현대오피스 코팅기 포토라미 PL-3304 자가수리로 배운 접지의 중요성
- 전원 연결시 누전차단기 내려가는 트립 증상 -


지인이 수리를 부탁한 현대오피스의 코팅기다.
우리 어렸을적 은행잎 넣고 글귀 넣어 문방구에서 몇 백원에 코팅했던 기억이... ^^;;

증상은 전원을 인가하면 바로 두꺼비집의 누전차단기가 떨어진다고 한다.
누전 혹은 쇼트겠거니하고 일단 수리해보겠다고 하고 작업대에 올렸다.

코팅기는 처음이라 구조파악도 할겸 겸사겸사..


받아서 집마다 틀릴 수 있으니 전원인가 해보았다.
바로 차단기가 떨어져 버린다.

아파트 전실에 있는 두꺼비집의 누전차단기는 30A를 사용하고 있는데..
전원인가하자마자 30A 이상을 사용할 일은 없겠고,,
말 그대로 누전에 의한 트립이 발생한 경우겠다.

쇼트가 날 경우 기기의 기판이나 트립을 지원하는 멀티탭이라면 거시서 먼저 차단되고 부품에 물리적 소손이 동반된다.




접지 관련 전기 상식



위의 콘센트 사진에서 붉은색원으로 표시된 단자가 접지단자다.

집벽에 달린 콘센트의 접지라인은 집에 하나씩 있는 두꺼비집의 접지바에 모이고 누전차단기와 공조한다.
기기에서 누전된 전기를 수도꼭지와 같은 곳에 하지말고 콘센트의 접지라인과 연결해야하는 이유다.

보통 누전의 위험이 적다고 판단되는 기기는 크게 문제가 안되지만,
원가 절감을 목적으로 무접지 케이블을 쓰는 기기들이나 이러한 내용을 알지 못한 채 무접지 코드로 자가 교체하는 것은 위험할 수 있다는 얘기다.

이를테면 세탁기에서 특정 부품의 소손으로 본체에 전기가 흐른다고 가정해보자.
이경우 본체의 도체 부분에 접지라인이 연결되도록 설계되어 있고 접지 코드를 이용하여 콘센트에 꽂았다면,
누전차단기가 동작해 전기를 끊어 버릴것이다.

그렇지 않다면 누전차단기는 동작하지 않아 사람이 감전되어 매우 위험할 수 있다.
즉 두꺼비집의 누전차단기가 내려가는 것은 위험한 상황이 발생한 것이고 이를 확인하라는 매우 중요한 시그널인 것이다.

누전차단기의 경우 스위치 옆에 노란색(구, 주황색)버튼이 하나 있는데,
이 버튼을 누르면 내부적으로 누전과 같은 상황을 만들어 동작여부를 테스트할 수 있다.

몇 개월에 한 번씩 민감한 전자 기기의 콘센트를 빼고 테스트를 해서 잘 작동하는지 테스트를 권고하지만,,
뭐.. 실제로 이렇게 하는 집은 필자를 포함하여 극히 드물긴하다.


마지막으로,
부하의 전류량을 감지하여 허용용량 이상의 전류가 사용될 경우 차단하는 기능이 더 중요한데,,
집을 설계할 때 책정한 부하량에 준하여 케이블을 선택하게 되는데 이보다 높은 부하가 사용되면 전선이 녹아 화재로 이어질 수 있기 때문이다.

부하량 초과시 차단하는 기능만을 지원하는 차단기를 배선차단기라고 부르고,
누전차단기는 이 기능과 더불어 누전 차단 기능을 모두 지원하며 가격도 배선차단기에 비해 더 비싸다.

DIY 입장에서,,
메인차단기는 20A인데 직접 만든 스폿용접기에 30A 배선차단기를 달아주는 것은 아무런 효과를 보지 못하는 건 이런 이유때문이다.










수리(디버깅) 로그


각설하고,,
뚜껑을 열어 보았다.
중앙에 알루미늄 플레이트와 롤러가 보이고
왼편엔 선풍기 회전에 쓰이는 것과 같은 종류의 저속 AC 모터가 보인다.
오른쪽엔 메인 컨트롤 보드가 위치해있다.

