누설전류(Leakage current)의 원인 및 절감방법

누설전류(Leakage current)의 원인 및 절감방법

 

 

 

1. 누설전류(Leakage Current)란 무엇인가?

누설전류 (Leakage current)란 용어는 1945년 UL의 Karl Geiges의 논문 “ Measurement of Electric Harzard in Radio Equipement 에서 최초로 거론 되었으며. 현재 사용되고 있는 Leakage current의 측정 방법도 그가 개발하여 표준화 한 것 이다. 누설전류는 단순히 제품에서 대지로 누설되어 흐르는 전류값 만을 표시하는 것이 아니라 인체를 통해 대지로 흐를 수 있는 전류를 측정하는 것이다.

 

그의 측정 연구는 Current meter의 Impedance의 표준화였으며 다양한 인체저항과 측정기에 대한 분석을 통해 Leakage current meter의 인체저항을 선정한 것이 현재 적용되고 있는 누설전류 측정 방법이다.

 

 

2. 누설전류(Leakage current)의 주요요인

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① Insulation resistance

- Insulation resistance는 통상 Capacitance보다 높기 때문에 무시할 수 있음

② Real capacitance of EMC filter

- EMC Filter는 제품의 Input에 따라 변동되지 않음.

- EMC Filter의 Leakage current 는 일정 함으로 Input current에 따라 변하지 않음

③ Stray capacitance of Main circuit

- Stray input capacitance 는 Input current에 따라 다르다. 일반적으로 Input current가 높을수록, conductor가 커질수록, 큰 용량의Tras를 사용할 수록 Stray가 커진다. (Capacitance는 Conductor의 Area에 따라 직접적으로 작용함)

 

 

3. 누설전류(Leakage Current)의 절감법

① Reduce the capacitance

② Install a 1:1 isolating transformer between the main and the load

- Transformer가 내장형인 경우 Leakage current는 Isolating Trans. 의 1차단의 누설전류로 변환된다. (이 Technique은 High leakage current를 갖는 Medical 제품에서 보편적으로 사용하는 방법이다)

- Tans.가 외장인경우 Trans.의 2차단을 Floating 시킨다

③ Low-voltage를 포함한 Accessible conductive part가 없도록 Construction 을 조정한다.

(이 방법은 접지로 흐르는 Leakage current를 바꿀순 없지만, leakage current로부터 인체를 보호 할 수 있다)

④ Permanently connection으로 전환한다.

 

 

4. 누설전류(Leakage Current)의 규격 규제

누설전류에 대한 규격상의 규제는 제품 군에 따라 다르다.

일반적인 가전제품의 경우, 앞에서 언급된 5%인원만이 느낄 수 있는전류인 0.5mA로 규제되고 있으며 의료기기는 0.1mA, 환자와 직접 접촉하는 장비의 경우 0.01mA로 규제하는 정도가 다르다.

아마도 인체내부를 들여다 보고 접촉하는 장비의 경우 누설되는 전류는 피부저항이 없는 상태에서 좀더 민감해지고 영향이 커진다.

 

0.5 mA : Electrical appliance

0.1 mA : Medical device

0.01 mA : Patient connected medical device

 

그런데 일반적인 가전제품 내에서도 누설전류의 규제는 또 다르다. 정확한 이유는 아니지만 제품별 규제가 다른 이유는

① Additional protection으로 사용된 RCD(Residual current Distributor)의 증가

② Electric Filter의 사용증가

③ SMPS 사용증가

④ Plug-connected 기기에 사용된 Protective earth breaker의 내포된 위험성등으로 인해 누설전류를 제어하기 힘들기 때문이라고 한다.