3상 전기

모터의 원리를 이해하고자 인터넷을 뒤졌는데, 늘 그렇듯이, 3상 전기를 비롯한 기반 지식을 먼저 알아야 한다. 직류는 교류에 비해 멀리 보내기 힘들다고 고등학교 때 배웠던 것 같다. 전기를 멀리 보내려면, 발전소는 높은 전압으로 보내고, 주택은 낮은 전압으로 받아야 한다. 그 과정에 필요한 것이 변압기인데 직류를 변압하는 것은, 위상이 바뀌지 않기 때문에, 달리 말해 주파수가 없기 때문에, 가능하지 않다.

R-S, S-T, 또는 R-T 결선으로 단상 380 V를 얻을 수 있고, R-N, S-N, T-N 결선으로 단상 220 V를 얻을 수 있다. 3상 전기는 단상 전기에 비해 여러모로 경제적이라고. 소비 전력이 6200 W인 제품에 단상 220 V 전기를 걸면

$$I = \frac{P}{V} = \frac{6200 W}{220 V} = 28.18 A$$

전선에 약 28 A의 부하가 걸리지만, 3상 380V 전기를 걸면

$$\frac{6200 W}{\sqrt{3} \times 380 V} = 9.4 A$$

약 9 A의 부하가 걸린다. 같은 굵기의 전선을 사용할 때 3상4선식은 단상2선식보다 두 배의 전선이 필요하지만 세 배의 전력을 감당할 수 있다.

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얼마 전에 과전류가 유입되어 에어컨을 비롯한 여러 가전 제품이 망가졌다. 라우터나 랩톱 컴퓨터는 다행히 어댑터를 교체하는 것만으로 충분했지만, 컨트롤러에 전원 공급 장치가 내장된 도어폰, 에어컨, 김치 냉장고는 컨트롤러까지 망가져서 수리비가 많이 들었다. 도어폰과 에어컨은 단종된 제품이라 새 것으로 바꿔야 했다. 

이 사고는 전신주와 나의 빌라에 연결된 전선 중 하나가 끊어지면서 발생한 것인데, 일곱 가구 중 네 가구가 크고 작은 피해를 입었다. 집을 비워서 전기를 사용하지 않은 나머지 세 가구는 피해를 입지 않았다. 그로부터 한 달 뒤에 피해 보상 청구에 필요한 서류를 받으러 온 한국전력 직원에게 원인을 물었다. 중성선이 끊어졌기 때문이라고 한다. 그러면 220 볼트가 아니라 380 볼트가 걸린다고 한다. 이런 경우에는 누전 차단기가 도움이 되지 않나 보다.