교류 접촉기 테스트 방법

피닉스의 한 HVAC 기술자가 10분 정도 작동하다가 멈추는 에어컨을 점검하기 위해 출동했습니다. 에어컨 구성 요소를 육안으로 검사한 결과 온도 조절 장치나 차단기에는 이상이 없었습니다. 기술자는 멀티미터를 사용하여 실외 응축기 장치의 AC 접촉기에서 전압을 측정하고 신속하게 문제를 진단했습니다. 접촉기 코일에는 전원이 공급되고 있었지만, 과열로 인해 접점이 자주 끊어지면서 압축기에 간헐적인 전압만 공급되고 있었습니다. 접촉기는 부하가 걸리면 덜컹거리고 과열되었으며, 따라서 압축기 내부의 열 과부하 보호 장치가 과열로부터 압축기를 보호하기 위해 압축기를 끄고 있었습니다. 기술자는 각 단자에서 예상되는 전압 값(그리고 비정상적인 값의 형태)에 대한 지식 덕분에 신속하게 문제를 진단할 수 있었습니다. 이 글은 점검 순서에 대한 지침을 제공하며, 이는 단순히 부품을 교체하는 사람과 진정한 진단가를 구분하는 중요한 차이점입니다.“

교류 접촉기의 역할과 회로에서의 위치

실외 응축 장치의 AC 접촉기는 에어컨(A/C) 또는 히트 펌프(HP) 시스템의 높은 전압과 전류를 처리하도록 설계된 릴레이입니다. 냉방이 필요할 때, 온도 조절기는 온도 조절기 배선을 통해 24V AC 전원을 접촉기 코일로 보냅니다. 코일에 전원이 공급되면 자기장이 생성되어 플런저를 아래로 당겨 두 접점을 닫습니다. 이렇게 하면 접촉기 접점을 통해 240V(소형 장치의 경우 120V) 전원이 압축기 및 팬 모터에 연결됩니다. 온도 조절기가 설정한 온도가 되면 코일에서 24V 전원이 차단되고 자기장이 소멸되며, 스프링의 힘으로 플런저가 다시 위로 올라가 두 접점을 모두 닫고 시스템이 꺼집니다.

실외기 전기 패널에는 직사각형 모양의 접촉기가 있습니다. 이 접촉기는 1극, 2극 또는 3극일 수 있으며, 각 극에는 라인(입력 전원) 및 부하(압축기 및 팬으로 출력) 단자와 코일(저전압 제어) 단자가 있습니다. 실외기 내부에서 테스트를 시작하기 전에 먼저 실외기 근처 벽에 설치된 차단 스위치를 찾아 꺼야 합니다. 또한 메인 배전반에서 콘덴서에 전원을 공급하는 차단기를 꺼서 접촉기를 이중으로 절연해야 합니다. 이는 전기 작업을 시작하기 전에 반드시 해야 하는 작업입니다. 접촉기의 라인 측 접점에는 접촉기가 닫혀 있든 열려 있든 항상 차단기에서 접촉기로 전압이 공급됩니다. 비접촉식 전압 테스터를 사용하여 접촉기에 연결된 전선을 만지기 전에 각 단자의 전압이 0V 이하인지 확인하여 접촉기를 전압으로부터 절연해야 합니다.

접촉기가 이미 고장났는지 확인하는 방법: 육안 검사

대부분의 경우 육안 검사를 통해 멀티미터를 사용하기 전에 무엇이 문제인지 파악할 수 있습니다. 전원이 꺼져 있는지 확인하고 점검 패널을 제거한 후 AC 접촉기를 자세히 검사하십시오.

