접 지 (Earth)

[운석(雲石)]

접 지 (Earth)

1)전기실 내부 접지단자의 본딩여부(5회로)

특고압반 외함

TR 중성점

저압반 외함

변압기 외함

발전기 외함

ⓐ

Mesh 접지

질문 1 : 위 그림에서 ⓐ와 같이 접지단자함 내부에 회로간을 Connection 하여야

되는지 아니면 않해도 되는지요?

또한 이유도 알려주시면 고맙겠습니다.

답변 : 접지극의 형태는 가장 이상적인 Mesh접지 방식으로 전기실의 접지단자대는 상호 Bonding을

할 필요가 없는 것으로 보여집니다.

또는 본딩을 했을경우, 접지선의 루프전류가 흐르지 않는다면 무관하겠습니다.

※ 접지전위차 해소기(Transient Earth Clamp)

신호/통신 선로중  기술적인 문제로 전원측 접지와  공통접지가 허용되지 않는 경우, 접지전위차

해소장치를 별도로 설치하여 정상상태에서는 단락상태를 유지하여 등전위 상태가 되고  서어지 유입시

에만 작동되도록하여(각 접지봉을 분리시켜 지락전류가 전위되는것을 차단)전위차를 최소화 시켜야 한다.

질문 2 : Mesh 접지/공용접지와 단독접지의 차이점?

답변 : 이는 접지극의 공용인지, 접지선의 공용인지에 대한 정의가 불분명한데서 기인하는 것으로

보여집니다.

※ 종래의 접지방식 또는 기술기준, 내선규정, IEC60364, 등의 전기 안전측면을 고려한 것으로

보여지면, EMI측면[전자장비 포함]의 접지 방식은 IEEE을 참조하는 것이 최근의 추세입니다.

즉 접지극은 공용하며, 주파수 대역을 고려하여 1점 병렬접지와 다점 접지방식을 병용할 수

있도록 고려되어야 합니다.

참고로, 다접 접지방식은 전산센터등에서 바람직하며 시공법은 악세스 플로워 크기와 동일한

[60 X 60Cm]간격으로 Grid를 형성하고, 나동선의 굵기는 38SQ정도입니다.

2) 접지의 목적

: 접지(Earth)한다는 것은 전기 안전상 중요한 설비로 피뢰설비, 전력설비, 통신설비, 전기방

식설비 등을 대지와 전기적으로 결합시켜 대지의 전위와 동일하게 하는 것을 말한다.

접지시스템은 전기장비의 절연파손으로 발생하는 누설전류와 낙뢰시 유입되는 써지 전류를

대지로 방전시킬수 있어 인명피해를 예방할 수 있고  누전차단기의 동작을 확실하게 하여

누전으로 인한 화재를 예방할수 있다.

상기목적을 달성하기 위해서는 무엇보다 접지시스템의 올바른 설계와 시공 및 관리체계를

갖추어야 한다.

또한 접지시스템의 최대효과를 얻으려면, 우선 접지회로가 끊어짐이 없이 영구적으로 연결

되어야 하고 지락사고시 전류를 최대로 흘릴수 있는 용량을 지녀야 한다.

※ 접지를 표시할때 영국에서는 Earth라 하고 미국에서는 Ground라로 표기한다.

3) 목적에 따른 접지 분류

1. 배전 계통 접지(중성점 접지) TN-S방식

전력 계통에서 계통접지는 주로 고압과 저압의 혼촉에 의해 발생하는 전력선의 재해를 방지

하기 위한 접지이다. 이같은 재해를 예방하기 위해 변압기 2차측 계통의 가장 안전한 위치에

하는 접지를 말한다.

: 송전방식으로 3상 3선식을 채택하고 있어 변압기의 Y 결선의 3상 접속점인 중성점을

어떻게 처리하느냐하는 중성점 접지문제는 송전선 및 기기의 절연설계, 송전선으로

부터 통신선에의 유도장해, 고장구간의 검출을 위한 보호계전기의 동작, 차단용량,

피뢰기의 동작 및 계통의 안정도 등에 커다란 영향을 미친다.

이러한 중성점을 접지하는 목적은 다음과 같다.

ⓐ 지락고장시 건전상의 대지전압을 억제하여 전선로 및 기기의 절연레벨을 경감시킨다.

ⓑ 뇌, 아크지락, 기타에 의한 이상전압의 경감 및 발생을 방지한다.

