모터 과부하 트립시 대처 및 점검 방법

 

안녕하세요? 오늘은 모터 과부하 트립 시 점검 방법에 대해서 말씀드리겠습니다. 일반적으로 모터 과부하가 발생하면 EOCR(전자식 과부하 계전기), THR(열동 계전기), 차단기 등에 의해 모터로 가는 전기가 차단되게 됩니다. 이럴 경우에는 원인을 정확하게 파악하여 제거한 후에 모터를 돌리지 않으면 모터를 망가뜨리는 원인이 되게 됩니다. 

 

 

 

 

 

1. 모터와 펌프

설비나 시설을 처음 접하시는 분들은 펌프와 모터를 구분하지 못하시는 분들도 간혹 계십니다. 모터는 전기의 에너지를 회전력으로 바꿔주는 장치로 내부에는 코일이 들어있으며 모터의 뒷부분은 모터에서 발생하는 열을 제거하기 위해 환풍기가 설치되어 있습니다. 이 모터에서 발생한 회전력은 축을 통해 펌프로 전달됩니다.  

 

Impeller

펌프는 내부에 위의 사진과 같은 임펠러(Impeller)가 들어 있어 모터에서 받은 회전력으로 유체를 이동시키게 됩니다. 이와 같이 펌프와 모터는 엄연히 다른 것입니다. 다만 현장에서는 모터와 펌프를 그냥 통칭해서 펌프라고 부르기도 합니다.  

 

 

 

 

 

2. 모터 과부하 트립(Trip) 사례

 

1) 난방 순환 펌프 사례

 

위와 같이 난방수 순환펌프가 돌아가지 않아서 누전차단기가 과부하로 트립되었습니다. 현장에 가서 재기동을 해보아도 모터가 돌지 않아서 바로 전원을 다시 Off 시켰습니다. 여기서 주의사항이 모터가 돌아가지 않는데 계속 기동시 키면 모터가 타버릴 우려가 있으니 전원을 투입해도 모터가 돌지 않으면 바로 전원을 꺼야 합니다. 

 

전원을 끈 후에 위에서 보시는 바와 같이 일자 드라이버 사용구에 일자드라이버를 끼우고 돌려보았습니다. 그렇데 너무 펌프를 사용하지 않아서 그런지 내부에 고착으로 인해 돌지 않았습니다. 그래서 환풍기 커버를 벗기고 환풍기 날개를 붙잡고 서서히 돌려보았습니다. 그러자 내부에 고착되었던 부분이 떨어졌는지 서서히 돌기 시작했습니다. 한참을 돌리다가 펌프의 각 부위에 WD를 뿌려주고 다시 전원을 투입하니 잘 돌아갔습니다. 

 

펌프는 오랫동안 사용하지 않으면 내부에 이물질 등이 고착되어 전원을 투입해도 돌지 않는 사태가 발생합니다. 따라서 난방수 순환펌프 같은 경우 여름철에 사용하지 않기 때문에 1달에 1회 정도는 잠시 동안 공회전을 해주어 고착을 방지해 주는 것이 좋습니다. 

 

 

 

 

 

2) 온수 펌프 사례

펌프 열동계전기

온수 펌프가 자주 트립이 발생한다 하여 현장에 가보았습니다. 펌프가 트립되면 열동 계전기에서 위의 트립 해제 버튼이 튀어나오게 됩니다. 이 버튼을 눌러서 트립을 해제시켜줘야 다시 펌프를 기동시킬 수 있습니다. 트립 시 복구 방식 선택은 H와 A가 있는데 H는 Hand의 약자고 A는 Auto의 약자입니다. 즉 트립이 되면 H는 관리자가 수동으로 복구를 눌러줘야 하는 방식이며 A는 자동으로 트립이 해제되는 것입니다. 트립 전류치 설정 버튼을 보시면 약 13.5A로 설정되어 있는데 이는 펌프가 13.5A 이상으로 일정 시간 기동이 되면 트립되는 것입니다. 일단 펌프의 명판에서 정격전류를 확인해보았습니다. 

 

위와 같이 펌프 명판에는 380V일때 11.3A가 흐르는 것이 정격으로 되어 있습니다. 따라서 열동 계전기의 설정 전류치가 맞는지 계산해 보았습니다. 