• 타거나, 움푹 패이거나, 검게 변한 접점. 접촉 패드는 깨끗하고 매끄러워야 합니다. 만약 접촉 패드가 분화구처럼 검게 변했거나 녹아내린 듯한 모습이라면, 접촉기가 간헐적으로 작동하더라도 고장 상태일 가능성이 높습니다. 접촉면의 이러한 손상은 저항을 증가시켜 열을 발생시키고, 결국 용접이나 개방 회로 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 플라스틱 본체가 녹거나 변색되었습니다. 단자를 둘러싼 플라스틱 외함에 열 손상이 보이면 연결이 느슨하거나 접촉 불량으로 인해 반복적으로 깜빡임이 발생한 것입니다. 접촉기를 교체하십시오.
• 코일이 부풀어 오르거나 타버렸습니다. 일부 접촉기에서는 코일 권선을 측면에서 볼 수 있습니다. 코일이 과도한 열에 노출되면 부풀어 오르거나 균열이 생기거나 그을음 자국이 나타나는 등의 손상 징후가 보일 수 있습니다. 일반적으로 코일이 고장 나면 저항 테스트에서 단선으로 나타납니다.
• 접촉면 사이에 잔해물이나 죽은 곤충이 있을 수 있습니다. 개미는 접촉기가 생성하는 자기장에 이끌려 접촉기가 닫힐 때 접점 사이에 끼어 압사하는 경우가 많습니다. 이는 따뜻한 기후에서 접촉기 작동이 간헐적으로 멈추는 원인 중 하나로, 의외로 흔한 현상입니다. 접촉면을 청소하면 접촉기가 다시 작동하는 경우도 있지만, 아크로 인해 접촉면이 손상된 경우에는 교체해야 합니다.

접촉기를 육안으로 검사할 때 이상 징후가 발견되면 교체해야 합니다. 멀티미터를 사용한 테스트는 접촉기의 진단을 확인하고 상류 또는 하류에 결함이 있는지 판단하는 데 여전히 유용하지만, 육안 검사에서 이상 징후가 발견되면 해당 접촉기는 이미 교체해야 할 것으로 간주합니다.

멀티미터를 이용한 접촉기 코일 테스트

전원이 꺼진 후에는 두 리드를 모두 분리한 상태로 벤치탑이나 현장에서 접촉기 테스트를 수행할 수 있습니다. 코일에는 A1과 A2로 표시된 두 개의 단자가 있으며, 대부분의 가정에서는 24VAC 전원을 사용합니다. 디지털 멀티미터를 저항(Ω) 모드(일반적으로 200옴 또는 400옴 모드)로 설정하고 리드를 두 코일 단자에 연결합니다. 양호한 상태의 24VAC 접촉기 코일은 10~20Ω 사이의 저항값을 나타냅니다. 대형 접촉기는 일반적으로 10Ω 미만의 저항값을, 소형 접촉기는 일반적으로 20Ω 이상의 저항값을 나타냅니다. 실제 저항 측정값 자체보다는 다음 세 가지 범주 중 하나를 선택하는 것이 더 중요할 수 있습니다.

• 개방 회로(OL 또는 무한 저항)코일 권선이 끊어졌습니다. 접촉기가 작동하지 않습니다. 교체하십시오.
• 매우 낮은 저항(0옴에 가까움)코일 내부에 단락이 발생했습니다. 드문 경우이지만, 단락된 코일은 과도한 전류를 끌어당겨 온도 조절기 변압기를 소손시키거나 제어 퓨즈를 끊어뜨릴 수 있습니다. 접촉기를 교체하십시오.
• 10~20옴 범위에서 안정적인 측정값코일은 전기적으로는 정상적으로 작동하는 것으로 보입니다. 하지만 접촉기에 기계적인 문제(예: 플런저 고착, 스프링 파손 등)가 있을 수 있지만, 코일 자체는 정상적으로 작동합니다.

이 저항 테스트는 접촉기를 장치에서 분리할 필요는 없지만, 온도 조절기 또는 변압기를 통한 병렬 경로 측정을 방지하기 위해 제어선은 최소한 하나의 코일 단자에서 분리해야 합니다. 널리 참조되는 응용 노트에서 이 내용을 확인할 수 있습니다. 플루크 코퍼레이션 릴레이 및 접촉기 코일 테스트에 대한 자세한 내용을 제공합니다.

접점의 연속성 및 저항 테스트

전원이 차단되고 접촉기의 부하측 단자가 분리된 경우, 접촉기의 주 전원 접점을 테스트하여 전원이 차단되었을 때 전기적 경로가 없는 개방 회로를 나타내는지, 그리고 접촉기가 작동되었을 때 낮은 저항의 연속성을 보이는지 확인하십시오.