그래봤자 온도센서를 체크한다던지 저항치에 따라 전류량을 조절한다던지가 전부라 복잡하지 않고 단촐하다.



선풍기 회전용 모터가 같은 저속 AC 모터다.
전원이 인가되면 이녀석이 무조건 돌면서 뎊혀진 롤러를 돌린다.




사진에 설명을 달았고 앞서 살짝 설명했지만 구조는 간단한 편이다.

트라이악이나 일부 능동소자가 소손되어 쇼트가 날 수 있나 싶어 메인보드의 부품들을 꼼꼼하게 살펴보았지만,
물리적으로 소손된 소자들은 보이지 않았다.

+
육안으로 보이지 않을 경우 소자를 떼어내서 양부테스트를 해야할 수도 있다.
이 경우 디쏠더링이 깔끔하지 않거나 그 과정에서 소손될 수 있기에 살짝 난이도가 있다.

뭐 이경우는 누전이라 부품들과는 크게 관련이 없다.


뒷판의 납땜상태도 냉납이 보이지 않고 육안검사로는 양호한듯 보인다.



딸깍(?) 스위치형 가변저항이다.
OFF 상태에선 열선이 동작하지 않고 ON에서 저항치에 따라 온도가 조절되는 구조다.

저항테스트시 정상







가시 정보를 위한 LED 패널이다.
전원 정보와 예열 정보를 나타낸다.

역시 육안상 특별한 문제는 보이지 않는다.



중앙 기판에서 점프되어 아래로 나가는 두 개의 빨간색 선이 열선으로 들어가는 메인 전원이다.
220VAC가 한쪽 선에서 열선 두 개를 거친 후 다른쪽 선으로 이어진다.



또 하나의 전원이 220V 인입단에서 바로 나와 반대편 싱크로 모터에 직결되어 있다.
메인 스위치가 켜지면 무조건 모터가 돈다.




중앙부 분해


가장 먼저 플레이트와 220V 전원 선간의 도통테스트를 해보았다.
쇼트는 아니다.



모터를 탈거하고 본 모습이다.
상하의 열선이 온도퓨즈를 사이에 두고 붉은 색 케이블이 연결되어 있고,
각각의 플레이트도 노란색/녹색이 혼합된 접지케이블로 연결된다.



열선을 감싸고 있는 내열(?) 절연지다.
양끝부분이 사진처럼 조그맣게 리벳처리되어 있다.




이게 열선이다..
220V가 이 열선을 통과하면서 발생한 열로 최종 롤러봉을 달구게 된다.








열선은 위에 하나 아래에 하나가 두 개가 있고 오른쪽에서 온도 퓨즈를 통해 연결되어 있다.
전체적으로 열선을 절연지가 감싸고 그 위에 열전달이 잘되는 알루미늄 플레이트가 덮고 있는 구조이다.

그리고 220V의 인입 접지선이 이 알루미늄 플레이트에 연결되어 있다.

즉 결과로 보면 이 플레이트에 전기가 누설되었다고 추측이 가능하다.



본체 아래에 중앙에 위치한 조그마한 부품이다.
아래측 열선의 플레이트 롤러봉에 접촉하여 온도(?)를 체크하는 센서로 보인다.



분해하면서 보니 하단롤러에 이물질이 눌러붙어 있다.



코팅중에 뜨거워진 비닐이 걸려서 돌돌말린 상태로 눌려 붙어버린듯 싶다.



이물질 제거
- 추정컨대 사용중 종종 이렇게 걸리는 듯 싶다. -



체크를 위해 하단 열선판 분해



상단 열선과 하단 열선이 220V 인입 반대편에서 이 퓨즈를 통해서 연결되어 있다.

SANYUAN RY227
이라는 부품번호가 프린팅되어 있다.

227도까지 도통 그 이상의 온도면 이 퓨즈가 끊어저 작동을 멈추는 구조다.








