이 순서 모르면 새벽까지 원인 못 찾습니다 — CDS·DGR 지락 동작 대응
지락계전기가 울리면 무작정 선로를 돌기 시작하는 경우가 많습니다. 계전기 값도 기록 안 하고, 간헐지락도 놓치고, 습기 원인도 지나쳐 버리죠. 영상전류(Io) 크기 판단 기준과 선택적 차단 테스트 순서를 모르면 반나절이 날아갑니다.
▶ 판단 기준 즉시 확인CDS·DGR 지락계전기 동작 후 원인 추적하는 현장 순서
밤 11시쯤 수전반 알람이 울렸습니다. 표시창에 'GR(지락계전기) TRIP' 글자가 떠 있고, 일부 부하는 정전 상태였습니다. 경력 6년이라도 처음 몇 분은 머릿속이 하얘집니다. 어느 선로인지, CDS가 동작했는지 DGR이 동작했는지, 영상전류 값이 얼마인지 기록하기도 전에 무작정 판넬 문을 열고 절연저항계부터 꺼내 드는 경우가 바로 실수의 시작입니다. 이 글은 그 상황에서 정확히 무엇을 해야 하는지 순서대로 정리했습니다.
CDS(지락과전류계전기)와 DGR(방향지락계전기)은 모두 ZCT(영상변류기)가 감지한 영상전류(Io)로 동작하지만 판단 방식이 다릅니다. CDS는 영상전류 크기만으로 동작하고, DGR은 영상전류와 영상전압(Vo)의 위상각(방향성)을 함께 판단합니다. 따라서 DGR은 자체 설비 내 지락에만 동작하고 계통 외부 지락이나 노이즈에 의한 오동작을 줄일 수 있습니다. 현장에서는 단독 수전 설비에 CDS를 많이 쓰고, 2회선 이상 수전이나 분기선이 복잡한 설비에는 DGR을 적용합니다.
CDS vs DGR — 핵심 차이 요약
CDS(지락과전류계전기): ZCT로 영상전류(Io) 크기만 판단. 설정값 이상이면 시한 후 동작. 단순하고 저렴하지만 방향성 없어 오동작 가능성 있음.
DGR(방향지락계전기): Io + 영상전압(Vo) 위상각(방향성) 동시 판단. 자체 계통 내 지락에만 동작. 방향성으로 오동작 방지. 정확도 높지만 VT(영상전압변성기) 필요.
지락 원인을 추적하려면 먼저 어디서 영상전류가 만들어지는지 이해해야 합니다. 3상 평형 전류는 합산하면 0이 되지만, 지락이 발생하면 불평형 전류인 영상전류(Io)가 흐릅니다. 이 영상전류가 ZCT의 철심을 통과하면서 2차 측에 기전력이 유기되고, 그 신호가 CDS 또는 DGR 계전기를 동작시킵니다. 지락 위치가 ZCT 부하 측(2차 측)에 있을 때만 계전기가 동작하므로, ZCT 설치 위치를 정확히 알면 지락 구간을 절반으로 좁힐 수 있습니다.
아래 SLD에서 ZCT는 VCB 부하 측(변압기 1차 측)에 설치되어 있습니다. 따라서 변압기 1차 측·변압기 내부·변압기 2차 측(저압 배선, 부하 기기)의 지락 모두 ZCT를 통과하는 영상전류를 발생시킵니다. 반대로 DS(단로기)와 VCB 사이의 고압 선로에서 발생한 지락은 ZCT 전원 측이므로 영상전류가 ZCT를 역방향으로 흐릅니다. DGR은 이 방향성으로 자체 계통 내 지락 여부를 판별하는 것입니다. 이 원리를 모르면 절연저항을 어디에서 측정해야 할지 판단이 서지 않습니다.