각 기둥을 테스트하려면 다음 단계를 수행해야 합니다.

1. 전원 차단 테스트: 각 전주 부하 단자의 저항은 선로 단자와 해당 부하 단자 사이에 접촉기를 연결하지 않은 상태에서 측정해야 합니다. 측정값은 개방(OL) 상태여야 합니다. 접촉기가 개방된 상태에서 저항이 측정되면 용접 접촉이나 절연체에 탄소 트래킹이 발생한 것이므로 접촉기를 교체해야 합니다.
2. 수동으로 종료된 테스트: 절연 드라이버로 접촉기의 플런저를 누르면 코일의 전기적 작동을 시뮬레이션할 수 있습니다. 플런저가 눌린 상태로 유지되는 동안 접촉기 내부의 각 극에서 라인과 부하 사이의 저항(옴)을 측정하십시오. 정상적인 접촉기는 테스트 리드의 저항 때문에 1옴 미만(정상 범위 0.2~0.5옴)의 저항값을 나타냅니다. 측정값이 1옴보다 크거나 높은 값과 낮은 값 사이를 지속적으로 오르락내리락하는 경우 접촉 불량을 의미하므로 접촉기를 교체해야 합니다.

수동 폐쇄 테스트는 접점을 코일 회로에서 분리하고 스위치 소자의 상태를 확실하게 확인할 수 있는 간단하고 효과적인 방법입니다.

실제 전압 테스트: 부하 시 발생하는 현상 측정

접촉기가 정적 저항 테스트를 통과하고 24볼트 미만의 전압을 출력하는지 확인하여 정상 작동하는지 확인하는 것 외에도, 활선 전압 테스트라는 추가적인 테스트가 필요합니다. 활선 전압 테스트는 시스템에 전원이 공급된 상태에서만 수행할 수 있으며, 자격을 갖춘 작업자가 필요한 개인 보호 장비(PPE)를 착용하고 특별한 주의를 기울여 실시해야 합니다. 캐리어(Carrier)에서 제공하는 자료에는 주거용 분리형 에어컨 시스템의 작동 전압을 측정하는 안전 절차가 자세히 설명되어 있습니다.

온도 조절기가 냉방을 요구하는 상태에서 다음 사항을 측정하십시오.

• 코일 단자(A1 및 A2) 양단에테스트를 시작하기 전에 먼저 24볼트 AC 정도의 전압이 측정되는지 확인해야 합니다. 전압은 측정되지만 접촉기가 작동하지 않는다면, 연속성 테스트는 통과했더라도 접촉기 코일 내부에 기계적 결함(플런저 고착 등)이 있는 것으로 간주해야 합니다.
• 각 송전선로-부하 기둥을 가로질러접촉기를 테스트하려면 압축기를 작동시키면서 접촉기를 닫힌 위치에 놓고 라인 단자와 해당 부하 단자 사이의 전압을 측정해야 합니다. 정상적인 접촉기는 저항이 매우 낮기 때문에 일반적으로 0.1볼트 미만의 거의 0볼트가 측정됩니다. 0.5볼트 이상의 큰 전압 강하가 측정되면 접촉기의 저항이 높아서 열이 발생하고 있는 것이므로 접촉기를 교체해야 합니다.
• 각 단자의 선로-접지 및 부하-접지측정 결과 전압이 안정적으로 유지되고 있음을 알 수 있습니다. 접촉기가 닫힌 위치에 있을 때 부하 LG 전압이 공급 전압(일반적으로 접지 기준 각 상간 120V)과 같거나 그 근처 수준을 유지하려면 LG 전압이 공급 전압과 같아야 합니다.

접촉기는 측정값과 관계없이 전기적으로 정상 작동해야 합니다. 측정값이 허용 범위를 벗어나는 경우, 수리 또는 교체가 필요하며, 그 후에야 다시 가동할 수 있습니다. 만약 측정값 중 하나라도 닫힌 접점 사이에서 전압 강하가 발생한다면, 이는 해당 접촉기가 열적 고장으로 이어질 가능성이 높다는 것을 의미합니다.

