내전압 시험이란?

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 Safety Test 중 하나인 내전압 시험에 대해 알아보도록 하겠습니다.

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1. 내전압 시험이란?

영어로는 Puncture Test, Hipo(High Potential Voltage) Test, Withstanding Test라고도 한다.

내전압시험기

이미지 출처 : 디바이스마트

 

전기적으로 접촉되어 있지 않은 두 개의 도체 사이에 얼마나 높은 전압을 인가해 보아도 견딜 수 있는 가를 시험해 보는 것입니다. 그렇다고 당연히 아무 곳이나 막 테스트를 해보지는 않습니다.

 

두 개의 도체가 가까이 있는 중에서도 그 중 한 도체에 전기가 인가 되어 있고, 또 다른 한 도체가 노출되어 인체에 접촉될 수 있는 경우, 또는 접지되어 있을 경우에만 내전압 시험이 필요하게 됩니다.

즉 두 개의 전선 사이나, 적어도 한 개의 도체에 전기가 인입 되어 있어, 그 두 도체가 서로 닿거나 그 사이의 절연이 불량해서 누전이 되면 위험하거나, 또는 감전이 될 우려가 있을 때, 내전압 시험이 필요하다는 말이다.

 

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2. 내전압 시험 목적

충전부(전기인입선)와 비충전부(접지될 수 있거나 사람의 손이 닿는 외부 금속체) 사이에, Motor에서는 권선과 코어사이,  트랜스에서는 1차코일과 코어 사이, 1차코일과 2차코일 사이, 2차코일과 코어 사이에 

얼마나 많은 전압이 인가되어도 견딜 수 있는가를 보는 것입니다.

 

이러한 실험을 통해 절연의 완벽성 여부, 파손 위험 여부, 이물질 개입 또는 비정상적인 근접부위가 있는지를 미리 알아보아 제품의 전기적 안전성, 품질을 가늠할 수 있습니다.

 

저희 회사에는 내전압 시험기기가 있고, 올해 처음으로 사용해봤습니다.

4kV를 인가할 때 사용하던 SMPS가 망가졌습니다.

전원과 그라운드 사이의 거리가 4kV 까지 견디기에는 좀 무리가 있었던 것으로 판단됩니다. 

한 번 전압이 그 루트로 튀게 되니 그 이후에는 더 낮은 전압에서 그 루트로 튀는 것을 볼 수 있었습니다.

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3. 내전압 시험 방법

시험해보고자 하는 부위에 전압을 인가해 보고, 이때 흐르는 누설전류를 읽어 판단합니다.

누설전류가 기준치보다 높을 경우 불량으로 판정하게 됩니다.

 

내전압 시험에 인가해보는 전압은 AC입니다. AC 전압을 이용해서 제품의 누전여부뿐만 아니라 외부의 어느 정도 전기적 충격에도 견딜 수 있는지를 미리 시험해보는 것입니다.

 

시험 방법에는 Aging test와 Stress test 두 가지가 있는데요.

Aging test는 사용조건과 동일하거나, 또는 더 열악한 환경에서 장시간 동작 시켜보는 테스트입니다. 제품의 수명과, 품질, 안정성을 테스트 하는 것입니다. 규정상 시험전압을 1분간 흘려 테스트를 하게됩니다.

 

Stress test는 aging test와는 달리 한번에 제품에 무리를 많이 줘서 테스트 하는 방법입니다. 단 시간에 제품에 큰 무리를 주기 때문에 제품이 파괴되는 경우도 발생할 수 있습니다. 

 

그렇다면 전압은 어떻게 선택하는걸까요?

우선 제품에 따라 시험 전압이 법규에 규정되어 있습니다.

일반적으로 사용되는 내전압 시험공식은 아래와 같다고 합니다. 

시험 전압 = (사용전압 or 최고 출력 전압) x 2 + 1000V

즉, 220V의 Motor를 시험한다고 하면, 시험 전압은 1440V가 되는 것입니다.

 

하지만 의료기기 쪽에서는 내전압 시험 전압을 위와 같은 공식으로 선정하지는 않습니다.

절연구분에 따라서 MOP(Means of Protection)을 확인한 후, 보호수단을 구성하는 고체절연물에 대한 시험전압과 조작자 보호수단에 대한 시험 전압이 따로 규정되어 있습니다.

이미지 출처 : file:///C:/Users/USER/Downloads/%EC%8B%A4%EB%AC%B4%EA%B5%90%EC%9C%A1%EA%B5%90%EC%9E%AC[SECTION+3].pdf

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왜 내전압 테스트를 Safety Test시 시험원 분들이 마지막에 하는 게 낫다고 하는지 직접 해보니 알 수 있었습니다.

고장날 가능성이 꽤 높기 때문입니다 ㅎㅎ