변압기 절연저항 측정방법

안녕하세요? 오늘은 변압기 절연저항 측정방법에 대해서 말씀드리겠습니다. 지난번 말씀드렸던 MOF절연저항과 마찬가지로 변압기 절연저항 측정방법도 기본적인 원리는 동일합니다. 변압기 절연저항도 역시 일반적인 상황에서는 거의 측정할 일이 없습니다. 그러나 역시 지락이나 단락 같은 전기 사고가 발생했을 때 변압기가 정상인지 고장인지를 판단하기 위해 변압기 절연저항을 측정해야 합니다. 

 

 

 

 

 

1. 변압기란?

좌측: 몰드변압기, 우측: 유입변압기

2020.08.20 - [별의 시설관리/전기] - 몰드 변압기에 대하여

몰드 변압기에 대하여

2021.03.01 - [별의 시설관리/전기] - 유입변압기에 대하여

유입변압기에 대하여

필자가 과거에 변압기에 대해서 자세히 포스팅하였습니다. 변압기는 특고압의 전기를 저압의 전기로 변환하는 역할을 합니다. 일반적으로 우리 생활에서는 22.9kV의 특고압 전기를 380V 및 220V로 변환하는 역할을 합니다. 변압기에는 몰드변압기, 유입변압기, 건식변압기 등이 있습니다. 아무래도 유입변압기가 가장 많이 사용하고 있고 최근에는 몰드변압기도 많이 사용되고 있습니다. 

 

 

 

 

 

2. 변압기 절연저항 측정 준비 - 정전작업과 잔류 전하 방전

변압기의 절연저항을 측정하기 위해서는 크게 2가지가 준비되어야 합니다. 첫 번째는 정전작업이고 두 번째는 잔류 전하를 방전하는 것입니다. 변압기 절연저항 측정 준비과정은 MOF 절연저항 측정 준비과정과 동일하기 때문에 아래의 글을 참조하시기 바랍니다. 

2022.05.08 - [별의 시설관리/전기] - MOF 절연저항 측정방법에 대하여

MOF 절연저항 측정방법에 대하여

 

 

 

 

 

3. 변압기 절연저항 측정 시 주의 사항

좌: 500V 절연저항계, 우: 1000V 절연저항계

변압기 절연저항 측정 시에는 2개의 절연저항계(Megger, 메거)를 사용하게 됩니다. 먼저 1차와 대지, 1차와 2차간의 절연저항을 측정할 때에는 1000V이상의 절연저항계를 사용합니다. 그리고 2차와 대지 간 절연저항을 측정할 때에는 500V절연저항계를 사용하게 됩니다. 변압기 자체가 특고압과 저압 2 부분으로 나누어지기 때문에 이러한 방법으로 절연저항을 측정하게 됩니다. 절연저항계의 우측 상단에 보통 붉은 글씨로 500V, 1000V로 쓰여 있으니 그것으로 구별하시면 됩니다. 

 

 

 

 

 

4. 변압기 절연저항 측정방법

위에서 말씀드린 것처럼 변압기의 절연저항은 크게 3 부분으로 나누서 측정하게 됩니다. 1) 1차와 대지, 2) 2차와 대지, 3) 1차와 2차 간 절연저항을 측정하게 됩니다. 변압기의 절연저항 판정은 특별한 규칙이 정해져 있지는 않지만 절연저항값이 좋을 경우에는 절연저항계의 좌측 즉 거의 무한대에 가까운 절연저항값이 나옵니다. 또한 아무리 절연저항값이 않나 와도 500MΩ 정도의 절연저항값은 나와야 합니다. 

 

 

 

1) 변압기 1차 측 절연저항 측정방법

변압기 1차측 절연저항 측정 방법

변압기 1차 측의 절연저항은 특고압인 1차 측과 대지 간의 절연저항을 측정하는 것입니다. 측정 전에 COS를 개방하여 두면 더 정확한 측정값을 얻을 수 있을 것입니다. 위의 사진과 같이 절연저항계의 흑색선을 변압기의 1종 접지선에 연결하고 절연저항계의 적색 리드선을 1차 부싱 도체 부분에 접촉하여 절연저항을 측정하게 됩니다. 여기서 1차 측과 2차 측을 쉽게 구분하는 방법은 1차 측은 부싱이 2차 측보다 큽니다. 왜냐하면 특고압이기 때문에 더 큰 절연이 필요하기 때문입니다. 