지락계전기 동작 후 가장 먼저 해야 할 일은 계전기 표시창에서 영상전류(Io) 동작값을 확인하고 기록하는 것입니다. 이 값 하나가 지락 규모와 원인을 좁혀주는 첫 번째 단서입니다. Io가 0.1~0.3A 수준이면 고저항 지락(절연열화 초기, 습기 침입, 미세 균열)이고, 1A 이상이면 케이블 피복 완전 손상이나 절연 완전 파괴 수준의 저저항 지락일 가능성이 높습니다. 또한 Io 값이 설정값에 근접하면 간헐지락 가능성도 고려해야 합니다. 이 기준표를 활용하면 어느 구간을 먼저 점검할지 우선순위를 정할 수 있습니다.
[ 영상전류(Io) 크기별 원인 추정 기준표 ]
| Io 범위 | 지락 유형 | 주요 원인 | 판정 | 우선 점검 순서 |
|---|---|---|---|---|
| 0.05 미만 | 무시 수준 | 노이즈·측정 오차 | NORMAL | ZCT 2차 배선 확인, 정정값 재검토 |
| 0.05~0.1A | 고저항 지락 (초기) | 절연열화 초기, 미세 균열 | WATCH | 절연저항 측정 → 트렌드 모니터링 |
| 0.1~0.3A | 고저항 지락 | 습기 침입, 오염, 노후 케이블 | WARN | 선택적 차단 테스트 → 구간 특정 |
| 0.3~1.0A | 중저항 지락 | 접속부 절연 파손, 케이블 열화 | ALERT | 즉시 구간 분리 → 절연저항 측정 |
| 1.0A 이상 | 저저항 지락 | 케이블 완전 파손, 기기 절연 파괴 | FAIL | 즉시 정전 → 육안 확인 우선 |
| 정정값 근접 반복 | 간헐 지락 | 진동·온도 변화·전동기 기동충격 | INTERMIT | 24~48h 트렌드 기록 → 기동 시 동시 측정 |
간헐지락(Intermittent GF)을 놓치는 이유
간헐지락은 절연저항 측정 시 정상으로 나오는 경우가 많습니다. 전동기 기동 충격, 케이블 진동, 온도·습기 변화 시에만 순간적으로 지락이 발생했다가 복귀하기 때문입니다. 계전기 동작 이력(이벤트 로그)에서 동작 시각과 부하 기동 시각이 일치하는지 확인하는 것이 핵심입니다. ZCT 2차 전류를 24~48시간 클램프 미터로 모니터링하면 간헐지락 패턴을 확인할 수 있습니다.
영상전류(Io) 측정값이 있으면 지락저항을 역산할 수 있습니다. 22.9kV 계통에서 1선 지락 시 지락전류(If)는 접지방식과 계통 임피던스에 따라 다르지만, 비접지 계통(국내 22.9kV 일반적 방식)에서는 대지 정전용량을 통한 지락 전류로 계산합니다. 고압 수전 설비에서 실제 현장에서 많이 쓰는 추정 방법은 ZCT로 측정된 Io와 계통 대지 전압을 사용한 근사식입니다. 아래 계산기를 활용하면 현장에서 바로 지락저항 추정 및 정정값 적정성을 판단할 수 있습니다.
Rf = V_phase / Io — Zs (근사식)
Rf: 지락저항(Ω), V_phase: 상전압(V), Io: 영상전류(A), Zs: 계통 임피던스(Ω, 근사 무시 가능)
동작전류: Io_tap × CTR_ZCT ≥ 최소검출전류
Io_tap: 계전기 전류탭(A), CTR_ZCT: ZCT 변류비(보통 200:1 또는 300:1)
▶ SELECT ROLE — 현재 상황에 맞는 포인트 확인
지락계전기가 동작하면 패닉 상태에서 가장 가까운 판넬 문을 여는 경우가 많습니다. 하지만 이미 여러 번 그 실수를 해본 분들은 알겠지만, 계전기 표시창 값을 기록하지 않으면 나중에 간헐지락인지 완전지락인지 구분이 안 됩니다. 실제로 산업단지 현장에서 새벽 2시에 DGR이 동작했을 때 Io 값을 기록하지 않고 차단기부터 리셋해 버린 탓에 원인 추적에 반나절이 걸린 경우가 있었습니다. 첫 번째 단계에서 30초만 써서 계전기 이력을 기록하면 그 뒤 1~2시간을 아낄 수 있습니다.
