전기 기술자가 일하는 모든 작업 현장에서는 전압 테스터를 볼 수 있습니다. 셔츠나 바지 주머니에 들어가는 이 편리한 장치는 전압의 존재 여부를 빠르게 표시하기 때문에 인기가 있습니다. 전압 테스터는 일반 전압 점검에 매우 편리하므로 전기 기술자에게 인기가 있습니다. 그러나 이러한 장치가 모두 동일한 것은 아닙니다. 차이점은 안전성, 신뢰성 및 편의성에서 나타납니다.
시중에 나와 있는 모든 전압 테스터의 차이점을 살펴보면 솔레노이드 기반 테스터와 전자 테스터라는 두 가지 일반 카테고리로 구분되는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 솔레노이드 기반 테스터의 역사는 매우 깁니다. 이는 최초로 공급된 전압 테스터였으며 오늘날에도 여전히 널리 사용됩니다.
전압이 임계값을 초과하면 테스터에 전압이 있다는 것을 나타냅니다. 해당 임계값 미만에서는 테스터가 전압을 표시하지 않습니다. 임계값은 두 카테고리의 테스터 간에 현저하게 다르며 그 사실은 안전과 편의성에 중요한 영향을 미칩니다. 이 두 카테고리의 전압 테스터를 더 자세히 비교하여 도구 상자에 무엇이 있어야 하는지 또는 주머니에 무엇을 클립으로 고정해야 하는지에 대한 결론을 내릴 수 있습니다.
솔레노이드 기반 전압 테스터
이 장치는 이름에서 알 수 있듯이 솔레노이드 원리에 따라 작동합니다. 솔레노이드는 전자기 코일의 여자 및 비여자에 응답하여 슬러그라고 하는 페라이트 코어의 움직임에 따라 달라집니다. 이 테스터의 표시 기능은 기계적 포인터를 구동하는 스프링에 따라 다릅니다. 스프링은 코일이 스프링의 반대 힘을 극복하도록 하는 충분한 에너지가 있는지 여부에 따라 챔버의 한쪽 끝 또는 다른 쪽 끝으로 미끄러지는 슬러그를 억제합니다. 필요한 에너지의 양은 솔레노이드 기반 테스터의 감도를 제한합니다. 미국에서 널리 사용되는 솔레노이드 테스터는 최대 480V 이상의 전압을 측정할 수 있습니다. 더 높은 전압을 측정할 수 있는 능력이 있으면 이 자기 장치, 즉 솔레노이드 테스터의 불행한 약점인 열악한 동적 범위로 인해 약 100V 미만의 전압을 감지하는 기능이 제한됩니다. 24V 또는 48V 제어 회로에서는 거의 나무 막대기와 마찬가지입니다.
솔레노이드 기반 테스터의 중요한 문제는 상대적으로 낮은 입력 임피던스(상단에서 10kΩ이지만 종종 1kΩ만큼 낮음)입니다. 옴의 법칙을 적용하면 솔레노이드 기반 테스터가 회로에서 그 존재감을 부하로 쉽게 느낄 수 있으며 이후에 해당 회로의 작동을 방해할 수 있음을 알 수 있습니다. 솔레노이드 기반 테스터의 상대적으로 높은 전류 소모는 훨씬 더 많은 열을 의미합니다. 전압이 너무 오래 측정되면 테스터가 손상될 정도로 테스터가 빠르게 과열될 수 있습니다. 사실, 솔레노이드 기반 테스터로 판독값을 읽을 때는 테스터를 식혀야 합니다(약 30초 정도). PLC가 가동 중지되고, 공장 관리자가 생산이 중단된다고 비명을 지를 때 이 테스터 제한으로 인해 속수무책이 될 수 있습니다. 심지어 소켓 테스트조차 까다로워질 수 있습니다. 물론, 약 6개의 테스터를 바꿔가면서 서비스를 수행할 수도 있습니다. 하지만 그것은 작은 테스터를 사용하는 이유 중 하나를 무의미하게 만듭니다.
일반적으로 솔레노이드 기반 테스터는 과도한 전류 소모, 낮은 내전압 성능 및 주전원에서 발생하는 과도 현상으로 인한 임펄스 파괴로 인해 IEC 61010을 준수할 수 없습니다. 이것이 많은 회사에서 일반적으로 24V 제어 회로 이외의 모든 것에 전압 테스터 사용을 금지하고 일부는 완전히 금지하는 이유 중 하나입니다. 잠시 후, 최소한의 카테고리 등급 전자 전압 테스터에 대해 이러한 제한 사항을 재고해야 하는 이유를 살펴보겠습니다.
솔레노이드 기반 테스터는 이러한 고전류 측정에서 또 다른 단점이 있습니다. 저임피던스 솔레노이드 기반 테스터에 옴의 법칙을 적용하면 테스터를 통해 치명적인 전류가 쉽게 전달될 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 절연 장갑을 착용하면 감전 위험을 줄일 수 있지만 매번 아크 폭발 위험도 감수해야 합니다. 그렇습니다. 솔레노이드 기반 테스터를 사용하는 것보다 더 위험한 일이 있을 수 있습니다. 하지만, 그 대신에 전자 전압 테스터를 사용하는 것과 같이 보다 안전한 방법도 있습니다.
전자 전압 테스터
전자 전압 테스터의 첫 번째 눈에 띄는 이점은 기존 기술에 비해 견고하고 컴팩트한 디자인이라는 점입니다. 따라서 휴대가 간편하고 파손될 가능성이 적습니다. 그러나 이러한 이점은 전자 전압 테스터의 훨씬 높은 입력 임피던스에서 비롯되는 중요한 안전 이점 앞에서는 무색해집니다. 이들 중 일부는 최고의 솔레노이드 기반 테스터의 약 100배인 1MΩ의 입력 임피던스를 가지고 있습니다. 전자 전압 테스터의 경우, 최저 수준에서도 20kΩ을 보이고 있습니다. 이는 최고의 솔레노이드 기반 테스터보다 두 배나 좋은 것입니다. 옴의 법칙을 적용하기만 하면 이점이 명확해집니다. 훨씬 적은 입력 전류를 처리하게 됩니다. 즉, 더 안전하다는 것입니다. 또한 판독 사이에 계기가 식을 때까지 기다리는 시간이 단축됩니다. 낮은 전압에서 작동하며 일반적으로 IEC 카테고리 등급을 가집니다. 그림 2는 IEC 카테고리 등급을 가능하게 하는 회로의 입력 보호부를 보여줍니다. 이를 통해 보다 안전하고 빠르게 광범위한 문제를 해결할 수 있습니다.
이 더 높은 임피던스에는 단점이 있습니다. 전자 테스터는 전원 차단 도체에서 전압(예: 고스트 전압)을 나타낼 수 있습니다. 이는 한 도체가 병렬인 다른 도체에 전압을 유도할 때 발생할 수 있습니다. 이 전압 표시는 가짜 전압(a false positive)을 표시하므로 단점이 될 수 있습니다. 한편, 그것은 다시 유리하게 작용할 수 있습니다. 우선, 전원이 공급된 전도체의 전원이 차단되었다는 잘못된 안전감으로 사용자를 달래지 않을 것입니다. 솔레노이드 기반 테스터가 전원이 공급된 와이어에 80V를 보여주지 않고 기술자가 와이어를 잡는다고 가정해 보겠습니다. 그러면 어떻게 될까요?