11.3 × 1.2 = 13.56 A

 

열동 계전기의 전류 설정치는 정격전류의 1.2배 정도로 설정하기 때문에 위와 같이 계산해 보면 설정치가 틀리지 않다는 것을 알 수 있습니다. 그렇다면 모터가 전기적으로 문제가 있는지 봐야 합니다. 모터가 전기적으로 문제가 있는지 판단할 때는 다음의 3가지 방법을 사용합니다. 

 

 

 

- 모터의 상간 저항 측정

먼저 모터의 상간 저항을 측정합니다. 위에서 보시는 바와 같이 분전반에 가면 문제의 모터 결선이 3가닥 있습니다. 이곳을 풀고 멀티 테스터기에 저항을 측정하는 곳으로 설정한 다음 저항을 측정합니다. 만약 모터가 전기적으로 문제가 없다면 모터의 상간 저항이 모두 거의 같아야 합니다. 필자가 문제의 모터 상간 저항을 측정했을 경우 R-S, S-T, R-T 모든 상간 저항이 1.6Ω으로 동일했습니다. 그런데 왜 모터의 각 상간 저항이 동일해야 할까요?

 

보시는 바와 같이 모터의 내부에는 각 상별로 동일한 양의 코일이 들어있습니다. 만약 코일의 양이 다르다면 모터를 돌리기 어려울 것입니다. 또한 모터 외부에는 오른쪽 그림과 같이 결국 Y결선이든 Δ결선이든 만나게 되어 있기 때문에 결론은 모든 상간의 저항이 동일하게 됩니다.

 

 

 

- 모터의 절연 상태 측정

다음은 모터의 절연상태 측정방법입니다. 역시 분전반에서 문제의 모터 결선을 푼 다음 위 그림과 같이 메거의 검은색 선은 접지에 연결하고 붉은색 선은 R, S, T 각 상에 대고 절연상태를 측정합니다. 필자가 측정한 모터의 절연상태는 가장 왼쪽의 무한대에 가까웠습니다. 만약 오른쪽으로 완전히 치우친 것이라면 모터의 절연이 파괴되어 돌리면 안 되는 상태가 된 것입니다. 이와 같이 모터의 저항과 절연을 점검했을 때 이상이 없으면 모터는 전기적으로 문제가 없는 것입니다. 

 

 

 

- 모터의 부하 전류 측정

위의 방법으로 문제가 없다면 모터의 평상시 전류를 측정해 볼 필요가 있습니다. 위와 같이 멀티테스터기(후크메타)로 문제의 모터 결선에 한가닥씩 걸어보고 전류를 측정해 봅니다. 필자가 측정해 보니 모터가 정상 동작하여 Normal시의 전류가 16A가 흘렀습니다.

 

이런 상태라면 모터는 기계적으로 점검을 받아보는 것이 좋습니다. 아까도 말씀드린바와 같이 모터 정격전류가 11.3A인데 그것보다 훨씬 높은 16A의 전류가 흐른다는 것은 모터가 기계적으로 상태가 좋지 않음을 의미합니다. 베어링이 좋지 않다던지, 모터 내부에 뭔가 약간 고착이 되었다든지 해서 모터가 돌아가는데 더 많은 전기가 필요한 것을 의미합니다. 

 

 

 

 

 

3) 현장에서 쓰는 임시 조치 방법

모터는 원칙적으로 정격전류가 흘러야 정상적으로 오래 사용이 가능하며 위의 필자의 사례와 같이 정격전류보다 높은 전류가 흐른다면 장기적으로 사용시 모터가 망가질 우려가 있습니다. 모터 업체에 물어보면 하나같이 정격전류에서만 사용해야 한다고 합니다. 

 

그러나 실제 현장에서는 위 사진의 트립전류치 설정 버튼을 돌려서 트립 전류 설정치를 조금씩 올려놓습니다. 오랫동안 모터를 사용하다 보면 상태가 안 좋아지는 것은 당연하기 때문에 그냥 모터가 타든 말든 모터를 돌리겠다는 것이죠. 하지만 필자는 이 방법을 추천하지 않습니다. 아주 근소한 차이로 모터가 트립된다면 설정치를 아주 약간씩 올려서 동작을 시킨다 하더라도 이것은 절대 정석의 방법이 아니고 누구도 책임을 질 수 없음을 말씀드립니다. 하지만 현장에서는 공공연하게 사용하고 있는 방법입니다.

 

 

 

 

 

오늘은 모터 과부하 트립시 점검 방법에 대해서 말씀드렸습니다. 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다. 좋은 하루 보내세요.