김형민 <뉴욕주 공인 홈인스펙터>
오늘날 가정용 전기선은 3가닥의 선으로 구성되어 있다. 상선(Hot Wire), 중성선(Neutral Wire), 접지선(Grounding Wire 혹은 Earth Wire)을 하나로 묶은 케이블(Cable)을 사용한다. 그리고 전기선은 안전한 전기사용을 위해 선 한가닥 한가닥이 겹겹으로 포장되어 있다.
전기선의 구조를 보면 제일 안쪽에 구리선(혹은 알루미늄선)이 자리잡고 있고 이 구리선을 PVC 단열제(Insulation)로 감싸 준다음 마지막으로 상선, 중성선, 접지선3가닥의 선을 한꺼번에 감싸기 위해 PVC 외피(Jacket)로 한번 더 감싸준다.
이러한 철저한 포장이 이루어진 상태에서 전기선으로 부터 누전은 절대 가능하지 않는 것처럼 여겨진다. 그런데 누전은 언제든지 발생할 수 있고 화재나 감전의 원인이 되고 있을 뿐만 아니라 이러한 누설전기로 인해 전기요금 또한 올라갈 수 있음을 주지해야 한다.
누전은 글자 그대로 전선에서 전기가 새어나와 가까이 있는 통전이 쉽게 이루어질 수 있는 금속등의 매체를 통해 비정상으로 흐르는 현상을 말한다. 이는 마치 구멍난 물호스에서 새어나온 물이 어디론가 흘러가는 이치와 같다. 전기누전의 일차적인 원인은 쥐 등이 선을 갉아서 혹은 전선이 낡거나 긁혀 전선피복이 손상되면서 발생한다.
그 외에 철저하게 감싸지않은 전선과 전선을 잇는 연결부위에서 누전이 발생하기도 하기도 한다. 만일 전기를 전혀 사용하지 않고 있는데도 전기계량기가 여전히 돌아가고 있다면 어딘가에서 누전이 진행되고 있음을 알 수 있다.
전기란 무엇인가. 전기는 통전가능한 매체만 있으면 주저하지 않고 접촉하고 있는 매체를 경유하여 물처럼 흐르는 특성을 가지고 있다. 그 매체중 가장 흔한 것은 바로 구리등의 금속이고 심지어는 공기도 매체가 되어 전기의 흐름을 유도하는데 그 대표적인 예는 바로 전호(Arc)나 번개(Lightning)를 들 수 있겠다.
그렇다면 물은 어떠한가. 불순물이 전혀 없는 그야말로 청정수(Pure Water)는 전기가 통할 수 없지만 물속에 소금이나 산(Acid)이나, 용매제(Solvent)등이 약간만 들어 있어도 전기가 흐르게 되어있다. 폭풍이 몰아치는 날 전봇대에서 지상으로 떨어진 전선에서 흘러나온 전기가 젖은 땅을 지나는 행인을 우발적으로 감전시키는 사건을 익히 알고 있다.
완전히 마른 나무는 청정수처럼 전기가 통하지 않으나 일단 물이 스며들면 전기통전의 역할을 하기때문에 이 또한 전기사고의 매체가 되기도 한다. 우리의 피부는 어떠한가. 건조한 피부는 전기에 대한 저항이 강한반면 젖어 있는 피부는 전기가 흐르는 매체로 쉽게 둔갑하기 때문에 젖은 손으로 전기를 만질때 감전사고가 발생하곤 한다. 따라서 특히 습한 곳이나 젖어 있는 곳에서는 전기사용에 대한 경각심이 필요하다.
접지선은 이상전압 혹은 누설전류를 대지로 안전하게 방전시키기 위해 땅에 연결하는 도선(구리선)을 말한다. 역사적으로 접지선의 시초는 피뢰침을 발명한 미국의 플랭크린이 1753년 에 피뢰침의 아래쪽 끝을 땅속에 묻은 데서 시작되었다.
접지선 본래의 기능은 전기기기를 대지와 도선으로 연결하여 전기장치나 케이스 등의 전위(전기장에서 단위전하가 갖는 위치에너지로 볼트를 의미함)를 대지의 전위와 같게 하여(즉 제로상태로 만듬) 안전사고를 예방할 수 있기 때문에 우리 몸이 전기기기에 닿아도 감전이나 쇼크를 방지하게 된다.
1960년대 이전에 지은 주택은 보통 2개의 전선(상선과 중성선)을 통해 각 가정에 전기를 공급했다. 감전등 전기안전사고를 미연에 방지하기 위해 접지선을 포함하는 3개의 도선을 통한 전기공급은 1960년대부터 가능하게 되었는데 그 방법은 배전반(Main Circuit Breaker Panel)에서 중성선에 접지선을 연결하는 형태로 이루어져 있다.
그러나 중성선은 내선규정에서 일반적으로 상선을 경유해 전류가 흐르는 전기회로의 일부로 구성되어 있으며 항시 전류가 흐르는 통전상태를 지니고 있어 전압선으로 분류하고 있는 반면 접지선은 이상전압이나 누전등으로 인한 경우를 제외하고는 정상적인 상태에서는 전류가 흐르지 않는 상태를 유지하고 있다는 점에서 그 차이점을 두고 있다.
가장 중요한 접지선의 역할은 특히 물을 많이 사용하는 부엌, 화장실, 빗물 등으로 습한 주택외벽에 GFCI(Ground Fault Circuit Interrupter)를 내장한 콘세트(Outlet)를 설치함으로서 전기의 안전한 사용을 더욱 극대화 시킬 수 있다.
GFCI는 상선과 중성선을 통해 들어오는 전류의 양을 감지하는 센서가 들어 있어 인체에 해를 끼칠 수 있는 아주 미미한 정도의 과전류가 비정상적으로 유입될 경우 감전방지를 위해 순간적으로 30분의 1초만에 전원을 차단하는 기능을 가지고 있기 때문이다
