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접지

접지의 목적

접지의 목적

[96-1]
전기설비 기술기준의 제정 목적과 접지의 목적을 설명하시오

1. 접지의 목적

접지의 분류는 크게 “보안용(보호용), 기능용, 뇌보호용” 접지로 나눌 수 있다.

1) 인체의 감전으로부터 보호 및 설비의 보호
2) 기준전위 변동을 억제하여 원활한 기능의 확보
3) 뇌에 의한 재해방지
4) 이상전압 저감
5) 통신선 유도장애(정전 및 전자유도 노이즈) 저감
6) 지락전류의 검출 등

2. 접지의 분류

1) 기기접지

전기기기의 금속외함(노출 도전성 부분)의 접지를 말하며, 프레임(Frame) 접지라고도 부른다. 기기의 절연파괴로 누설전류가 흐르는 상태에서 사람이 접촉했을 때 감전을 방지할 목적으로 접지를 시행한다.

→ 누전차단기(30mA, 0.03초 이내)를 시설하는 경우에 접지하지 않아도 된다.

→ 0.5초 이내 전로를 차단할 수 있는 과전류차단기가 시설된 경우 접지저항을 완화하여 적용할 수 있다.

[표] 접지공사의 종류 ……… [내선규정]

기계 기구의 구분접지 공사접지 저항접지선의 굵기
400[V] 미만의 저압제3종 접지100[Ω] 이하2.5㎟ 이상 연동선
400[V] 이상의 저압특3종 접지10[Ω] 이하2.5㎟ 이상 연동선
고압 또는 특별고압제1종 접지10[Ω] 이하6.0㎟ 이상 연동선
변압기 저압측 중성점 또는 전로의 1점제2종 접지150/Ia
300/Ia : 1~2초 차단
600/Ia : 1초 이내 차단
6.0㎟ 이상 연동선
[표] 접지공사의 종류 ……… [내선규정]

기기접지를 해야 하는 이유

접지의목적
\[V_0=\frac{R_0}{R_1+R_2}\times V\cdot\cdot\cdot기기접지 안한 경우\] \[V_0=\frac{R_2}{R_1+R_2}\times V\cdot\cdot\cdot기기접지 한 경우\]


예를 들어 계산하면, V=200[V], R1=20[Ω], R2=20[Ω], R0=5,000[Ω]

1) 기기접지 하지 않은 경우

\[V_0=\frac{5000}{20+5000}\times 200=199.2[V]\]\[I_0=\frac{V_0}{R_0}=\frac{199.2}{5000}=40[mA]\]

2) 기기접지를 한 경우

\[V_0=\frac{20}{20+20}\times 200=100[V]\]\[I_0=\frac{V_0}{R_0}=\frac{100}{5000}=20[mA]\]

2) 기능용 접지

① 정보·통신설비의 기능을 확보하기 위한 목적의 접지

② 기준전위 안정화(확보)를 위한 접지

③ 방식전류를 흐르게 할 목적으로 하는 접지

3) 뇌해 방지용 접지

직격뇌 또는 유도뢰에 의해서 발생된 뇌전류를 안전하게 대지로 방전시키기 위한 접지로 피뢰기, 피뢰침, 가공지선의 접지가 이에 해당된다.

4) 등전위화 접지

등전위 접지는 등전위를 이루기 위하여 도전성 부분을 전기적으로 연결하는 것을 말하며, [KS C IEC 60364]에 따르면 등전위 본딩의 대상에 따라서 구분하면 다음과 같다. 등전위 본딩은 보호용, 기능용, 뇌보호용 등전위 본딩으로 구분한다.

(1) 보호용 등전위 본딩

지락사고 등으로 발생되는 접촉전압을 현저하게 저감시켜 인체를 감전으로부터 보호하는 안전(Safety)을 위한 접지이다.

보호용 등전위 본딩은 기기의 노출 도전성부분과 계통외 도전성부분 등을 전기적으로 접속하는 것으로 주등전위 본딩과 보조등전위 본딩으로 구분한다.

(2) 기능용 등전위 본딩

정보·통신 설비를 대상으로 하는 등전위 접지이다. 정보·통신 설비는 외부 노이즈에 의해서 비정상적인 동작을 하는 경우가 많다. 이런 이유로 정보·통신 설비의 정상적인 동작확보를 위해서 하는 접지가 기능용 등전위 본딩이다.

(3) 뇌보호용 등전위 본딩

뇌보호용 등전위 본딩은 인하도선에 뇌전류가 흐를 경우 건축물의 외부 도전성 부재들 사이에서 불꽃 방전이 일어나는 경우가 있는데 이를 방지하기 위해

5) 노이즈 방지용 접지

노이즈 방지용 접지는 외부에서 침입하는 노이즈(정전유도, 전자유도)에 의한 전자장치의 장해를 막기 위한 접지이다. Shield room 접지, 각종 케이블 shield 접지, 변압기의 shield 접지가 여기에 해당된다.

(1) 정전유도 장해방지를 위한 접지

전력선과 통신선이 근접하여 시설된 경우에 전력선과 통신선 사이에 정전유도 작용으로 인한 통신선에 정전 유도전압이 발생된다. 이를 제거하기 위하여 금속 차폐층 두고, 차폐층에 정전 유도된 전하를 접지를 통해서 대지로 방전함으로써 정전유도 장해를 방지하는 접지이다. 방지대책으로는 전력선과의 이격을 크게 하고, 차폐선을 접지하는 것

정전유도

(2) 전자유도 장해방지를 위한 접지

주변 도선에 흐르는 전류에 의해서 발생된 자속이 피유도체에 쇄교되어 발생되는 전압으로 차폐선의 접지를 통해서 억제한다. 차폐선을 양단 접지하는 경우에 차폐전류가 흐르며, 상호 인덕턴스를 줄이기 위해서 전력선과의 이격거리를 크게 하고, 전력선을 연가하면 효과적이다.

전자유도

6) 중성점 접지

→ 계통접지

(1) 이상전압의 저감

1선 지락고장시 건전상의 대지전위 상승이 1.3배(유효접지) 이하로 제한되며, 아크 지락 및 개폐서지에 의한 이상전압의 레벨이 낮음

(2) 절연레벨의 저감

1항으로 인하여 정격전압이 낮은 피뢰기의 채용이 가능하므로, 전력기기의 절연레벨을 낮추는 저감절연을 적용할 수 있으며, 변압기에서는 단절연이 가능하므로 절연비용이 매우 절감된다.

(3) 보호계전기 동작의 신뢰성

1선 지락전류가 커서 보호계전기의 동작이 확실하여 신속한 고장제거가 가능

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