상을 차지하며, 그중 90%는 전선 및 케이블의 절연 열화로 인해 발생합니다. 사람이 의도하지 않은 경로가 되면 75mA의 낮은 전류가 심실세동을 유발할 수 있습니다(즉, 심장이 펌핑을 멈추면 심장 마비가 발생함).
접지 결함의 또 다른 이름은 누설 전류입니다. 배선 절연재는 도체 내에 전기를 유지하도록 설계되었지만, 모든 절연재에는 약간의 전도성이 있습니다. 완벽하지는 않지만 공기도 절연재가 될 수 있습니다. 절연재는 전기 저항 경로와 정전용량 경로를 통해 전류를 전도합니다. 절연재가 오래되거나 손상되면 저항이 낮아지고 누설 전류가 커질 수 있습니다. 더 긴 도체를 보호하는 절연재는 더 높은 정전용량을 가지므로 더 많은 누설 전류가 발생할 수 있습니다.
GFCI 보호 회로에서 누설 전류는 불필요하고 간헐적인 트립을 유발할 수 있습니다. 이러한 간헐적인 "고스트" 트립 문제를 해결하기 위해 누설 전류 원인을 찾는 데는 비용이 많이 들 수 있습니다. 회로에서 많은 장비가 작동할 때는 누설 전류가 누적되며 밀리암페어 정도일 수 있습니다. GFCI 보호 회로에 더 많은 장비를 추가하면 GFCI가 무작위로 트립되어 문제를 진단하기가 어려울 수 있습니다.
GFCI 트립 진단
먼저 누설 전류를 측정한 다음 소스를 식별하십시오. 누설 전류 클램프 미터를 사용하여 이러한 측정을 수행하십시오. 누설 전류 클램프 미터는 부하 전류 측정에 사용되는 클램프 미터와 유사하지만 누설 전류 클램프 미터는 5mA 미만의 전류를 측정할 때 훨씬 더 나은 성능을 보입니다.위상 및 중성점 도체를 클램핑하여 단상 회로를 테스트하십시오. 모든 위상 도체 주위를 클램핑하여 3상 회로를 테스트하십시오. 중성점이 있는 경우 함께 클램프 하십시오. 측정된 값은 접지로 흐르는 모든 전류입니다. 의도한 접지 연결부로 흐르는 총 누출을 측정하려면 접지 도체 주위에 클램프를 배치하십시오.
회로의 각 레그에서 누설 전류를 측정하여 어느 쪽이 다른 쪽보다 훨씬 더 많이 누설되는지 식별하십시오. 한쪽 레그에 의심스럽게 높은 누설 전류가 있는 경우 장비가 제대로 작동하는지 확인하십시오. 일부 전자 장비의 전원 입력에 있는 서지 억제 필터 및 커패시터는 전체 회로의 정전용량을 증가시켜 누설 전류를 증가시킬 수 있음을 기억하십시오. 장비가 "켜진" 상태에서 로드된 회로 레그 누설을 확인합니다. 장비를 "끄기"로 전환하면 회로 배선 누설만 판단할 수 있습니다.
모든 레그의 장비가 제대로 작동하고 있고 배선이 허용 가능한 경우, 전자 장비 입력 필터링으로 인해 누적된 누설 전류가 무작위 GFCI 트립을 트리거할 만큼 충분히 높을 수 있습니다. 이 경우, 각 회로 레그에 부하를 재분배하거나 더 많은 정전용량을 제공하기 위해 회로를 추가하는 것을 고려하십시오.
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