누전(漏電, leakage)은 전선이나 기구 등에서 전류가 정상적으로 흐르지 않고 주변의 금속이나 전기가 잘 통하는 물체 또는 접지(대지)로 새어나와 비정상적으로 흐르는 것이다. 전기 에너지가 정상 절연된 것으로 보이는 경계부를 넘어서서 점진적으로 전달되는 현상을 말한다. 충전된 축전기의 동시 방전, 변압기의 자기 결합, "off" 상태 또는 반대극 다이오드 상태에서의 트랜지스터의 전류 흐름 등에 의해 발생할 수 있다.
누전은 절연이 불완전하여 전기의 일부가 전선 밖으로 새어 나와 주변의 도체에 흐르는 현상이다. 누전 상태가 되면 전류를 공급받는 기기의 상태가 나빠지거나 제대로 공급이 안되는 등 문제가 생기기도 하며, 심할 경우는 사용자를 감전시키기도 하므로 주의가 많이 필요하다.
주로 오래된 전자기기를 사용했을 때 자주 발생한다. 전기를 연결하는 부분이나 전선을 사용했을때 해당 부분에서 스파크가 튀며 사용자를 감전시키거나 기기를 폭발시키는 위험천만한 현상이다.
누전이 진짜 위험한 이유는 바로 2차 피해 때문이다. 사용자의 감전이나 기기의 폭발로 인해 일어나는 상해도 있지만, 연결된 플러그 선으로 인해 화재가 일어날 수 있기 때문이다.
다행히 우리가 주로 생활하는 가정에는 누전 차단기가 대부분 달려있어 누전 차단기가 고장나지 않는 이상은 누전으로 인한 감전 위험은 크게 줄었다고 하지만, 누전이라는 상황 자체는 매우 위험하고, 쉽게 생길 수 있기 때문에 항상 주의가 필요하다.
누전의 원인으로는 다음과 같은 것들이 있다.
- 전기의 과부하. 전압이나 전류가 지나치게 높아지면 전류가 샐 가능성이 높아진다. 고전압, 고전류에 발생하는 열이 전선의 피복 등을 손상시킬 가능성이 있다.
- 전기 기구의 노후화. 전기 기구가 오래되면 전체적인 회로나 절연 상태가 좋아지지 않기 때문에 전기가 샐 가능성이 높아진다.
- 물이나 습기 등으로 인한 손상. 일반적인 물에 포함된 전해질은 전기를 전도시킨다. 물체가 물에 젖으면 대개 전기 저항이 낮아져 누전이 되며 전기 기구 등은 물이 내부에 들어가면 절연 상태가 나빠지고 회로가 망가질 수 있다.
- 염분 등이 부착되면 부식이 일어나며 절연이 파괴된다.
- 먼지 등이 콘센트, 플러그, 회로 내부 등에 쌓이면 전류가 흐를 수 있다. 먼지에 습기가 결합하면 전도도가 높아지므로 누전이 쉬워진다.
누전이 되면 전기 기기는 고장이 나기 쉽다. 원하는 곳으로 전기가 흐르지 않아 오작동을 하거나 흐르지 말아야 할 곳으로 전기가 흘러 고장이 나기도 한다. 전력 공급선에서 접지된 곳으로 누전이 되면 공급되는 전력보다 적게 전력을 받으므로 소비 전력이 많아지기도 한다.
누전의 보다 심각한 결과로는 감전이 있다. 절연이 파괴된 기기를 만져 사람에게 전기가 흐를 수 있고 특히 욕실이나 부엌같이 물에 젖기 쉬운 곳에서는 전도도가 낮아진 몸에 전기가 통하면서 사람이 충격을 받을 수 있다. 사람의 몸에 100mA 이상의 전류가 심장으로 통하면 사망할 수 있는데, 젖은 피부의 저항은 1000까지 떨어지므로 220V 전압에서는 사망 위험이 있는 전류가 흐를 수 있다.
누전의 다른 위험한 결과로는 화재가 있다. 흐르지 말아야 할 곳에 전기가 흐르면서 I²Rt의 줄 열이 발생한다 (I, R, t는 각각 전류, 저항, 시간). 줄 열은 전류의 제곱에 비례하므로 흐르는 전류가 커질수록 열이 더 많이 발생하며 이 발생한 열은 피복 등의 절연체를 녹이면서 더욱 상황을 악화시킬 수 있다. 또 발생하는 열이 시간에 비례하므로 열이 빠져나갈 곳이 없다면 누전되는 곳의 온도가 계속 올라가 발화점 이상이 되면 화재가 발생하게 된다.
누전을 예방하기 위해서는 규격에 적합한 절연전선을 이용하고 누전 위험이 큰 곳에서는 이중절연기기를 이용한다. 물 등의 전도성이 높은 액체가 있는 곳에서는 기기의 방수성을 확인한다. 한 전원에 지나치게 많은 전기기기를 이용하지 않도록 주의하고 보호 접지가 필요한 기기들은 접지를 하며 누전차단기를 설치하여 사용한다. 누전차단기는 들어오는 전류와 나가는 전류의 차이를 측정하여 차이가 0 이 아니면 어디선가 누전이 되고 있다는 뜻이므로 전기를 차단한다.
참고자료[편집]
- 〈누전〉, 《물리학백과》
- 〈누전〉, 《위키백과》
같이 보기[편집]
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