누설전류가 기준 이내인데 누전차단기가 자꾸 내려갑니다

30mA 차단기는 30mA 까지 버티는 물건이 아닙니다. 절반인 15mA 부터는 떨어져도 규격대로 동작하는 것입니다. 절연이 멀쩡한데 차단기가 자꾸 내려간다면 대개 여기에 걸린 것입니다.

먼저 — 차단기가 떨어지는 진짜 경계

누전차단기 규격은 두 값을 정합니다. 하나는 정격감도전류(반드시 떨어져야 하는 값), 다른 하나는 정격부동작전류(떨어지지 않아야 하는 값)입니다.

그리고 정격부동작전류는 정격감도전류의 50% 이상으로 정해져 있습니다(정격감도전류 10mA 이하는 60% 이상). 30mA 차단기라면 15mA 까지만 「안 떨어짐」이 보장되고, 그 위는 제조사와 개체에 따라 갈립니다.

15~30mA 구간에서 떨어지는 것은 고장이 아닙니다. 차단기를 새것으로 바꿔도 같은 일이 반복됩니다. 설비의 상시 누설을 15mA 아래로 내리는 것이 근본 대책입니다.

요즘은 LED 조명이 큰 몫입니다

형광등을 LED 로 바꾸고 나서 차단기가 떨어지기 시작했다면 우연이 아닙니다.

LED 등은 SMPS 방식 드라이버를 씁니다. 여기에는 노이즈를 잡기 위한 Y 커패시터가 들어가는데, 이 부품이 대지로 상시 누설전류를 흘립니다. 등 하나당 수백 µA에서 1mA 남짓이라 개별로는 아무 문제가 없습니다.

문제는 숫자가 모일 때입니다. 등 40개가 한 분기에 물려 있으면 0.5mA × 40 = 20mA 가 되어 회색지대에 들어갑니다. 업계에서도 가로등처럼 비선형 부하를 병렬로 여럿 연결하면 누설전류가 늘어 분전반 차단기가 오동작한다는 점을 문제로 다루고 있습니다.

※ 여기서 중요한 것은 이것이 절연 불량이 아니라 기기 특성이라는 점입니다. 절연저항을 아무리 재도 정상으로 나옵니다. 고칠 곳을 찾아 배선을 뜯어도 원인이 안 나옵니다.

차단기가 보는 값은 판정 기준과 다릅니다

여기서 혼동이 생깁니다. KEC 가 절연 판정에 쓰는 1mA 는 「저항성분」입니다. 절연이 나빠져서 실제로 새는 전류를 가리킵니다.

그런데 누전차단기는 그 구분을 하지 않습니다. 영상변류기(ZCT)가 들어간 전류와 나간 전류의 차이를 보는데, 그 차이에는 절연 열화로 새는 몫(저항성)과 정전용량으로 흐르는 몫(용량성)이 함께 들어 있습니다.

	보는 값	쓰는 곳
KEC 절연 판정	저항성분만 (Igr)	절연이 나빠졌나
누전차단기	전체 누설 (저항성 + 용량성)	지금 떨어뜨릴까

그래서 「저항성분 재보니 1mA도 안 되는데 왜 떨어지느냐」가 성립합니다. 차단기는 그 값을 보고 있지 않습니다.

인버터가 있으면 더합니다

인버터 설비는 정상 운전 중에도 수십 mA 가 나오는 것이 보통입니다. 게다가 인버터가 만드는 고주파와 순간적인 서지 전류를 ZCT 가 지락으로 오인하기도 합니다. 실제로 고조파 내성을 강화한 누전차단기가 별도 제품군으로 나와 있을 만큼 알려진 문제입니다.

직류 성분이 섞이면 더 나쁩니다. 트립 코일이 미리 자화되어 정작 교류 지락 사고에 둔해질 수 있습니다. 이 경우는 오동작보다 위험한 쪽이라, 인버터 설비에는 B형 차단기가 필요합니다.

어떻게 재나 — 클램프를 어디에 무는가

「누설전류를 재 봤더니 20A 가 나옵니다」라는 말을 종종 듣습니다. 부하전류를 잰 것입니다. 누설전류 측정은 클램프를 무는 자리가 다릅니다.

원리는 차단기 안의 영상변류기와 같습니다. 그 회로의 도체를 한꺼번에 감싸는 것입니다. 나간 전류와 돌아온 전류가 같으면 상쇄되어 0 이 되고, 차이가 나는 만큼만 읽힙니다. 그 차이가 누설전류입니다.