접촉기에서 덜컹거리는 소리나 윙윙거리는 소리가 나면 어떻게 해야 할까요?

AC 접촉기에서 빠른 개폐 소리(또는 덜컹거리는 소리)가 들리면 코일에 접촉기를 닫힌 상태로 유지하기에 충분한 전압이 공급되지 않는 것일 수 있습니다. 코일 전압이 낮은 원인은 다음과 같습니다. 1) 온도 조절기 불량(온도 조절기가 장치를 끄도록 명령하거나 압축기를 계속 작동시키는 경우), 2) 온도 조절기와 24V 제어 배선 사이의 연결 불량 또는 느슨한 연결, 3) 용량이 작거나 불량인 변압기(변압기는 일반적으로 에어컨 시스템의 외부 고전압 부분에 설치됨)로 인해 라인 전압이 24V로 낮아지는 경우. 접촉기 코일 단자에 충분한 전압이 공급되는지 확인하려면 접촉기가 덜컹거리는 동안 전압을 측정해야 합니다. 코일 단자의 전압은 20V AC 이상이어야 합니다. 만약 20V AC 미만이면 접촉기 상류 쪽에 문제가 있는 것입니다. 접촉기 코일 단자에서 24볼트 교류의 안정적인 전압이 측정되는데도 접촉기가 계속해서 덜컹거린다면 코일(또는 차폐 링)에 결함이 있는 것입니다.

차광 링에 결함이 있으면 전원이 공급될 때 큰 윙윙거리는 소음이 발생하고 플런저가 제대로 고정되지 않습니다. 이 문제를 해결하려면 접촉기를 교체해야 합니다.

현장 테스트부터 공장 테스트까지: 접촉기 검증의 모든 영역

30분간의 서비스 방문 동안 기술자들은 육안 검사, 코일 저항 측정, 접점 간 전압 강하(접점 헤드) 점검 등 여러 가지 테스트를 수행합니다. 이러한 활동에 소요되는 시간은 제조 라인을 떠나기 전 각 접촉기에 대해 수행되는 품질 평가의 극히 일부에 불과합니다.

제조 공정에서 이러한 수준의 품질을 달성하기 위해 제조업체는 자동화 테스트를 포함한 다양한 품질 보증 프로세스에 의존합니다. AC 접촉기 테스트는 단일 장비에서 모든 자동화 테스트 프로세스를 통합 스테이션에서 조정하여 수행할 수 있습니다. 위에서 설명한 자동화 테스트 프로세스를 거치면 제조업체는 기술자가 고객에게 접촉기가 명판 사양을 충족하여 제조되었음을 보증하는 데 필요한 테스트 데이터를 생성합니다.

접촉기, 계전기 및 유사한 전기 기계 장치 제조업체의 경우 자동화 테스트 장비는 수동 테스트로는 달성할 수 없는 처리량과 문서화를 제공합니다. 벤롱 오토메이션(Benlong Automation)의 AC 접촉기 종합 테스트 장비 이러한 시스템의 한 예로, 생산 라인 품질 관리에 필요한 전기 및 기계 테스트를 하나의 스테이션에 통합하여 디지털 추적성을 갖춘 교정되고 반복 가능한 결과를 제공합니다. 이는 이 가이드에 설명된 현장 테스트의 상류 단계에 해당합니다. 동일한 매개변수를 동일한 물리적 원리로 측정하지만, 생산 속도에 맞춰 완벽한 문서화와 함께 수행됩니다. 공장에서 개별적으로 테스트를 거친 접촉기는 이미 알려진 성능 기준선을 가지고 기술자의 손에 들어가므로, 현장 테스트는 새로운 발견이 아닌 확인 작업이 됩니다.

자주 묻는 질문

에어컨 접촉기가 고장 났는지 어떻게 알 수 있나요?

