중선선과 접지선

개요

중성선과 접지선에 대한 내용입니다. 여기에서 중성선(Neutral line, N상)이란 것은 단상 3선의 경우에서나 3상 교류 계통에서 변압기를 Y결선하는 경우에 그 중성점에 접속되는 전선이 인출한 선을 의미합니다. 배전계통에서는 일반선으로 R상 S상 T상 또는 A, B, C로 표기하는 선 사이의 선전압 이외에 일반선과 중성선 N 사이의 전압을 의미합니다. 따라서 상전압의 사용이 가능하며 선전압의 경우에서는 동력용으로 주로 사용합니다. 상전압은 기타 전등용으로 하는 것이 일반적입니다. 전압 380/220 3상 4 선식 공급방식의 경우 R과 S  또는 R과 T 그리고 S와 T 등 상선을 이용하는 경우 380V의 전압이, R과 N, S와 N, T와 N을 연결하는 경우 220V 전압을 사용하게 됩니다. 또한 접지선(Earth wire)은 대지의 접지극과 연결된 선을 의미합니다. 부하에 전류를 공급하지 않고 대지와 등전위를 목적으로 하고 있으며 정상적인 전기회로 이외의 누설전류 등을 대지로 보내서 인축을 전격으로부터 보호하기 위해 시설합니다. 중성선은 정상상태에서는 전류가 흐르지 않는 접지선과 달리 일반적인 경우 전기회로의 일부로 전기회로를 구성하고 있으며 상시 전류가 흐르는 상태 즉 통전 상태를 유지하게 됩니다. 중성선에는 상전류의 20% 이상의 전류가 흐르지 않도록 규정하고 있습니다.

내용

중성선 N상 이라고도 하며 Neutral conductor 또는 neutral wire라고 표기하기도 합니다. 중성선 즉 N상 으로 표기는 Neutral conductor 등으로 하며 단상 3 선식의 경우나 3상 교류 계통에서 변압기를 Y결선하는 경우에 그 중성점에 접속되는 전선을 말합니다. 배전계통에서는 일반 상선 사이의 선간전압 이외에 상선(R, S, T 또는 A, B, C 등)과 중성선 사이의 전압, 즉 상전압의 사용이 가능하며 선간전압은 동력용으로 사용하고, 상전압은 전등용으로 하는 것이 보통이다. 중성선은 전기 시스템에서 변압기의 중성점과 전기 패널의 중성 바를 연결하는 전선입니다. 주된 역할은 교류(AC) 전기 시스템에서 반환 경로를 제공하는 것입니다. 즉, 전류가 부하(전기 기기, 등)를 통과한 후 전원으로 돌아가는 경로를 만들어 줍니다. 특히 중성선은 교류 전기 회로에서 중요합니다. 또한 전기 시스템에서 전압을 안정화하는 역할도 하고 있습니다.

3상4선식의 색상

다상 전원 시스템에서 각각의 상(Phase) 사이의 전압 차이를 균형있게 유지하는 기능을 합니다. 교류전기 회로를 완성하는 데 필수적이며, 대부분의 전기 시스템에서 전류의 흐름을 안정적으로 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 장점 중 하나는 단상 부하를 연결할 때 전압을 안정적으로 유지할 수 있다는 점입니다. 이는 다양한 가정용 전기 기기와 같은 단상 부하를 안전하게 사용할 수 있게 해 줍니다. 또한, 중성선은 다상 시스템에서 상 간 전압을 균일하게 유지해 시스템의 안정성을 높여줍니다. 이는 전력 품질을 향상하고 전기 기기의 수명을 연장하는 데 기여합니다. 그러나 단점도 존재합니다. 첫째, 부하가 불균형할 경우 중성선에 과부하가 걸릴 수 있습니다. 이는 시스템의 전압 불안정성을 초래할 수 있으며, 심각한 경우 전기 기기의 손상으로 이어질 수 있습니다. 둘째, 중성선은 전기노이즈와 고조파 문제를 유발할 수 있습니다. 특히 비선형 부하가 많은 경우, 중성선에 고조파 전류가 집중되어 시스템의 효율성을 떨어뜨릴 수 있습니다. 셋째, 중성선의 설치와 유지보수는 추가적인 비용을 수반합니다. 올바르게 설치하고 유지보수하기 위해서는 전문가의 기술과 주의가 필요합니다. 전기공급방식이 3상 4 선식, 1상 2 선식 등에서 접지선과 달리 전기회로를 구성하여 부하에 전류를 공급합니다. 380/220 3상 4 선식 공급방식의 경우 R과 S, 또는 R과 T 등 상선을 이용하는 경우 380V의 전압을 R과 N, S와 N, T와 N을 연결하는 경우 220V 전압이 됩니다. 접지선(Earth선) 접지선은 대지의 접지극과 연결된 선을 말합니다. 부하에 전류를 공급하지 않고 대지와 등전위를 목적으로 하고 있으며 정상적인 전기회로 이외의 누설전류 등을 대지로 귀로시 켜 인축을 전격으로부터 보호하고 피뢰기의 방전선로로 쓰기 위함입니다.

기타

중성선과 접지선의 차이점 및 유의사항으로 가장 큰 차이점은 중성선은 정상상태에서는 전류가 흐르지 않는 접지선과 달리 일반적인 경우 전기회로의 일부로 전기회로를 구성하고 있으며 상시 전류가 흐르는 상태 즉 통전 상태를 유지 합니다. 중성선은 일반적으로 접지선에 가깝다고 생각하기 쉬우나 내선규정에서는 전압선으로 분류되어 있습니다. 접지선은 지중의 접지극과 등전위를 만들거나 이상전압을 대지로 방전하는 등의 기능을 수행하며 정상 전인 상태에서는 전류가 흐르지 않는 상태를 유지하게 됩니다. 중성선에는 상전류의 20% 이상의 전류가 흐르지 않도록 하고 있다고 하지만 이는 불평형 전류만을 고려한 값입니다. 비선형부하 또는 전기로 나 용접기 등에서 발생하는 고조파를 발생하는 부하가 있을 경우는 이상전압이 발생하게 됩니다. 이 경우에는 불평형전류+상고조파전류합성 제곱근에 해당하는 전류가 중성선에 흐르게 됩니다. 상고조파전류합성이란 정상과 역상고조파는 벡터합이고, 영상고조파는 스칼라 합을 의미합니다. 예를 들어서 상전류보다 중성선의 전류가 더 큰 경우가 있고 그 원인의 대부분은 고조파에 의한 것일 수 있습니다. 현장에서 중성선과 접지선의 용도를 구별하지 않고 사용하는 경우가 있는데 이는 평상시 즉 정상상태에서는 기능상에 별다른 문제가 없을 수도 있지만 외부 환경으로 지락, 뇌서지 침입 등의 이상 상태에서는 여러 가지 피해가 발생할 수 있습니다. 접지선은 지구와 동일한 전기적 잠재력을 유지하며, 이론적으로는 0 볼트의 전압을 가집니다. 많은 국가에서 중성선과 접지선은 색상 코드를 통해 구별됩니다. 예를 들어, 미국에서는 중성선이 보통 흰색이나 회색으로, 접지선은 녹색이나 노란색과 녹색 줄무늬로 표시됩니다. 이는 색상 코드를 규격화 함으로써 설치 및 유지 보수 작업 시 안전을 확보하고, 작업 시에 혼란을 막을 수 있습니다. 선색상은 첨부한 링크자료 참조 합니다.