계전기 표시창에서 Io 값·동작 시각·CDS vs DGR 확인 및 기록
동작 즉시 계전기 표시창의 영상전류(Io) 값, 동작 시각, 동작 종류(CDS인지 DGR인지)를 사진 또는 메모로 기록합니다. 이 값이 없으면 이후 원인 추적의 근거가 사라집니다. 멀티 트립이 발생했다면 이력 로그를 통해 반복 횟수와 패턴을 파악합니다. Io 값이 정정값(Io tap)과 매우 근접하면 간헐지락이나 노이즈 의심, 정정값의 5배 이상이면 케이블 완전 손상이나 기기 절연 파괴를 의심합니다.
수전반 → 변압기 → 저압 배전반 순서로 절연저항 측정
메거(절연저항계) 500V 또는 1000V를 사용하여 수전반부터 차례로 절연저항을 측정합니다. 수전반 고압 케이블(1000V 메거), 변압기 1차·2차 측(500V 메거), 저압 분전반 각 회로(500V 메거) 순서로 진행하면 불량 구간을 빠르게 좁힐 수 있습니다. 인버터·콘덴서·UPS 등 반도체 기기가 있는 회로는 반드시 단자를 분리한 후 선로만 측정하세요. 절연저항 측정 전에는 반드시 검전기로 무전압 확인을 해야 활선 사고를 방지할 수 있습니다.
부하 차단기를 하나씩 투입하며 영상전류(Io) 복귀 여부 확인
전체 부하 차단기를 차단한 상태에서 ZCT 2차 전류(또는 Io 계전기 지시값)를 관찰하면서 부하 차단기를 하나씩 투입합니다. 특정 차단기 투입 시 Io가 증가하거나 계전기가 재동작하면 그 회로가 지락 구간입니다. 투입 순서는 중요도 낮은 부하부터 진행하고 각 투입 후 30~60초 이상 관찰해야 간헐지락도 잡을 수 있습니다. 이 방법은 전체 선로를 일일이 돌아다니는 것보다 2~3배 빠릅니다.
→ 모든 차단기 투입해도 Io 없으면: 변압기·수전반 구간 집중 점검
케이블 접속부·기기·선로 순서로 지락 원인 특정 및 제거
지락 구간이 특정되면 해당 구간의 케이블 접속함·단자함부터 열어 수분 침입·오염·절연체 손상을 육안 확인합니다. 현장 경험상 지락 원인의 50~60%는 케이블 자체보다 접속부·단자함 내 수분 침입이나 오염입니다. 접속부 상태가 양호하면 케이블 절연 열화를 의심하고 구간을 더 세분하여 측정합니다. 전동기나 제어 기기가 원인인 경우 권선 절연저항 측정(E선 분리 후 측정)으로 기기 내부 절연 상태를 확인합니다.
→ 케이블 열화: 해당 구간 케이블 교체
→ 전동기 권선 불량: 재권선 또는 교체
원인 제거 후 KEC 기준 이상 확인 → 단계적 복전
원인 제거 후 해당 회로 절연저항을 KEC 132.5조 기준값(저압 1MΩ 이상, 소방회로 0.1MΩ 이상) 이상으로 확인한 뒤 복전합니다. 단계적 복전은 주차단기 투입 후 분기 차단기를 하나씩 투입하는 순서로 진행합니다. 복전 후 최소 30분 이상 전류·전압·계전기 Io 지시값을 감시하여 재동작 여부를 확인합니다. 작업 내용(원인·조치·측정값)을 유지보수 일지에 반드시 기록해야 다음 번 지락 발생 시 이력 분석이 가능합니다.
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