회로	무엇을 함께 무나
단상 2선	전압선 + 중성선 두 가닥을 함께
삼상 3선	세 상 전부 함께
삼상 4선	세 상 + 중성선 네 가닥을 함께
접지선(PE)	접지선 한 가닥만 — 대지로 빠져나간 몫이 보인다

※ 한 가닥만 물면 안 됩니다. 전압선 하나만 물면 그 회로의 부하전류가 그대로 읽힙니다. 중성선을 빠뜨려도 마찬가지입니다. 이게 현장에서 가장 흔한 실수입니다.

※ 일반 클램프미터로는 못 잽니다. 누설전류는 mA 단위인데 보통의 클램프는 A 단위 분해능입니다. 누설전류 전용 클램프가 필요합니다.

※ 부하를 켠 상태에서 재야 합니다. 지금 문제 삼는 것은 운전 중에 상시로 흐르는 누설이라, 차단기를 내리고 재면 아무것도 안 나옵니다.

여기까지가 전체 누설전류입니다. 절연이 나빠서 새는 몫과 정전용량으로 흐르는 몫이 섞여 있습니다. 이 둘을 갈라 보려면 전압을 함께 물릴 수 있는 계측기가 따로 필요합니다 — 전선만 무는 클램프로는 원리상 불가능합니다.

실무에서는 이 순서면 대개 답이 나옵니다. 주 차단기에서 한 번 재고, 분기를 하나씩 내리면서 다시 재는 것입니다. 어느 분기를 내렸을 때 값이 뚝 떨어지면 그 계통이 범인입니다.

그럼 어떻게 하나

	무엇을	왜
1	회로를 나눈다	가장 확실하다. 한 분기에 몰린 등을 두세 갈래로 쪼개면 분기별 누설이 15mA 아래로 내려간다
2	Igr 을 재서 진짜 누전과 가른다	저항성분이 크면 그건 진짜 절연 문제다. 배선을 찾아야 한다
3	차단기 형식을 본다	순간 서지로 떨어진다면 시연형·고조파 내성형을 검토한다. 인버터가 있으면 B형
4	드라이버 품질을 본다	같은 등이라도 드라이버에 따라 누설이 몇 배 차이 난다

※ 차단기 정격을 올리는 것은 마지막에도 오지 않습니다. 감전보호용 누전차단기는 정격감도전류 30mA 이하 · 동작시간 0.03초 이하가 요구되고, 물기가 있는 장소는 15mA 이하입니다. 100mA 짜리로 바꾸면 차단기는 안 떨어지지만 사람을 지키는 기능을 함께 버리는 것입니다.

「자꾸 떨어지니 용량을 키우자」는 현장에서 가장 흔하면서 가장 위험한 선택입니다. 회로를 나누는 쪽이 비용도 적게 들고 안전합니다.

※ 여기서 주택용 차단기를 산업용으로 갈아 끼우는 방법을 떠올리시는 분이 많습니다. 실제로 바꾸면 조용해집니다. 그런데 이건 규정 위반이고, 얻는 것보다 잃는 것이 큽니다. 두 차단기가 무엇이 다르고 바꾸면 무엇을 잃는지를 따로 정리했습니다.

합산 자체를 없애는 방법

회로를 나누는 것이 첫 번째 답이라면, 그다음은 누전차단기를 어디에 두느냐입니다. 이걸 바꾸면 합산 문제가 아예 없어집니다.

국내 분전반에서 흔한 구조는 주 차단기만 누전차단기이고 분기는 배선용차단기입니다. 이러면 모든 분기의 누설이 주 차단기 한 곳에 모여 합산됩니다. 분기마다 5mA 씩이면 주 차단기는 15mA 를 보게 됩니다.

반대로 주 차단기를 배선용차단기로 두고 분기마다 누전차단기를 달면, 각 차단기가 자기 회로의 5mA 만 봅니다. 합쳐질 일이 없습니다.

덤이 하나 더 있습니다. 지금 구조에서는 어느 한 회로에 문제가 생기면 주 차단기가 떨어져 전체가 나갑니다. 분기마다 두면 그 회로만 떨어지고 나머지 조명은 살아 있습니다. 원인을 찾기도 훨씬 쉽습니다.

※ 다만 분전반 교체나 차단기 증설이 필요해 회로를 나누는 것보다 비용이 듭니다. 이미 지어진 건물이라면 먼저 회로를 나눠 보고, 신축이나 개보수 때 이 구조로 잡는 것이 현실적입니다.

설계 단계라면 계산은 간단합니다. 등 하나당 누설 × 등 개수가 부동작전류(정격감도전류의 절반) 아래가 되도록 회로를 나눕니다. 30mA 차단기라면 분기당 15mA, 여유를 두려면 10mA 를 목표로 잡습니다.