가능하다면 접촉 불량의 육안적 징후를 확인하십시오. 접점에 타거나 움푹 패인 자국, 접촉기 본체의 플라스틱 용융, 코일 팽창 등이 나타날 수 있습니다. 전기적으로 불량인 접촉기는 코일 단선(연속성 없음), 접점 용접(전원이 차단되었을 때는 연속성 있음), 또는 닫힌 접점 양단의 과도한 전압 강하(0.5V 초과)로 나타납니다. 접촉기에서 윙윙거리는 소리나 덜컹거리는 소리가 나는 것도 고장의 징후입니다.

멀티미터로 접촉기를 테스트할 수 있나요?

디지털 멀티미터를 사용하면 AC 접촉기의 모든 기능을 테스트할 수 있습니다. 먼저 A1에서 A2까지의 코일 저항을 측정합니다(24V 코일의 경우 10~20옴). 둘째, 접촉기를 수동으로 닫으면서 라인에서 부하까지의 접촉 저항을 측정합니다(1옴 미만). 마지막으로 전원을 켠 상태에서 두 접점을 통해 연속성을 측정합니다(전압 강하가 매우 낮음).

교류 접촉기의 저항값은 얼마여야 할까요?

접촉기의 접점 수에 따라 다르지만, 일반적인 24볼트 교류 접촉기의 코일 저항을 측정하면 10~20옴 사이의 값이 나옵니다. 단순한 단극 접촉기는 10옴에 가깝고, 더 큰 3극 접촉기는 20옴에 가깝습니다. 개방 회로(OL)이거나 0에 매우 가까운 값이 측정되면 코일이 고장난 것입니다.

멀티미터로 HVAC 접촉기를 점검하는 방법은 무엇입니까?

실외기 차단기에서 실외기의 전원을 차단하십시오. 실외기 핀 단자 사이의 전압이 0V인지 확인하십시오. 다음 단자에서 코일 전선을 분리하십시오. 멀티미터를 사용하여 각 코일 단자의 저항을 측정하십시오. 저항값은 10~20옴 정도일 것으로 예상됩니다. 플런저의 스템을 눌러 각 극의 선간 저항을 측정하십시오. 저항값은 1옴 미만일 것으로 예상됩니다. 접촉기가 전원에 연결되지 않은 상태(전선에서 분리된 상태)에서는 선간 회로가 개방되어 있어야 합니다. 접촉기가 이러한 테스트를 통과하면 실외기 차단기에서 실외기의 전원을 다시 연결하고 코일 전압이 24V AC인지 확인하고 각 접점에서 전압 강하가 거의 0V인지 확인하십시오.

참고 자료

• 플루크 사 - 릴레이 테스트 방법 — 디지털 멀티미터를 이용한 코일 및 접점 테스트에 대한 응용 노트.
• 캐리어 - 가정용 에어컨 서비스 가이드 — 분리형 에어컨 장치에 대한 제조업체 서비스 설명서.
• Trane - HVAC 서비스 및 문제 해결 자료 — 주거용 및 소규모 상업용 냉난방 설비 진단 절차.
• ACHR 뉴스 — 공조, 난방 및 냉동 관련 뉴스 — 냉난방 설비 부품 진단 및 교체에 관한 기술 기사를 게재하는 전문 간행물.

테스트 중 AC 접촉기 접촉기 진단은 육안 검사, 코일 저항 측정, 접점 연속성 확인, 그리고 실제 전압 강하 측정이라는 일련의 논리적 단계로 이루어집니다. 각 단계는 특정 고장 유형을 확인하거나 배제하는 데 사용됩니다. 접촉기가 타버린 것처럼 보이거나, 코일에서 개방 회로가 측정되거나, 닫힌 접점 사이에서 전압 강하가 발생하는 경우, 접촉기의 수명이 다한 것으로 판단합니다. 이러한 접촉기는 교체가 간단하고 비용도 저렴하며, 시스템을 안정적으로 작동하도록 복구할 수 있습니다. 뜨거운 옥상에서 휴대용 멀티미터로 측정하든 공장에서 자동화된 테스트 장비로 측정하든, 물리적 원리는 동일하기 때문에 측정 기준도 같습니다. 이러한 진단 순서를 숙지하면 간헐적인 냉방 문제를 매번 정확하게 진단할 수 있습니다.