17. 전기에서 하트상과 중성선을 알아보자.

17. 전기에서 하트상과 중성선을 알아보자.

전기를 공부할 때 하트상과 중성선이라는 용어가 나온다.
이 둘은 어떤 것을 의미하는지 알아보자.

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1. 하트상(Hot Line)
2. 중성선(Neutral)

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1. 하트상(Hot Line)

전기자격증을 취득하면 3상에 대한 개념은 알게 된다.
https://yyxx.tistory.com/192

1. 단상, 3상 전기의 차이에 대해 알아보자.

R,S,T 세 개의 선을 3상이라고 한다.
그런데 현장에 가면 3상이라는 표현도 쓰지만 하트상(Hot Line)이라는 표현을 많이 쓴다.
Hot상은 전기가 살아있는 선으로 만지면 감전될 수 있는 상이다.


가정으로 들어오는 핫상을 확인해보면

하트상(HotLine)

발전소에서 만들어진 전기는 전깃줄을 타고 이동한다.
이 선(22.9kV)을 따와서 전봇대 위에 주상변압기에서 전압을 220V로 낮추면 가정에서 사용하는 220V 전기로 만들 수 있다.
그림에서 집의 콘센트의 두 개의 구멍 중 한쪽은 전력선(핫상)과 연결되어 있고
다른 한 쪽의 구멍을 따라가 보면 땅과 접지되어 있기도 하고 N(중성선)과도 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.

전력선(하트상)은 220V의 전위를 가지고 있고
중성선은 땅과 연결되어 있으므로 0V의 전위를 가지고 있다.
둘의 차이가 220V이므로 220V 전압으로 전기가 흐르게 되고 콘센트에 정격전압 220V의 전기기구를 연결하면 기구가 동작할 수 있다.

현장에 가면 하트상을 다양한 이름으로 부른다.
'H상' 이라고도 하고
살아있다고 해서 '라이브상'이라고 부르기도 하고
보통 전등 회로 스위치에 들어가기 때문에 '스위치공통'이라고도 하고
'상전압'이라고 하기도 하고 '3상'이라고 하기도 한다.
모두 같은 말이다.

하트상은 전력선으로 전기가 흐른다. 전기가 흐르면 자기장이 생기므로
여기에 검전기를 대면 그것을 감지하여 경보음이 울리고 색이 변하게 된다.
이렇게 전기가 흐르는 위험한 선이므로 감전에 유의하여 다뤄야 한다.
https://yyxx.tistory.com/206

15. 비접촉식 검전기 사용법을 알아보자.

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2. 중성선(Neutral)

가정에 들어와 있는 콘센트 구멍 중 하나는 중선선과 연결되어 있다.

중성선(Neutral)

중성선은 땅과 접지되어 있기 때문에 대지전압인 0V를 가리키고 있다.
하트상이 220V 전압을 가지고 있다면 둘의 전위차는 220V - 0V = 220V이다.

전기를 물에 비유할 때가 많은데 물이 흐르기 위해서는 수위차가 있어야 한다.
한쪽 물이 다른 한쪽보다 더 높은 곳에 위치하고 있다면 물압력이 생기면서
수위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 물이 흐른다.
이것과 마찬가지로
전기에서도 한 쪽 전위가 220V로 높고 다른 한쪽의 전위가 0V로 낮으면 전기가 흐르게 된다.

이렇게 가정으로 들어오는 2개의 선(하트상,중성선)이 단상2선식이다.

그런데
중성선이 대지와 접지되어 있어서 0V를 띈다고 해서 접지선과 같게 생각해서는 안 된다.
가끔 현장에서 중성선을 접지선으로 이용하는 사람이 있는데 굉장히 위험하다.
중성선은 엄밀하게 전압선으로 분류되기 때문에 절대로 접지선으로 활용해서는 안 된다.
만약 불평형이 생기면 중선선에도 전류가 흘러서 검전기가 빨간불로 바뀌고 소리가 날 수 있다.

가정으로 들어오는 전선을 좀 더 구체적으로 봐보면

가정집에 전기가 공급되기까지(하트상, 중성선, 접지선)

전기줄을 통해 흐르던 22.9kV 전압의 전기는 전봇대에 변압기를 통해 220V로 변압된다.
그리고 변압기의 중성선은 땅으로 접지된다.
변압기를 통과하고 220V로 변압된 하트상과 중성선은 첫 번째로 가정의 계량기로 들어간다.
(계량기는 전기 사용량을 이용하여 전기사용요금을 측정하는데 사용된다.)
계량기를 통과한 두 선은 분전함의 메인차단기로 들어간다. 그리고 메인차단기를 지나
각각 사용하는 부하(전기기구)마다 연결되어있는 분기차단기들에 분배된다.
그림을 보면 중선선과 접지선은 다른 곳에 위치함을 알 수 있다.

콘센트에 전기기구를 연결하게 되면 교류 220V 60Hz의 전기가 전기기구에 들어가면서 전기기구가 동작하게 된다.
전력선(하트상)의 전위는 +,-를 반복해서 왔다갔다하는데 중성선의 전위는 '0'으로 일정하다.
전류는 전위가 높은곳에서 낮은 곳으로 흐르므로 한 번은 하트상 -> 중성선으로 전류가 흘렀다가
다음에는 중성선 -> 하트상으로 전류가 흐르는 것을 반복하면서 전기기구를 동작시키게 된다.

교류전기의 방향이 시간에 따라 바뀜에 따라서 하트상과 중성선의 전위차가 바뀌면서 전류방향이 계속 바뀜