보통 가정집과 같은 곳에서 전기를 사용할때는 전압선에서 흘러 들어오는 전기를 사용합니다. 가정집에서는 220V 전압의 전기를 사용하는데 이러한 전기는 380V의 전력선과 0V 전위를 가진 중성선과의 조합으로 만들어지게 되는 ‘단상 전기’ 입니다.
그렇다면 이번에는 이 중성선이란 무엇인지, 중성선은 어디서 만들어지게 되는지에 대하여 알아보겠습니다.
목차
중성선이란, N선 역할과 원리 이해
1.중성선이란
중성선은 Neutral Line 이라고 하며, 다상교류의 전원 중성점에서 꺼낸 전선을 중성선이라고 일컫습니다. 일반적으로 중성선의 끝은 접지로 연결되는것이 특징입니다.
위와 같이 중성선은 끝자락에서 접지로 연결이 되죠. 이러한 중성선이 있음으로써 3상 380V의 전기를 단상 220V의 전기를 만들어낼 수가 있기도 합니다.
*중성선이 곧 N선인것은 다들 아실겁니다. 하지만 N선을 N상으로 흔히들 부르곤 하는데 이것은 잘못된 표현입니다. R, S, T와 같은 전력선에는 ‘상’이 있지만 N선의 경우 상이 없기 때문이죠.
따라서, 중성선 혹은 N선이라는 표현이 맞는 표현입니다!
2.중성선이 만들어지는 곳
일반적으로 발전소에서 생산되는 전기는 3상의 교류전기입니다.
그 후 변전소와 송·배전과정을 거치게 되어 공장이나 가정집으로 공급이 되는 것이죠. 이때, 가정집과 같은 220V를 사용하는 곳은 반드시 ‘중성선’이 필요하게 됩니다.
이러한 중성선은 발·변전소에서 만들어지는 것이 아니라 바로 ‘변압기’에서 만들어지게 됩니다.
그렇다고 아무 변압기를 거쳐서 중성선이 만들어지는 것이 아닌 델타 – 와이 방식의 변압기 2차측에서만 중성점에서 중성선을 뽑아 낼 수 있습니다.
<380V전기를 220V로 사용하는 방법>
그림을 보면 알 수 있다시피 R,S,T의 전력선의 중점이 중성선이 되는 것을 볼 수 있습니다. 이렇게 변압기의 Y결선 중성점에서 뽑아낸 중성선과 R,S,T중의 한 선과 조합을 하게 되면 380V의 전압을 220V의 단상교류전기로 만들어 가정집에서 사용을 하게 됩니다.
220V가 나오게 되는 수식은 380V에서 √3을 나눠주게 된 값으로써 전기를 배우다보면 당연하게 알게 될 값이기도 합니다.
☞3상 220V에서 단상 220V로 공급할 수 있을까?
3.중성선과 접지선의 차이
위에서 알아본 바로 의하면 중선선은 곧 접지로 연결이 되는데요. 그렇다면 중선선과 접지선은 같은 걸까요?
위의 글을 보면 멀티탭에 접지가 적용된 사진을 볼 수가 있습니다.
220V의 전기는 전압선과 중선선을 이용하여 만들어진다고 앞서 언급했습니다. 하지만, 추가로 접지선과 연결이 될 접지 부분이 나뉘어져 있죠. 이것만 봐도 명백히 접지와 중선선은 ‘구분’해서 사용한다는 것을 알 수 있습니다.
또한, 중성선이 0V의 전위라고 언급을 하였지만 전압선과 중성선 2가닥으로 이루어져 있기에 각각 전류가 들어오고 나가는 선이라고 생각을 하는 것이 편할 것입니다. 따라서, 중성선은 정상상태일 경우 ‘전류가 흐르는 선’ 이라고 판단을 해야 합니다.
(내선규정에서도 중성선은 ‘전압선’으로 분류하고 있기도 합니다)
반면, 접지선의 경우 인체의 감전을 예방하는 목적으로 하는 설비이며 정상상태일 경우 ‘전류가 흐르지 않는 선’ 입니다. 따라서, 이러한 접지선에 전류가 흐른다는 것은 설비 어딘가에서 누설이 되는 전류가 있다는 것이며 이는 곧 감전의 위험이 있다는 뜻이지요.
4.중성선의 역할
앞에서도 계속 보았듯이 중성선이 있음으로써 가장 큰 역할은 380V의 3상전압을 220V의 단상전압으로 만들어 낼 수 있는 점입니다.
또한, 변압기 Y결선에서 중성선이 있음으로 인하여 ‘지락이나 단락과 같은 사고의 파급 방지’ 효과를 가져오게 합니다.
지락 또는 단락사고시에 큰 전류가 흐르게 되는데 이 사고전류가 중성선을 통해 흐르게 되며 중성선에 이를 감지할 장치를 달아 놓게 되면 빠르게 차단기 동작을 시킬 수 있기에 중성선의 역할은 너무나도 중요합니다.
