누전차단기와 과부하차단기는 같은 건가요?

현관 옆 분전반 문을 열면 비슷한 모양의 스위치들이 나란히 있습니다. 멀티탭에도 빨간 버튼이나 똑딱이 스위치 형태의 차단기가 달려 있어, 같은 역할을 하는 장치로 생각하기 쉽습니다. 실제로 한 질문 사이트에서는 전문가 답변 5개 중 4개가 멀티탭 차단기도 누전을 끊어 준다고 설명했습니다.

결론부터 말씀드리면 누전차단기와 과부하 차단기는 같지 않습니다.

누전이라는 말에는 두 가지가 있습니다

우리가 쓰는 누전이라는 말 속에는 크기가 전혀 다른 두 현상이 섞여 있습니다.

먼저 수 A에서 수백 A에 이르는 큰 누전입니다. 가전제품 안에서 전선 피복이 닳아 쇠로 된 겉면에 닿으면, 접지선을 타고 전기가 땅으로 쏟아집니다.

다음은 사람 몸을 거쳐 흘러나가는 mA 단위의 작은 누전입니다. 1mA는 1A의 천분의 일입니다.

큰 누전은 과부하 차단기가 끊기도 합니다. 대단지 아파트처럼 건물 접지를 하나로 묶어 둔 곳은 접지저항이 아주 낮습니다. 한 단지를 실측했더니 약 0.1Ω이 나왔습니다. 그래서 수백 A가 넘는 전류가 쏟아지고, 차단기가 합선으로 판단해 바로 끊습니다.

접지가 약한 오래된 건물은 다릅니다. 계산해 보면 같은 사고에도 2.1~14.7A밖에 흐르지 않아, 16A나 20A 차단기는 내려가지 않습니다.

사람 몸으로 새는 전류는 이보다 훨씬 작습니다. 젖은 손으로 220V에 닿으면 약 220mA가 흐릅니다. 사람에게는 위험한 양이지만 16A 차단기 정격의 1.4%에 지나지 않습니다. 누전차단기 기준인 30mA는 0.2%입니다.

과부하 차단기 입장에서 30mA는 없는 것이나 마찬가지입니다.

과부하 차단기는 전류의 크기를 봅니다

분전반의 과부하 차단기는 배선용차단기라는 이름으로 불립니다. 안에는 두 부품이 있습니다. 바이메탈은 큰 전류가 계속 흐르면 데워져 휘면서 스위치를 떨어뜨리고, 전자석은 합선처럼 순간에 큰 전류가 흐르면 바로 끊습니다. 지키는 대상은 벽 속 전선입니다.

정격을 조금 넘는다고 바로 꺼지지도 않습니다. 20A 차단기는 22.6A(1.13배)에서 1시간을 버티고, 29A(1.45배)가 되어야 1시간 안에 끊습니다. 전류의 양을 보는 장치이지, 작은 누전을 가려내는 장치가 아닙니다.

누전차단기는 나간 전류와 돌아온 전류의 차이를 봅니다

누전차단기 안에는 두 가닥 전선을 둥글게 둘러싼 고리(영상변류기)가 있습니다. 정상이라면 나간 전류와 돌아온 전류가 같습니다. 전기가 어딘가로 새면 두 전류가 달라지고, 그 순간 전원을 끊습니다.

우리나라 인체 보호용 누전차단기는 30mA에서 0.03초 안에 끊습니다. 욕실처럼 물을 쓰는 곳은 15mA입니다. 국내 실측 논문(2012)에서는 30mA 제품이 21~25mA에서 동작을 시작했고, 30mA를 흘렸을 때 18~26ms 만에 끊었습니다.

30mA라는 기준은 심장 때문에 정해졌습니다. 사람은 약 1~2mA에서 전기를 느끼고, 약 10~15mA를 넘으면 근육이 굳어 스스로 손을 떼기 어렵습니다. 전류가 더 커지면 심장이 떨리는 심실세동이 올 수 있어, 30mA를 넘으면 0.03초 안에 끊도록 정했습니다.

서로 대신하지 못하는 이유

한국전기안전공사도 질의회신에서 「배선용차단기 대신에 누전차단기를 사용할 수는 없다」고 선을 그었습니다. 누전 전용 차단기는 과부하와 합선을 못 봅니다. 그래서 분전반에는 둘을 합친 겸용 제품이 많이 쓰입니다.

두 차단기가 모두 놓치는 위험도 있습니다. 플러그가 헐거워 접점이 달아오르는 접촉 불량은 흐르는 전류가 그대로라 둘 다 모릅니다. 낙뢰로 순간 전압이 튀는 서지도 두 차단기가 손쓸 수 없습니다.

상황	과부하(배선용) 차단기	누전 전용 차단기
과부하·합선	끊음	못 봄
큰 누전(수 A 이상)	접지가 좋으면 끊음	끊음
작은 누전·감전(mA 단위)	못 봄	끊음
접점 발열	못 봄	못 봄
서지	못 봄	못 봄