ⓒ 지락 고장시 접지계전기의 동작을 확실하게 한다.

ⓓ 저전압 단거리 송전선로는 중성점을 접지하지 않더라도(비접지방식) 지락전류가

작아 별지장이 없으나 고전압 장거리 송전선로는 비접지방식일 경우 여러가지 장해

가 생기므로 중성점을 가능한한 접지해야 한다.

2. 기기 접지

접지는 전력선만 아니라 전기 기기의 프레임이나 외함 혹은 철가 등에도 해야한다. 이러한

기기 접지 혹은 프레임 접지라 한다.

전기 기기 내에서 절연이 파괴되어 금속제로 노출된 부분(충전부분)에 전류가 흐르게 되면

즉 지락이 발생하면 감전될 우려가 있으므로 이를 방지하기 위해 미리 기기를 대지에

접지한다.

3. 정전기 장해 방지용 접지

장비나 설비 내에 정전기가 축적되면 장비 내에 내장된 IC나 유니트에 장해를 주거나 파괴시

켜 손상을 입히게 된다.

이로 인해 설비가 장해를 입거나 오동작을 일으키게 된다. 따라서 발생된 정전기를 효율적

효율적으로 대지에 방전 시키므로 장비 내에 부품을 보호하고 설비의 안정적 운용을 확보

하기 위한 정전기 방지용 접지의 중요성이 더욱 높아지고 있다.

4. 지락 검출용 접지

각종의 변압기 저압회로에 누전으로 인한 감전이나 화재등과 같은 재해사고가 발생하여

인명과 재산의 막대한 피해가 생긴다.

따라서 이러한 누전사고를 예방하기 위해 누전 차단이나 누전경보와 같은 보호 기기를 시설한다.

이러한 설비들이 지락전류를 검출할 수 있도록 전원변압기의 2차측에 접지를 설치하게 되며

이러한 접지를 지락 검출용 접지라 한다.

5. 등 전위화용 접지

등전위 접지는 각각의 장비 혹은 시스템간의 전위차를 해소 시키기 위한 접지이다. 운용되고

있는 각 장비간에 전위차가 발생하게 되면 어느 한 장비가 장해를 입을 수 있으므로 모든

장비의 모든 금속부분을 상호 결합하여 전위를 같게 한다.

이러한 접지는 주로 병원이나 전산실과 같은 실내장소의 전위차를 같게 하기 위해 시설하는

접지를 말한다.

6. 잡음 방지용 접지

장비는 각종의 IC류 혹은 수동소자를 내장하고 있다. 이들 부품이 내부 혹은 외부의 전자

장치에 의해 발생하는 고주파나 저주파 에너지로 의해 영향을 받아 장비가 장해를 받거나

오동작을 일으킨다. 이러한 외부 잡음으로 인한 장해를 방지하기 위해 케이블, 장비, 혹은

실내를 차폐하여 접지함으로써 잡음에너지를 대지로 방출한다.

7. 피뢰기 접지

낙뢰 및 뇌 서지로 부터 전기기기의 손상을 방지한다.

전력 계통접지방식과 관련하여 IEC 에서 사용된 코드가 갖는 의미는 다음과 같습니다.

T : 한점을 대지에 직접 접속

N : 노출 도전성 부분을 전력계통의 접지점에 직접 접지

C :  중성선 및 보호도체의 기능을 한개의 도체로 겸용함

S :  보호도체의 기능을 중성선 또는 접지측 도체와 다른 도체에서 실시함

따라서, 계통은 중성선 및 보호도체[접지 간선]의 조치에 따라 다음과 같이 구분합니다.

TN-S : 계통 전체에 대해 보호도체를 분리 시킨다.

즉, 3상 4선식에서는 R,S,T,N,E

3상 3선식에서는 R,S,T,E 로 구분되어지며 현재 국내에서 저압 계통에

사용되는 방식으로 이해 하시면 됩니다

단, 국내 기술기준처럼 1,2,3,특3종을 구분하지 않는 방식이어야 합니다.

[부하측의 기기 접지는 변압기 중성점의 접지극을 사용

TN-C : 계통 전체에 대해 중성선과 보호도체의 기능을 동일 도체로 겸용한다.

