서지 침입 시 접지극의 과도현상과 대책


주파수에 따른 접지극 특성

1)상용주파 영역

  • 단순한 저항으로 해석

2)고주파 영역

  • 리액턴스의 영향이 크기 때문에 임피던스로 해석

3)접지 임피던스

\[접지임피던스=\frac{접지극에 걸리는 전압}{접지극에 흐르는 전류}\]
  • 접지 임피던스는 접지극의 형상, 포설방식, 포설면적 등에 따라 달라진다
  • 접지 임피던스는 서지의 전류파형 및 대지저항률에 따라 달라진다

서지 침입 시 접지극의 특성

1)서지파형의 특성

  • 서지 침입시 대지전위는 수[μs]동안 급격히 증가 후 서서히 감소
  • dv/dt, di/dt가 상승 시에 매우 크다

2)서지의 파형이 접지 임피던스에 미치는 영향

  • 정전용량이 큰 경우→순간적인 대전류가 흐른다
\[I_c=C\frac{dv}{dt}[A]\]
  • 유도성 리액턴스가 큰 경우→역기전격이 커짐→전류를 방향→접지극의 임피던스가 매우 커진다.
    (상기의 이유로 피뢰침의 인하도선은 금속관에 넣지 않는다)
\[e=-L\frac{di}{dt}[V]\]

접지전극의 과도형상에 대한 대책

  • 서지임피던스를 감소시켜서 과도 접지전위 상승을 억제하는 것이 주안점
  • 망상접지극 : 유효거리 내 면적이 넓은수록 임피던스가 감소
  • 주접지망으 서지 유입점 근처에 보조접지망 설치
    • 보조 접지망은 주접지만과 같거나 더 굵은 것을 사용
    • 보조 접지만은 만상보다 방사상으로 하는 것이 효과적임
    • 간격은 좁을수록 효과적임
    • 보조 접지망의 반경은 대지저항률이 클수록 넓게 한다.
대지저항률100[Ωm]500[Ωm]1,000[Ωm]
보조망의
반경
10[m]20[m]40[m]

접지방식의 결정(형태에따른)

단독접지의 공용접지
도심지 대형 건축물의 구조체 접지설계 시 검토사항
통합 공통접지방식
등전위 본딩
접지선 접지봉
서지 침입시 접지극의 과도현상과 대책


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