전기기술_접지설비(Ground) 정의와 시공기술

○ 접지의 목적 

- 접지는 인체를 전기적 충격으로부터 보호하고 전기나 통신장비의 안정적인 동작을 위한 기준전압을 제공한다.

○ 접지의 종류

- 전원접지(MAIN GROUND) : 전원 접지는 전원의 입력측에서 접지하여 기준접지를 ZERO로 한다. 모든 접지는 기준점에서 분기하고 변압기의 중성점을 접속하여 등전위의 형성을 유도함으로써 안전을 주목적으로 한다.

- 보안접지(FRAME GROUND) : 장비의 외함, 분전반의 외함 등 금속제에 접지하는 것으로 전기적 이상이 발생할때 누설전류를 접지로 방류함으로써 접촉시 전기적 충력을 받지 않도록 한다.

- 통신,신호접지 : 통신,신호 등 제어신호의 기준전위를 제공하는 등 통신장치의 원활한 동작을 주목적으로 하는 접지로 통신 및 신호는 광대역의 주파수에 낮고 안정된 임피던스를 갖도록 설계, 시공되어야 하고 전원접지와 공통접지 또는 별도접지를

할 수 있다.

○ 접지의 접속

- 직렬접지 : 주접지의 접지점으로부터 각 장비의 접지를 직렬접속하는 것으로 시공이 간단하고 설치경비가 저렴한 반면 각

접지간에 접지 전위차가 발생할 수 있다.

- 병렬접지 : 주접지점으로부터 각각의 장비에 병렬로 접속하는 방법으로 장비간에 등 전위를 형성할 수 있어 장비 상호간

에 영향을 받지 않아 가장 양호한 접지로 구성할 수 있으나 시공이 복잡하고 경비가 많이 지출된다.

- 직.병렬 접지 : 분기 분전반 단위로는 병렬접지, 분전반과 분전반 사이는 직렬접지 방식으로 시공에 따른 경비등이 적정하여 효율성이 높은 접지 방식이다.

○ 접지의 기준

전원접지 및 신호,통신접지는 mash 접지에 접속하고 그 저항값은 10Ω 이하로 접지한다. 원거리 장비의 접지는 접지봉을 약 3m 간격으로 삼각형이 되도록 매설후 접속하여 10Ω이하의 저항값을 유지토록 접지한다.

○ 피뢰침의 접지

피뢰침의 접지는 접지저항계로 측정하여 10Ω 이하로 접속하여야 하고 대지전위 상승이 500V를 초과하여서는 안된다. 피뢰침의 접지와 전원접지, 통신, 신호접지 사이는 최소한 7.6m 이상을 이격해야 유도뢰로 부터의 피해를 방지할 수 있다.

○ 접지공사 시설기준

접지케이블은 전원케이블보다 굵은것을 사용하여야 한다. 건물의 철구조물 등은 전기적으로 접속하여야 하고 정기적으로 접지저항을 측정할 수 있는 시험단자를 설치토록 한다.

- 접지의 저항값 기준치(최소한) 및 필요조건

전원접지 : 10Ω이하(mash 접지)

통신접지 : 10Ω이하(mash 접지)

피뢰침접지 : 10Ω이하 또는 대지 전위상승 500V 이하

LOCAL 접지 : 10Ω이하(접지봉 접지)

○ 접지방법

- 주변압기의 중성점을 mash 접지에 접속하여 전원 접지의 MAIN 으로 사용한다.

- MAIN 접지를 분전반 등 분기회로의 접지점에 접속하고 전원을 사용하는 장비의 접지는 이곳에 접속한다.

- 각각의 접지 목적이 다른 장비의 접지는 전원접지의 중성점과 접지선을 접속한 보안용 접지로 신호, 통신은 제어신호의 기준점 제공용 접지로 외함 접지 또는 별도의 접지를 매설한다.

- 써지보호기는 전원선 등의 상용전원 LINE과 접속하고 써지보호기의 접지는 전원접지(MASH)에 짧고 견고히 접속한다.

○ 접지의 종류

- 보안용 접지(강전용 접지) : 인명과 설비의 안전을 목적으로 한다.

- 기능용 접지(약전용 접지) : 전자.전기 장비나 시스템의 안정적인 운용을 목적으로 한다.

- 배전 접지 : 고압과 저압의 혼촉에 의해 발생하는 재해를 예방하기 위해 변압기 2차측(중성선)에 설치 한다. 주로 고압 수.변전설비시 실시 한다.

- 기기 접지 : 일명 Frame 접지라 하며 기기의 외함,철가에 하는 접지를 말한다. 기기의 절연이 파괴되어 노출된 금속제로 전류가 흘러 신체에 감전되는 사고를 방지하기 위함이다.

- 정전기방지 접지 : 장비내에 축적된 정전기를 대지에 방전시키지 못하면 기기에 내장된 IC나 UNIT에 장해 및 파손을 입힌다. 기기를 보호하고 안정적 장비 운용을 확보하기 위해서 정전기방지용 접지의 중요성이 강조된다.

- Noise(잡음) 방지 접지 : 전자장치에 의해 발생된 고주파나 저주파 에너지의 영향을 받아 기기의 오동작를 일으키는 장해를 방지하기 위한 접지를 말한다.

- 등전위 접지 : 현대 장비는 첨단의 IC를 사용하므로 서지전압이나 Noise 전압에도 손상되기 쉽기 때문에 장비나 시스템간의 전위차를 없애 이를 방지하기 위해 모든 기기를 등전위로 구성해야 한다. 참고로 장비간 전위차가 발생하면 한쪽장비가 손상을 입을수 있다.

- 피뢰 접지 : 낙뢰는 뇌운속에서 전하의 축적에 따라 그 바로 아래의 지표면에는 운저 전하 와 역극성 전하가 유기되므로 양자간 전계강도의 증가로 공기절연파괴 내력을 넘으면 양자 사이에 불꽃 방전이 발생하고, 이른바 낙뢰(대지 뇌격)가 발생한다. 이런 낙뢰로 부터 피해를 방지하기 위한 피뢰침을 설치하는데 구성요소 중 피뢰침(수뢰부), 피뢰 인하도선, 접지극으로 구성되는데 그중 접지극을 대지에 시설하는 접지설비를 피뢰접지라 한다.

- 회전구체법(Rolling Sphere Method) : 뇌전류 크기에 따른 보호범위를 3차원적 개념으로 해석한 것으로 뇌격거리로 보호범위를 설정한다. (기존의 피뢰침 60도 혹 45도 보호각 이론은 Franklin(미)이 고안한 뒤 F.W.Peek(미)의 연구이론은 뇌격

거리(Striking distance)개념이 전혀 도입되지않아 보호범위에 대한 정량적 평가를 하는데 무리가 있다. 현재는 IEC/TC 81의 회전구체법과 집진량 설계를 미국.유럽.호주등은 사용하며 GOON SYSTEM의 피뢰설계도 IEC/TC 81의 공법과 동일한 설계.시공한다.)

- 뇌서지 보호설비: 내부에 설치된 첨단통신시스템,계측장비,컴퓨터등 약전설비는 낙뢰로 인한 뇌전류나 뇌서지에 피해를 받기 쉬우므로 장비 및 인명의 보호와 안정적 장비운용을 위해서는 서지보호기(Surge Protector)나 TVVS(Transient Voltages Sure Suppression)를 설치해야 한다.