즉, 중성선과 접지도체를 공용하는 방식으로 국내에서는 22.9KV-Y 다중접지

계통에서 사용되는 방식입니다

TT : 기기별 직접접지 방식

4) 접속에 따른 접지 분류

1. 직렬접지

주접지의 접지점으로 부터 각 장비의 접지를 직렬접속하는 것으로 시공이 간단하고 설치 경비

가 저렴한 반면 각 접지간에 전위차가 발생할수 있다.

2. 병렬접지

주접지점으로부터 각각의 장비에 병렬로 접속하는 방법으로 장비간에 등 전위를 형성할수

있어 장비 상호간에 영향을 받지 않는 가장 양호한 접지로 구성할수 있으나 시공이 복잡하

고 경비가 많이 지출된다.

3. 직.병렬 접지

분기 분전반 단위로는 병렬접지, 분전반과 분전반 사이는 직렬접지 방식으로 시공에 따른 경

비등이 적정하여 추천할수 있는 접지방식이다.

5) 공법에 따른 접지 분류

1. 보링 접지

보링기계로 직경 5~10Cm의 구멍을 깊이 10m 이상 경우에 따라 30m정도 굴삭하고 봉상태

의 접지전극을 넣는다. 전극과 구멍의 공간에는 접지저감제등을 넣는다.

이방법은 대지 저항율이 높고 부지면적이 좁은 장소나 저저항의 독립접지가 필요한 장소에

적합하다.

2. 매설지선 접지

접지도선 단면적 22~28SQ 동선을 20~40m 길이로 하여 접지지점을 기준으로 깊이 50~80Cm

방사상 도랑을 파서 접지도선 단면적 22~28SQ 동선을 20~40m 정도 묻고 접지도선 주위를

접지저감제 또는 접지 시멘트로 채운다. 이방법은 송전선의 철탑, 송신소 등의 저저항 접지

에 적합하다.

3. 메쉬 접지

접지도선을 메쉬형태로 포설하고 교차되는 부분의 접속을 화학반응을 이용한 용접방법으

로 접속하고 필요시 접지도선 주위를 접지저감제로 채운다. 매설 후 접지도선과 저감제가 하

나의 전극을 형성한다.

대지저항율이 높고 부지가 넓은 곳에 시공하기 적합하다.

4. 구조체 접지

철근콘크리트, 철골조등의 구조체의 지하부분을 접지전극같이 이용하는 것으로 실체 구조체

의 접지저항을 전위강하법에 따라 측정을 해보면 접지저항은 매우 낮아 일반적인 접지방법

에 의하여 얻어지는 것보다 휠씬 작은 값이다.

부지 면적이 한정되어 있는 장소에 있어서 구조체 접지를 이용하는 것이 적합하다.

6) 방향에 따른 접지 분류

1. 종단접지

- 지층구조를 수직개념에서 해석하는 것으로. 일반적으로

심타접지(보링공법에 의한 접지), 접지봉 등

2. 횡단접지

- 지층구조를 수평개념에 해석하는 것으로, 매설지선이

있으며 주로 철탑접지에 적용

* 지하의 지층을 이용하기 위해서 종단접지를 적용하고 지표의 낮은 저항률 이용은 횡단접지를

적용한다

7) 접지의 기준

1. 계통접지 및 신호 통신접지는 mash 접지에 저항값은 10Ω 이하로 접지한다.

2. 피뢰침의 접지는 접지저항계로 측정하여 10Ω 이하로 접속하여야 하고 대지 전위상승이

500V를 초과하여서는 안된다.

3. 접지용 전선을 될수 있는 한 굵게 하여야 하며 최소한 전원선의 굵기 보다는 굵은것을

사용하는 것이 바람직하다.

4. • 전기설비기술기준에 의거 전로에 시설하는 전기기계기구의 철대 및 금속제 외함에는 접지

공사 종별(제1종, 제2종, 제3종 및 특별제3종접지공사)로 개별접지를 시공하도록 규정하고 있음

• 전기설비기술기준 제47조 규정에 의한 피뢰기접지와 22.9kV-Y 특별고압가공전선로의 중성선

에 제150조의 규정에 의하여 접지공사를 하는 경우에는 한전중성선과 제1종 접지공사의 접지

선 및 제2종 접지공사의 접지선을 접속할 수 있습니다.