열선에 체결된 알루미늄 히트싱크를 탈거해보니 무엇때문인지는 모르겠지만 살짝 휘어 있다.
원래 그런건지 사용중 물리적인 힘을 받은건지는 이 제품을 처음 봐서 알수가 없다.



분리하면서 떨어진 이물질과 절연지에서 떨어진 먼지들을 제거하고 혹시나 싶어 이 상태로 조심스럽게  전원 인가를 해봤다.
차단기가 안내려가고 모터가 돌기 시작한다.

그래서 다시 플레이트를 고정하고 전원을 다시 넣었더니 정상 동작,
여기에 접지선을 알루미늄 플레이트에 가져다 대자마자..
두꺼비집 차단기가 바로 내려갔다
.

서둘러 차단기를 올리고 플레이트의 전압을 재어봤다.



상하 플레이트와의 접지 연결을 끊고 전압을 재보니,
위쪽은 콘센트 접지와 기준선사이의 전위차인 6.8V 정도가 나오고,
아래쪽의 알루미늄 플레이트를 찍어보니 217V가 나온다.

아래 플레이트로 좁혀졌다.



아래 플레이트 다시 탈거후 센서의 내열실리콘 위로 튀어나는 리드에 대고 측정하니 217V 측정되었다.

결국 이 센서의 전기가 플레이트를 통해서 누전차단기까지 들어가 작동한 것이다.

조금 당황스럽다.



온도센서로 쓰이고 있는 제너다이오드다.
구글링 결과 온도에 따라 전압-전류의 차이가 생기고 컨트롤러에서 이를 감지하여 온도를 역산하는 것 같다.

온도를 체크하기 위해 제너다이오드가 롤러부분에 접촉되어 있어야하는데 어떤 이유에선지 눕혀져 있어 발생한 문제다.
내열 실리콘 위로 튀어나온 다이오드의 리드가 알루미늄 플레이트에 접촉하여 결국 누전차단기가 감지 트립다운 된 것이다.

이것이 주된 원인다.








그림으로 그리면 다음과 같다.

전화로 확인해보니 본체를 연 기억이 없다고 하니 이 센서가 어떤 이유로 눕혀져 있었는지 모호하다.


여튼 정리하면,,
온도센서의 내열실리콘 마감이 허술했던 것이 가장 큰 원인,
제너다이오드 리드가 제대로 컷팅안된 것이 두 번째 원인,,
그러한 상황에서 이 센서가 눕혀져 있어 발생한 문제다.

QC 불량!!

QC불량!! 이라고 말할 수 있을까 싶긴 해도 여튼 사견은 그렇다.
여러 원인이 복합적으로 작용한 문제였다.



보강 및 조립


이런식으로 체결되어야 한다.



내열 실리콘이 없어 캡톤테이프로 다이오드 간섭없이 리드가 튀어나온 부분만 감싸두었다.
내열실리콘을 하나 사야할까보다.



혹시 몰라 코팅기에 자주 발생한다는 열선을 고정한 리벳 부분도
마찬가지로 내열 테이프인 캡톤테이프로 마감했다.



앞서 얘기했듯이,,
217V가 아닌 6.9V로 중성선과 접지선간의 전위차로 발생하는 전압이고 정상이다.



이제 가장 중요한 접지라인을 연결해주었다.



마지막으로 반대편에서 아래 플레이트와도 연결해주었다.






잘된다.



궁금해서 전력체크
200W 정도..



정격소비전력은 450W 이내이다.





차단기가 내려가는 현상은
안전사고를 막기 위한 대단히 중요한 초기 시그널이다.

실제 원인을 파악하기 전까지는 간단하게 미봉책 처리 후 사용을 자제하는 것이 옳겠다.
이를테면 이 경우 접지를 끊어버리고 사용하면 내부에서는 누전상태로 사용하는 거라 바람직하지 못하다.
- 사실 정확한 원인을 찾지 못할 경우 접지를 끊고 수리를 마무리 할 수도 있었다. -

이번 수리는 그동안 무감각해져 간과했던 접지와 전기 안전에 대해서 재고할 수 있었던 유익한 시간이었다.



이상 코팅기 수리기 끝!!