전기 실무 가이드 · 주제
중성선·상 불평형
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이 주제에서 다루는 것
건물의 저압 배전은 대부분 3상 4선식이라 세 상(L1·L2·L3)과 중성선(N)으로 전기를 보냅니다. 세 상에 부하가 고르게 걸리면 중성선 전류는 거의 0이지만, 단상 부하가 한 상에 몰리거나 LED 조명·컴퓨터처럼 제3고조파를 만드는 기기가 많으면 중성선 전류가 커집니다. 중성선에는 별도의 과전류 보호가 없는 경우가 많아 과열이 눈에 띄지 않게 진행될 수 있고, 중성선이 끊기면 기기가 높은 전압을 받아 손상될 수 있습니다.
이 허브는 원인을 상별 전류로 확인하는 순서, 부하를 다시 나누는 방법, 한국전기설비규정(KEC)의 중성선 보호(212.2.2)와 단면적(231.3.2) 기준을 설명합니다.
자주 생기는 문제
- 상전류는 비슷한데 중성선만 뜨거움 — 제3고조파가 중성선에서 더해지는 경우
- 증설 뒤 한 상 차단기만 떨어짐 — 새 단상 부하가 한 상에 몰린 경우
- 일부 콘센트 기기가 갑자기 고장 — 중성선 접속 불량·단선으로 전압이 치우친 경우
핵심 용어
| 용어 | 뜻 |
|---|---|
| 중성선(N) | 3상 4선식에서 각 상 전류가 되돌아오는 도체 |
| 상 불평형 | 상마다 전류나 전압의 크기가 다른 상태 |
| 불평형률 | 평균에서 가장 많이 벗어난 상의 차이를 평균으로 나눈 비율 |
| 제3고조파 | 기본 주파수의 3배(180 Hz) 성분, 중성선에서 서로 더해짐 |
| 보호도체(PE) | 감전 보호용 접지선, 중성선과 함부로 연결하면 안 됨 |
이 주제의 질문 9개
원인 진단
- 3상 4선식에서 중성선(N상)에 전류가 많이 흐르는 원인은?중성선 전류가 커지는 다섯 가지 원인(상 불평형·제3고조파·중성선 공유·N-PE 혼촉·측정 실수)과 안전한 점검 순서, 관련 KEC 조항을 정리했습니다.
- 중성선이 끊어지면(N상 단선) 왜 기기가 타나요?3상 4선식에서 중성선이 끊어지면 단상 부하들이 두 상 사이 380 V에 직렬로 걸려 부하가 적은 상의 기기에 과전압이 걸리는 원리, 현장에서 보이는 신호, KEC의 중성선 차단·접속 기준과 안전한 점검 순서를 정리했습니다.
- 한 상만 전압이 낮거나 높을 때 원인은?3상 4선식에서 한 상의 전압만 낮거나 높을 때 의심할 원인(중성선 단선·접속 불량, 심한 부하 불평형, 한 상의 접속부 저항, 공급 측 불평형)과 상전압·선간전압으로 원인을 가르는 방법, 점검 순서를 정리했습니다.
방법·절차
- 상 불평형은 왜 생기고 어떻게 줄이나요?3상 회로에서 상마다 전류가 다르게 흐르는 원인(단상 부하 편중·운전 시간 차이·기기 이상·공급 전압 불평형)과 무거운 상을 찾아 부하를 재배분하는 순서, 한전 약관상 의무를 정리했습니다.
- 3상 부하와 단상 부하가 섞인 분전반에서 상 배분은 어떻게 하나요?3상 4선식 분전반에서 3상 부하와 단상(상-중성선 220 V, 선간 380 V) 부하를 각 상에 고르게 나누는 원칙(큰 단상 부하부터 배분, 운전 시간대 고려, 실측으로 확인)과 불평형이 커질 때 생기는 문제, 계산 예와 확인 순서를 정리했습니다.
개념
- 380V와 220V는 어떤 관계인가요? (선간전압·상전압과 √3)3상 4선식 380/220 V 계통에서 380 V(선간전압)와 220 V(상전압)가 √3배 관계인 이유, 어떤 기기를 어느 전압에 연결하는지, 허용 범위(380 V ±38 V·220 V ±22 V)와 계측·계산에서 자주 하는 혼동을 정리했습니다.
- 중성선을 만지면 감전되나요? (N상 대지전압)정상 상태의 중성선은 대지전압이 낮지만 국제 기준상 충전부로 취급되는 이유, 중성선 단선·접속 불량·큰 불평형·다른 회로와 공유된 중성선에서 감전 위험이 생기는 경우, 안전하게 다루는 원칙을 정리했습니다.
- 불평형률 수치는 어떻게 해석하나요? (전압 2% 기준과 전류 불평형의 의미)전압 불평형률과 전류 불평형률이 각각 무엇을 뜻하는지, 같은 수치라도 전압과 전류의 의미가 크게 다른 이유, 흔히 쓰는 2% 같은 판정 기준의 성격(법정 한계가 아닌 관리 기준), 계산 방식(최대 편차·VUF)에 따른 차이를 정리했습니다.
POWER CHECK로 상시 확인하기
- 각 상 전류의 평균·최대값을 15분마다 기록해 어느 상이 언제 무거운지 추세로 보여 줍니다.
- 전류·상전압·선간전압 불평형률을 자동 계산하고, 평소보다 나빠지면 이상감지에서 알려 줍니다.
- 전압·전류 종합고조파왜형률(THD)과 상별 전류 고조파 스펙트럼(3~31차 홀수)을 전력품질 탭에서 보여 줍니다.
측정 범위와 한계
- 15분 집계 — 순간 돌입·단락 전류는 기록되지 않을 수 있습니다.
- 평균값 대비 최대 편차(크기 비교) 방식입니다.
- 상별 최대값 기준입니다.
- 계측기가 설치된 회로만 볼 수 있으며, 누설전류·절연저항·접지저항·단락전류·중성선 전류는 측정하지 않습니다.
관련 계산기
- 3상 불평형률 계산기
세 상 값으로 불평형률(최대 편차·VUF)과 판정
- 전압강하 계산기
전압강하율·KEC 허용치 판정, 최소 전선 굵기·최대 길이
- kW·kVA 전류 환산 계산기
kW·kVA·마력 ↔ 전류(A). 단상·3상, 역률·효율 반영