• 다만, 피뢰기 접지, 제1종 접지 및 제2종 접지를 공동접속하고 있는 22.9kV-Y 중성선 다중접지

계통에서 제3종 접지공사(발전기 중성점접지 포함)를 겸용할 경우 뇌서지 등에 의한 대지전위

상승과 누전 등으로 인하여 위험한 접촉전압이 발생할 수 있으므로 제3종 접지공사(발전기

중성점 접지 포함)는 단독접지로 시공하여야 한다

5. 향후 기술변화를 고려한다면 1Ω 이하가 바람직하지 않을까 한다.(접지의 Key Point)

• 접지선은 최대한 짧고, 굵기를 고려한다.

• 접지 Loops를 최소화

• 주파수 1 MHz 영역 이하에서는 1점 병렬접지가 바람직함

• 공통 임피던스의 최소화

• 접지저항값은 수 Ω 이하가 바람직함

- 접지선의 직류저항이 수[mΩ]인 것이라도 1 ~ 10 (MHz)에서의 고주파 임피던스는 수백[Ω]

~ 수천[Ω]이 되기 때문임.

8) 접지저항 측정방법

1. 인입선 또는 기타 전선로와 평행되지 않도록 하여 측정

2. 접지극의 매설방향과 다른 방향에서 측정

3. 저항구역이 중첩되지 않도록 매설된 접지극으로부터 멀리 떨어져 측정.

9) 참고사항

(1) 유도전압(허전압)이 발생한 경우 처리 방법

: 유도전압은 비선형부하에서 많이 발생을 한다. 즉, 정류소자, PCB류, 컴퓨터등이 원인이 된다.

처리방법으로는 유도전압이 발생하는 부하의 외함을 등전위 접지를 시킨다.

(2) 가정집에서의 콘센트는 반드시 접지를 하여야 하나?

: 물기를 많이 사용하는 곳에서 사용되는 전기설비(제품)는 별도의 접지시설을 하여야 하나

접지시설이 용이하는 않는 경우는 인체의 감전사고를 예방할수 있도록 누전차단기를 시설

하는 경우에는 외함접지를 생략할수 있다.(누전차단기는 정격감도전류 30mA이하, 동작시간

0.03초 이하의 전류동작형일 것)

(3) 중성선(N상 : Neutral conductor)과 접지선(Earth선)의 차이점

: 가장 큰 차이점은 중성선은 정상상태에서는 전류가 흐르지 않는 접지선과 달리 일반적인 경우

기회로의 일부로 전기회로를 구성하고 있으며 상시 전류가 흐르는 상태 즉 통전 상태를 유지하게 됨

- 중성선은 일반적으로 접지선에 가깝다고 생각하기 쉬우나 내선규정에서는 전압선으로 분류되어 있음

: 접지선은 지중의 접지극(대지)과 등전위를 만들거나 이상전압을 대지로 방전하는 등의 기능을

수행하며 정상전인 상태에서는 전류가 흐르지 않는 상태를 유지하게 됨(일반적인 건축물의 경우)

예시#1)

Bitmap

그림과 같이 단상부하를 사용하는 경우 상선(A, B, C)과 중성선(N)을 이용한다.

부하전류는 상(A, B, C) → 부하 → 중성선을 통하여 변압기로 귀환한다.

지락사고 등 누전시 누전점과 대지 및 2종 접지선을 통하여 변압기로 귀환한다.

2종 접지는 N상(중성선)의 누전이 아니고 전기적으로 대지와 접속하여 영전위를

만드는 것입니다. 누전은 단순한 영전위를 만드는 것이 아니고 전기가 흐르는

통로가 있어 회로가 구성되어야 합니다.

예시#2)

Bitmap

그림과 같이 N상이 없을 경우 접지측 전선을 부하

선으로 사용되어도 문제가 없습니다

※ 참고사항 : 2종 접지는 고∙저압 혼촉으로 인한 위험을 방지하기 위하여 저압측에 접지하며 Y결선인

경우 중성점을, △결선인 경우 임의의 저압측 1단자에 접지한다.

(4) 누설전류에 대한 인체의 반응

- 1mA : 새건전지를 혀에 댓을때 느끼는 통증

9~10mA : 이탈 가능한 전류

16~20mA : 이탈 불가능한 전류

(5) ELB의 설치 기준

- 대지전압이 150[V]이상이 되면 모든 설비에 대해 접지시설을 하여야 하나 주택인입구 혹은

철제로된 기기제품(자판기)에 인체감전보호용 차단기를 설치한 경우는 접지시설을 하지

않아도 된다.(ELB정격 : 30mA, 0.03초이내 차단)

220V 세탁기 Center Center E3 Center Center 통상적으로 100Ω이하

∴ 전기(전류)는 폐회로가 형성되어야 흐를수 있다.

