접지설계 시 고려사항


접지설계 시 고려사항

접지란 어떠한 전기적인 대상물을 대지에 낮은 저항으로 연결하는 것으로 이상전류 발생 시 대지로 방류시켜 인축 및 설비에 악영향을 방지하기 위한 설비이다
강전용 접지는 주로 보안목적용으로 평상시 접지계에 전류가 흐르지 않는 것을 말한다
약전용 접지는 주로 회로기능용으로 사용시 접지계에 전류가 흐르는 것을 말한다

접지의 목적

  • 인축의 감전 방지
  • 화재 및 폭발 방지
  • 전기회로의 절연파괴 방지에 따른 신뢰도 향상
  • 계통회로전압, 보호계전기의 확실한 동작의 안정
  • 전위의 등전위화
  • 낙뢰, 서지, 고압선 단락사고 시 전위 상승 억제

접지설계 시 고려사항

1)토양특성의 검토

  • 흙의 고유저항은 흙의 종류, 수분의 양, 온도이며 그 밖에 이온화시키는 물질의 함유량에 따라 달라지므로 설계 및 시공 시 실측을 한다

2)최대 접지전류의 결정

  • 계통의 지락사고 시 변전소의 접지를 통해서 대지로 흐르는 접지전류의 최대값
  • 접지전류 중 40[%]는 가공지선으로, 60[%]는 구내 접지계를 통한다

3)소요 접지저항치 결정

  • 접지선, 접지극의 도체 저항
  • 접지전극의 표면과 대지사이의 접촉저항
  • 접지전극 주위의 토양저항 등
  • 이 중에서 토양의 저항이 제일 중요하며, 접지저항의 목표치는 
\[R=\frac{1,500~2,000}{I_g}[\Omega]\]

4)접지방식 선택

  • 접지의 목적에 따른 분류
    • 계통접지 : 대지전위 상승, 지락사고 검출, 이상전압을 억제하는 목적
    • 기기접지 : 감전사고 예방 및 기기보호
    • 피뢰기 접지 : 낙뢰 및 회로 개폐 시 과전압 방류
    • 약전접지 : 회로의 기능 유지가 목적
  • 접지형태의 따른 분류
    • 단독접지
      기기접지, 계통접지, 뇌보호접지를 분류하여 개별적으로 접지하는것을 말한다
    • 공용접지
      기기접지, 계통접지, 뇌보호접지를 1개소에 시공한 접지극에 개개의 설비기기를 모아서 접속하는 것을 말하여, 연접접지, 일점접지, 건축구조체 접지 등이 있다
  • 접지공사에 의한 분류
    • 제1종 접지공사, 제3종 접지공사, 특별 제3종 접지공사
      (계통접지, 보호접지, 피뢰접지로변경)
    • 제2종 접지공사 (변압기 중성점접지)
  • 접지공사별 분류
    접지동봉, 접지동판, 매설지선, 메시전극, 대상전극 등이 있다.

5)전위 경도의 계산

  • 보폭전압, 접촉전압 한계 이하가 되어야 한다
  • 보폭전압
    • 접지를 실시한 구조물에 고장전류가 흘렀을 때 접지전근 근처에 전위가 생기는데, 이때 양측의 다리에 걸리는 전압을 말한다
    • IEEE에서는 접지전극 부근의 대지면의 2점 간(양다리) 거리 1m의 전위차를 말한다
\[E_{stop}=I_b(2R_f+R_b)=\frac{157+0.94\rho_s}{\sqrt t}\]
  • 접촉전압
    • 작업자가 대지에 접촉하고 있는 발과 다른 신체 부분과의 사이에 인가되는 전압을 말한다
    • IEEE에서는 구조물과 대지면거리 1m에서의 전압차를 말한다
\[E_{touch}=I_b(R_h+R_b+\frac{R_f}{2})=\frac{157+0.24\rho_s}{\sqrt t}\]

6)인근 설비와의 검토

  • 수도관, 가스관 등의 공용설비와 충분한 이격거리 검토

7)안전성 검토 및 대책

  • 작업원, 운전원에 대한 대책
  • 보호망, 보호철책에 대한 접지 신뢰도 향상

8)보조적인 접지 개선의 실시

  • 접지저항을 낮게 하기 위하여 접지봉을 길게, 접지판을 추가 설치
  • 전위 경도를 개선하기 위하여 자갈, 아스팔트, 콘크리트 등의 고저항 실시
  • 지락전류의 일부를 가공 지선으로 분류

접지 설계

접지의 목적과 종류
접지설계시 고려사항
IEEE std 80 접지설계 개념
IEC 접비설계


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