한 상만 전압이 낮거나 높을 때 원인은?

핵심 답변

3상 4선식에서 한 상의 전압만 낮거나 높다면 가장 먼저 중성선 단선이나 중성선 접속 불량을 의심해야 합니다. 중성선이 끊기거나 접속이 나빠지면 각 상의 상전압이 그 상에 걸린 부하 크기에 따라 나뉘어, 부하가 적은 상은 전압이 올라가고 부하가 많은 상은 내려가는 일이 생깁니다. 이때 선간전압은 대체로 정상인데 상전압만 들쭉날쭉한 것이 특징이고, 선간전압까지 한 상만 낮다면 그 상의 접속부 저항이나 공급 측 문제를 의심합니다. 원인과 상관없이 상전압이 크게 벌어지면 기기가 손상될 수 있으므로, 상전압과 선간전압, 상별 전류를 함께 기록한 뒤 자격자가 정전 후 중성선과 접속부를 점검해야 합니다.

원리 이해

중성선이 정상이면 각 상의 상전압은 중성점에 고정되어 부하가 달라도 크게 변하지 않습니다. 중성선이 끊기면 단상 부하들이 두 상 사이에 직렬로 걸린 것과 같아져, 각 부하에 걸리는 전압이 부하의 임피던스 비율로 나뉩니다. 그래서 부하가 적은(임피던스가 큰) 쪽에 높은 전압이 걸리고, 이 상태가 계속되면 기기가 과전압으로 손상됩니다. KEC 212.2.3은 중성선을 차단·재연결하는 개폐기를 차단 때는 중성선이 선도체보다 늦게, 재연결 때는 선도체와 동시나 그 이전에 연결되는 것으로 쓰게 하고, 341.11은 다선식 전로의 중성선에 과전류차단기를 시설하지 못하게 하는 등(각 극 동시 차단 등 예외) 중성선만 홀로 끊기는 일을 막으며, 123은 전선을 접속할 때 전기저항을 증가시키지 않도록 정합니다^[1].

국제 전기 용어집은 전압 불평형을 다상 계통에서 상전압 크기나 상 사이 각도가 서로 같지 않은 상태로 정의합니다^[2]. 한전 기본공급약관 제39조는 각 상 사이의 부하가 현저하게 평형을 잃거나 전압이 현저하게 변동하는 등으로 다른 고객의 전기 사용을 방해하거나 한전 설비에 지장을 줄 우려가 있으면 고객 부담으로 조정장치나 보호장치를 시설하도록 정합니다^[3].

기록에서 보이는 모양

중성선 문제는 시간대별 기록에서 특징적인 모양으로 드러나는 경우가 많습니다. 부하가 바뀔 때마다 한 상의 상전압은 오르고 다른 상은 내려가는 식으로 서로 반대 방향으로 움직이고, 같은 시각의 선간전압은 비교적 일정하게 유지됩니다. 반대로 한 상이 늘 일정하게 낮다면 그 상의 접속부나 공급 측을 먼저 의심합니다. 이런 모양은 순간 측정 한 번보다 여러 날의 기록에서 더 잘 보입니다.

측정값으로 원인 가르기

점검 순서

1. 누구나 조명 밝기가 상마다 크게 다르거나 기기가 갑자기 꺼지면 관리자에게 알립니다.
2. 관리자 상전압·선간전압·상별 전류 기록을 같은 시각으로 정리하고 자격자 점검을 요청합니다.
3. 관리자 점검 전까지 민감한 전자기기의 전원을 끄거나 부하를 줄입니다.
4. 자격자 정전·잠금·검전 뒤 변압기 중성점부터 분전반까지 중성선 접속부와 부스바의 조임·변색을 확인합니다.
5. 자격자 중성선이 정상이면 그 상의 접속부와 차단기 접점, 단상 부하 배분을 점검합니다.

하지 말아야 할 것

• 한 상만 전압이 이상한데 변압기 탭부터 바꾸지 마세요.
• 중성선 단자를 운전 중에 조이거나 풀지 마세요. 중성선에도 전압이 걸릴 수 있습니다.
• 상전압만 보고 선간전압을 확인하지 않은 채 원인을 단정하지 마세요.

관련 기준과 근거

• KEC 123 전선의 접속, 212.2.3 중성선의 차단 및 재연결, 341.11 과전류차단기의 시설 제한^[1]
• IEC 60050 전압 불평형 정의^[2]
• 한전 기본공급약관 제39조 상간 부하 불평형 등에 대한 고객 부담 조정^[3]

계산이 필요하면

상별 전압이나 전류로 불평형률을 계산해 평소와 비교해 보세요.

내용이 틀렸거나 기준이 바뀐 것을 발견하셨나요? 오류 신고하기