Megger의 원리

1. "좋은" 절연이란 무엇인가요?

 

발전기, 케이블, 스위치, 변압기 등 플랜트의 모든 전선은 어떤 형태의 전기 절연체로 주의 깊게 덮여 있습니다. 전선 자체는 보통 구리 또는 알루미늄인데, 이것은 장비에 전원을 공급하는 전류의 좋은 전도체로 알려져 있습니다. 절연체는 전도체와 반대입니다. 전류에 저항하고 도체를 따라 전류가 흐르도록 만듭니다.

 

절연 시험을 이해하기 위해서는 전기의 수학을 이해할 필요가 없지만, 간단한 하나의 방정식 – 옴의 법칙 – 은 여러 가지 측면을 이해하는 데 매우 도움이 될 수 있습니다. 전에 이 법칙을 접해본 적이 있더라도 절연 시험에 비추어 그것을 검토하는 것이 필요할 수 있습니다.

 

도체 절연의 목적은 물을 운반하는 파이프의 목적과 매우 비슷하며, 옴의 전기 법칙은 물의 흐름과의 비교로 더 쉽게 이해될 수 있습니다. 그림 1에서 우리는 이 비교를 보여줍니다. 펌프에서 물에 가해지는 압력은 물이 파이프를 따라 흐르는 원인이 됩니다 (그림 1a). 만약 파이프에서 물이 새면, 물을 일부 버리게 되고 또한 물의 압력도 조금 줄어들게 됩니다.

 

전기의 관점에서 보면, 전압은 펌프 압력과 같아서 전기가 구리선을 따라 흐르게 합니다 (그림 1b). 수도관에서와 같이, 흐름에 대한 저항이 어느 정도 있지만, 전선을 따라 흐르는 것이 절연체를 통해 흐르는 것보다 훨씬 적습니다.

상식적으로 볼 때 전압이 높을수록 전류가 더 많이 흐르게 됩니다. 또한 전선의 저항이 낮을수록 같은 전압에서 전류가 더 많이 흐르게 됩니다. 사실 이것은 옴의 법칙으로, 방정식 형태로 이렇게 표현됩니다.

 

E = I x R

여기서

E = 전압(V)

I = 전류(A)

R = 저항(Ω)

 

그러나 완벽한 절연체는 없으므로(즉, 무한히 높은 저항을 갖는다는 것) 일부분의 전기는 절연체를 따라 흐르거나 대지로 흐르게 됩니다. 이러한 전류는 100만 분의 1 암페어에 불과할 수 있지만 절연체 테스트 장비의 기본이 됩니다. 또한 전압이 높으면 절연체를 통해 더 많은 전류가 발생하는 경향이 있습니다. 물론 이러한 적은 전류가 좋은 절연체에 해를 끼치지는 않지만 절연체가 열화된 경우에는 문제가 될 수 있습니다.

 

이제 "좋은" 절연체란 무엇인가에 대한 답을 요약하면, 기본적으로 "좋은"은 전류에 대한 상대적으로 높은 저항을 의미한다는 것을 알 수 있습니다. 절연체를 설명하는 데 사용되는 "좋은"은 "높은 저항을 유지하는 능력"을 의미하기도 합니다. 따라서 적절한 저항 측정 방법을 사용하면 절연체가 얼마나 "좋은" 것인지 알 수 있습니다. 또한 정기적으로 측정하면 절연체의 열화 경향을 확인할 수 있습니다.

 

2. 무엇이 절연을 나쁘게 만드는가? (WHAT MAKES INSULATION GO BAD?)

 

공장의 전기 시스템과 장비가 새것일 때 전기 절연은 최상의 상태를 유지해야 합니다. 또한 와이어, 케이블, 모터 등의 제조업체는 산업 서비스를 위해 절연을 지속적으로 개선해 왔습니다. 그럼에도 불구하고, 오늘날에도 절연은 기계적 손상, 진동, 과도한 열 또는 추위, 먼지, 기름, 부식성 증기, 공정에서 발생하는 습기 또는 습기와 같이 고장을 유발할 수 있는 많은 영향에 노출되어 있습니다.

 

다양한 수준에서 이러한 절연의 적들은 시간이 흐름에 따라 작동하며, 이는 실존하는 전기적 스트레스와 결합됩니다. 핀홀이나 균열이 발생하면 습기와 이물질이 절연 표면을 통과하여 누설 전류에 대한 낮은 저항 경로를 제공합니다. 한 번 시작되면 더 많은 전류가 절연을 통하여 흐르도록 다른 적들이 서로 돕는 경향이 있습니다.

 

가끔은 침수되거나 하면 절연 저항이 갑자기 떨어질 수 있습니다. 그러나 보통은 정기적으로 점검하면 주기적으로 경고를 제공하면서 점진적으로 떨어집니다. 이러한 점검을 통해 서비스 고장 전에 계획된 보수를 할 수 있습니다. 예를 들어, 점검이 없으면 절연 상태가 좋지 않은 모터는 전압을 가했을 때 접촉 시 위험할 수 있을 뿐만 아니라 소손될 수 있습니다. 좋은 절연이었던 것이 부분적으로 도체가 되었습니다.

 

300x250

3. 어떻게 절연 저항을 측정하는가?

 

좋은 절연은 높은 저항을 가지고 있고, 절연이 잘되지 않으며, 상대적으로 낮은 저항을 가지고 있음을 살펴보았습니다. 실제 저항값은 절연체의 온도 또는 수분 함량(온도 또는 수분 감소)과 같은 요인에 따라 높거나 낮을 수 있습니다. 그러나 약간의 기록과 상식만 있으면 상대적인 값으로부터 절연 상태를 파악할 수 있습니다.

 

메거 절연 테스터는 옴 또는 메가옴 단위의 절연 저항을 직접 판독할 수 있는 휴대용 소형 기기입니다. 절연이 좋으면 저항은 일반적으로 메가옴 범위로 측정됩니다.

 

메거 절연 테스터는 기본적으로 직류 발전기가 내장된 고역 저항계(옴미터)입니다. 이 미터는 전류 및 전압 코일이 모두 있는 특수 구조로 실제 전압에 관계없이 실제 옴을 직접 판독할 수 있습니다. 이 방법은 비파괴적 방법으로 절연의 열화를 유발하지 않습니다.

발전기는 수동으로 크랭킹하거나 내부 배터리로 작동하여 테스트 중인 절연체의 표면과 표면을 통과하는 작은 전류를 발생시키는 높은 DC 전압을 발생시킬 수 있습니다(그림 2). 이 전류(보통 500볼트 이상의 인가전압에서)는 표시 척도가 있는 옴미터에 의해 측정됩니다.

핸드 크랭크 형태의 내부 발전기를 가진 메거

 

 

그림 3은 일반적인 스케일을 보여주는데, 이 스케일은 오른쪽에서부터 왼쪽의 무한대까지 증가하는 저항값을 나타냅니다.

 

 

참고 자료: https://www.instrumart.com/assets/Megger-Guide-to-Insulation-Testing.pdf