사람은 통상적으로 500Ω + ＠(신발,장갑) = 대략 3,000Ω이 된다.

그래서 접지가 되어 있는 경우는 사람이 감전이 않되고 임피던스가 적은 접지를

통해서 전기가 흐르게된다.

(6) CN-CV 케이블을 특고압에 사용한 경우는 전기를 단전시켜도 케이블 자체에 잔류전하가

존재한다.

동선 Center Center 차폐선 Center Center 절연피복 Center Center

동선과 차폐선사이에는 정전작용에 의한 충전전류가 존재하게

되고 그에 따라 동선과 차폐선이 콘덴서가 되는 현상이 발생

한다.

(7) 접지선의 굵기 선정 방법

22.9KV용 기기의 1종 접지선 굵기는 최소 22SQ 이상 사용하면 되고,

2종 접지선 굵기는 변압기 2차 정격전류 * 0.052 하면 되고,

3종 접지선 굵기는 차단기 정격전류 * 0.052 하면 된다.

0.052는 차단기 동작시간, 온도상승분을 계산해서 나온 상수이다.

내선규정 부록에 보시면 공식이 있슴.

θ : 온도상승

I : 전류(A)

A : 단면적(㎟)

t : 통전시간(초)

조건 : 과전류 차단기는 정격전류의 20배의 전류에서 0.1초 이하에서 차단되는 것으로 합니다.

Bitmap Bitmap

따라서, A = 0.052In 입니다.(In : 차단기 정격전류)

※ 저압반 제 3종접지 전류값의 이해

LV-1 저압반 MCCB Center LV-2 저압반 MCCB Center LV-3 저압반 MCCB Center LV-4 저압반 MCCB Center LV-5 저압반 MCCB Center LV-6 저압반 MCCB Center 3A Center Center 15A Center Center 9A Center Center 13A Center Center 18A Center Center 6A Center Center 제3종 접지 단자반 Center 21A Center Center

→ 각 판넬별로 접지전류치가 다르게 나타난다. 즉, 접지단자반에서 가장 먼 부하에서 전류치가

가장 낮게 나오고 접지 단자반에서 가장 가까운 부하에서 접지전류치가 가장 많이 나온다.

그러나 접지단자반에서 대지에 접지된 라인의 접지전류치는 0[A]에 정도의 전류치가 나온다.

이렇게 접지전류치가 많이 나온는데에도 불구하고 ELD가 동작하지 않는 이유는 ?

LV-1 판넬에는 몇 개의 부하가 있을것이고, 그에 해당하는 ELD회로가 구성이 되어 있을것이다.

그러므로 한 개 의 ELD회로릐 누설전류값은 최소 0.2[A]~최대 1[A]까지 셋팅을 할수 있다.

즉, 한 개의 판넬에서 부하측만(판넬내부 부속기기 접지를 제외한) 본다면 최대로 누설전류치

셋팅 하였을경우 부하 개수에 따라 TOTAL 누설전류는 증가하지만 ELD 개별 회로에 흐르는

전류는 설정치 이하일경우 ELD는 동작하지 않는다.

예) 한 판넬에 부하회로수가 9회로이고, ELD 전류 셋팅치를 1[A]로 하면 그 판넬 BUS BAR에

흐르는 누설전류는 약 8.1[A] 이상이 흐른다.

※ PSDTech 질문 내용

질문   현재 도면에는 수직 케이블트레이를 통한 공통 접지선(100SQ *1C)으로 각층 EPS실에

연결하도록 되어 있습니다.

하지만 뱅크 단위로 해당 부하까지 그뱅크에서부터 개별 접지선이 별도로 따라가 줘야 한다고

하는데요.

이에 대한 자세한 이유 및 당위성을 듣고 싶습니다

답변  접지선을 개별로 접지하는 방법과 접지선이 따라가는 방법중 후자의 방법이 가장좋습니다

이 방법을 미국전기공사규정(NEC)에서 Seperately Derived System(독립전원별 접지)이라고

규정하고 있으며 NEC 250절에서 참고할 수 있습니다

→ 'Bank 단위로 개별접지선이 따라가야 하는 이유' 참조