그럼 LED 몇 개까지 한 회로에 물릴 수 있나

가장 많이 받는 질문인데, 「몇 개」라고 못 박을 수가 없습니다. 등당 누설이 제품에 따라 열 배 넘게 갈리기 때문입니다. 다만 계산하는 방법은 정해져 있습니다.

LED 드라이버의 누설은 대부분 노이즈 대책용 Y 커패시터에서 나옵니다. 커패시터에 흐르는 전류는 이렇게 구합니다.

I = V × 2πfC        220V · 60Hz 기준

흔히 쓰이는 커패시터 값을 넣어 보면 이렇게 됩니다. 오른쪽 두 칸은 30mA 차단기에서 그 값이면 몇 개까지 물릴 수 있는지입니다.

Y 커패시터	등당 누설	15mA 까지	10mA 까지
1.0 nF	0.08 mA	181개	121개
2.2 nF	0.18 mA	82개	55개
4.7 nF	0.39 mA	38개	26개
10 nF	0.83 mA	18개	12개

12개에서 121개까지 갈립니다. 같은 밝기 등이라도 드라이버가 다르면 이만큼 차이가 납니다. 「LED 몇 개당 누전차단기 하나」라는 답이 존재할 수 없는 이유입니다.

설계할 때 쓰는 출발점

그래도 도면은 그려야 하니, 실측 전에는 등당 0.5mA 로 잡습니다. 위 표의 4.7nF 보다 조금 넉넉하게 본 값으로, 저가 드라이버까지 감안한 안전측입니다.

분기당 등 개수	예상 누설	30mA 차단기에서
10개	5 mA	여유 있음
20개	10 mA	권장
30개	15 mA	경계에 붙음
40개	20 mA	떨어질 수 있음

예를 들어 LED 200개가 들어가는 사무동이라면 이렇게 나옵니다.

총 누설   200 × 0.5mA = 100 mA
분기당 10mA 목표 → 분기 10개 (등 20개씩)

분기마다 누전차단기를 두는 구조라면 누전차단기 10개

※ 이 숫자는 규정이 아니라 설계 기준입니다. 부동작전류가 정격감도전류의 절반이라는 규격에서 거꾸로 잡은 값이고, 등당 0.5mA 역시 실측 전에 쓰는 가정입니다. 현장 값은 드라이버에 따라 크게 달라지므로 출발점으로만 쓰시고 반드시 재서 확인하십시오.

결국 재야 답이 나옵니다

1	설계할 때는 등당 0.5mA · 분기당 20개로 잡는다
2	시공 후 분기별로 실제로 잰다 — 한 등만 켜고 재면 등당 값이 바로 나온다
3	10mA 를 넘으면 그 분기를 더 쪼갠다
4	드라이버를 바꾸면 다시 잰다

4번이 실제로 자주 터집니다. 등이 나가서 몇 개만 교체했는데 그때부터 차단기가 떨어지기 시작하는 경우입니다. 새 드라이버의 누설이 옛것보다 크면 그것만으로 경계를 넘습니다.

※ 그리고 원칙을 하나 짚어 두겠습니다. 누전차단기는 원래 분기회로 또는 전기기기마다 설치하는 것이 원칙입니다. 주 차단기 하나로 끝내는 지금의 관행이 오히려 예외에 가깝습니다. LED 로 바꾸고 나서 문제가 터지는 것은 그 예외가 한계에 닿았다는 신호로 보시면 됩니다.

확인 순서

떨어지는 차단기의 정격감도전류를 확인한다 — 30mA 인지 더 낮은지

그 분기의 상시 누설전류를 클램프로 잰다. 15mA 를 넘는지 본다

부하를 하나씩 떼어 가며 어느 계통이 얼마를 쓰는지 나눠 본다

저항성분(Igr)을 따로 잰다 — 크면 절연 문제, 작으면 기기 특성

떨어지는 시각과 조건을 기록한다 — 비 온 날, 인버터 기동 시각과 겹치는지

마지막 항목이 의외로 잘 맞습니다. 습한 날에만 떨어진다면 절연 쪽이고, 특정 설비가 돌 때만이면 그 설비입니다. 아무 때나 떨어진다면 상시 누설이 이미 경계에 붙어 있다는 뜻입니다.

정격부동작전류 기준은 누전차단기 규격(KS C IEC 61008 계열)을 정리한 것이고, 감전보호용 정격감도전류·동작시간은 한국전기설비규정(KEC)에 따릅니다. LED 등당 누설전류는 드라이버 종류와 대수에 따라 크게 달라지므로 본문의 0.5mA 는 크기 감각을 위한 예시입니다. 실제 값은 현장에서 재야 합니다.