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소방설비기사 소방전기일반 · 전기계측

Electrical Measurement

지시 전기 계기는 움직이는 원리에 따라 가동 코일형 · 가동 철편형 · 전류력계형 · 유도형으로 나뉘고, 원리에 따라 직류 · 교류 어디에 쓰는지가 갈린다. 분류기와 배율기는 계기의 측정 범위를 넓히는 저항이고, 절연 저항은 메거로, 접지 저항은 3전극법으로 잰다. 소방에서는 접지 저항과 절연 저항을 재는 방법이 특히 자주 나와요. 위 그림은 계측기 종류 슬라이더 0 ~ 3 에 따라 네 계기의 구조가 바뀌고, 아래 그림에서는 슬라이더로 분류기(전류계와 병렬)와 배율기(전압계와 직렬) 회로를 번갈아 볼 수 있어요.

계기의 원리

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💡 계기의 뼈대
①가동 코일형: 영구 자석 사이에서 코일이 돈다 → 직류 전용, 가장 정밀
②가동 철편형: 고정 코일의 자계가 철편을 끌거나 밀어낸다 → 주로 교류
③전류력계형: 고정 코일과 가동 코일 사이의 전자력 → 교류 · 직류 양용, 정밀 측정
④유도형: 회전 자계로 알루미늄 원판을 돌린다 → 전력량계(Wh)

계측기 분류 비교

계측기 특성 비교

네 가지 계기
종류AC/DC정밀도용도
가동 코일형직류 전용가장 높음정밀 직류 측정
가동 철편형AC/DC보통교류 배전반 계기
전류력계형교류 · 직류 양용높음표준기 · 교정
유도형교류 전용보통전력량계(Wh)
🔑 시험에 자주 나오는 조합
①가동 코일형 = 직류 전용 = 가장 정밀, 가장 많이 나오는 조합이다
②유도형 = 전력량계로, 「적산 전력계」라는 말로도 나온다
③가동 철편형은 주로 교류용으로 배전반 계기에 흔해요

분류기와 배율기

분류기
분류기 배율
n = IIa = 1 + RaRs
n: 배율, I: 전체 전류, Ia: 전류계 전류, Ra: 전류계 내부 저항, Rs: 분류기 저항
배율기 배율
m = VVv = 1 + RmRv
m: 배율, V: 측정 전압, Vv: 전압계 전압, Rm: 배율기 저항, Rv: 전압계 내부 저항

절연 저항 · 접지 저항 측정

특수 측정법

절연 · 접지 저항 측정
절연 저항 측정
직류 고전압을 걸어 흐르는 누설 전류로 MΩ 단위 저항을 잼
메거(절연 저항계)
접지 저항 측정
보조 전극 2개를 박아 전위차로 접지 저항을 구함
3전극법(전위 강하법)
접지 저항 판정(옛 종별 접지)
2021년 KEC 시행으로 폐지된 옛 기준: 지금은 계통 접지(TN · TT · IT) · 보호 접지 · 피뢰 접지로 나뉨
제1종 10Ω, 제2종 계산, 제3종 100Ω
전력량 측정
원판 회전수 ∝ 전력량, 계기 정수 K [rev/kWh]
유도형 전력량계(Wh)
절연 저항
R = VIL
V: 걸어 준 직류 전압, IL: 누설 전류 → MΩ 단위
⚡ 소방 실무와 이어지는 점
①소방 설비의 접지 저항은 안전의 바탕이라 시험에 자주 나온다
②「절연 저항」이 나오면 메거를 떠올린다
③「접지 저항 측정」이 나오면 3전극법(전위 강하법)이다
④전력량계 = 유도형 = 적산 전력계예요

총정리

분류기(전류 범위 확대)
Rs = Ran - 1
전류계와 병렬로 작은 저항을 달아 전류를 돌려 보낸다
배율기(전압 범위 확대)
Rm = Rv(m − 1)
전압계와 직렬로 큰 저항을 달아 전압을 나눠 받는다
🎯 시험에서 볼 자리 다섯
①가동 코일형 = 직류 = 정밀, 가동 철편형 = 주로 교류 = 배전반
②분류기는 전류계와 병렬, 배율기는 전압계와 직렬
③절연 저항은 메거, 접지 저항은 3전극법
④전력량계 = 유도형, 계기 정수 K [rev/kWh]
⑤종별 접지(제3종 100Ω 등)는 2021년에 폐지되고 KEC 는 계통 접지(TN · TT · IT) · 보호 접지로 나눠요
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