 

 

 

2) 변압기 2차 측 절연저항 측정방법

변압기 2차측 절연저항 측정 방법

변압기 2차는 저압이기 때문에 500V 절연저항계를 사용하여 절연을 측정합니다. 여기서는 측정하기 전에 위 사진과 같이 변압기 2차 측의 중성점 접지선을 분리하게 됩니다. 몽키, 스패너, 깔깔이 등을 이용하여 6각 볼트를 풀면 변압기 2종 접지선을 분리할 수 있습니다. 또한 저압 측의 메인 개폐기를 개방해야 합니다. 저압 측의 메인 개폐기는 ACB나 MCCB로 이루어져 있을 것입니다. 

변압기 2차 측 절연저항을 측정할 때는 절연저항계의 흑색 리드선을 1종 접지선에 연결하고 적색 리드선을 변압기 2차 부싱 도체 부분에 접촉하여 절연저항을 측정하게 됩니다. 

 

 

 

3) 변압기 1차 측과 2차 측 간 절연저항 측정방법

변압기 1차 2차 간 절연저항 측정방법

마지막으로 변압기 1차와 2차 측 간 절연저항을 측정해야 합니다. 이때는 절연저항계의 흑색 리드선을 저압 측 부싱 도체 부분에 연결하고 적색 리드선은 변압기 1차 부신 도체 부분에 접촉하여 절연저항을 측정합니다. 이때는 1000V짜리 절연저항계를 사용하게 됩니다. 주의사항은 흑색 리드선이 저압 측이고 적색 리드선이 고압 쪽이라는 것입니다. 

 

 

 

 

 

4. 변압기 코일 저항 측정

위와 같이 변압기 절연저항을 측정했다고 해서 모든 것이 끝난 것이 아닙니다. 코일이 손상되어 파손되었는지 점검하는 것도 변압기 점검의 큰 부분이라고 할 수 있습니다. 변압기 코일은 1차 고압 측과 2차 저압 측의 두 부분으로 나눠서 저항을 측정하게 됩니다. 변압기의 저항을 측정할 때는 훅 메타의 저항측정을 이용하여 측정하게 됩니다. 오늘의 변압기 절연저항 측정은 일반적으로 가장 많이 사용하는 Δ-Y 결선의 변압기일 때를 가정하겠습니다. 

 

 

 

1) 변압기 1차 고압 측 상간 저항 측정

변압기 1차에는 R상 S상 T상의 3개의 상이 튀어나와 있습니다. 그러면 경우의 수로 따지면 R와 S상, S와 T상, T와 R상의 저항값을 측정하면 됩니다. 변압기 1차 측 상간 저항값은 대략 100Ω 정도의 값을 가지게 됩니다. 변압기 1차 측은 특고압이기 때문에 내부의 코일이 얇습니다. 따라서 저항값이 저압 측인 2차 측보다 크게 됩니다. 만약 고압 측의 상간 저항값이 kΩ 또는 MΩ단위로 나오게 된다면 내부 코일이 끊어졌다고 유추해 볼 수 있겠습니다. 

 

 

 

2) 변압기 2차 저압 측 상간 저항 측정

변압기 2차에는 R상, S상, T상 및 중성점 N상이 튀어나와 있습니다. 역시 R상과 S상, S상과 T상, T상과 R상 간의 저항을 측정할 수 있습니다. 또한 중성점 단자와 R상, S상, T상의 저항을 측정할 수도 있습니다. 측정 저항값은 저압 측의 특성상 권선이 매우 굵기 때문에 변압기 저압 측은 저항이 고압 측에 비해 매우 작게 됩니다. 대략 변압기 저압 측의 저항값은 mΩ 단위의 저항값이 나오는 것을 알 수 있습니다.  사실 전기 사고가 발생하면 대부분 변압기의 고압 측이 문제가 발생하지 저압 측이 문제가 발생하는 경우는 드뭅니다. 그래도 전기를 투입하기 전에 완벽하게 점검을 하고 전기를 투입해야 탈이 없게 됩니다. 

 

 

 

 

 

오늘은 변압기 절연저항 측정방법에 대해서 알아보았습니다. 원리를 알고 보면 그리 어렵지 않으니 잘 읽어보시고 미리 숙지해 두시면 전기시설물을 관리하시는 데 있어서 유익할 것입니다. 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.