보호도체 (PE : Protective Earth)의 굵기

1. 보호도체 (PE)의 굵기

  ▣ 보호도체(PE)의 굵기 선정은 계산식에 의한 방법과 표에 의한 간편식이 있다.

보호도체

 

가. 보호도체 굵기 계산식

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 ▣ 보호도체의 최소 단면적은 다음 계산값 이상이어야 한다.

     다만, 차단시간이 5초 이하인 경우에만 다음식을 적용한다.

   ⊙ 보호도체 단면적 산정식

보호도체 굵기 산정식

  S : 보호도체 단면적, I : 보호장치를 통해 흐를 수 있는 예상전류의 실효값(지락전류)

  t : 자동차단에 의한 보호장치의 동작시간 (차단기 동작시간)

  K : 보호도체의 절연, 기타 부위의 재질 및 초기온도와 최종 온도에 따라 정해지는 계수

      (온도계수)

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예제) 지락전류가 120[A]이고 차단기 동작시간이 0.5[sec], 접지선(GV)의 허용온도

       상승을 160[˚C]로 하였을 때 접지도체의 단면적은 몇 [㎟]인가 ?

보호도체 단면적 산정

 ▣ 접지도체의 단면적 산정시 온도계수 K

   ⊙ 구리 : 143, 알루미늄(AL) : 95, 철 : 52

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가. 보호도체 굵기 간편식

  ▣ 보호도체의 굵기 산정시에는 우선 계산식을 적용하여 산정하는데 실무상 지락전류 등을

      산정하기 곤란한 경우에는 다음 표에 의하여 산정하게 된다.

보호도체 굵기 간편식

<보호도체의 최소단면적>

상도체의 단면적 S  (㎟, 구리)	보호도체의 최소 단면적 ([㎟], 구리)
	재질이 상도체와 같은 경우	재질이 상도체와 다른 경우
16 [㎟] 이하	S	(k1/k2) × S
16 초과 35 [㎟] 이하	16 [㎟]	(k1/k2) × 16
35 [㎟] 초과	S / 2	(k1/k2) × (S/2)

다. 보호도체가 케이블의 일부가 아니거나 상도체와 동일 외함에 설치되지 않은 경우

     보호도체는 다음 굵기 이상으로 하여야 한다.

다심케이블

1) 기계적 보호가 되는 경우 (절연관에 넣은 경우, 트렁킹 시스템)

   ① 구리 : 2.5 [㎟] 이상

   ② 알루미늄(Al) : 16 [㎟] 이상

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2) 기계적 보호가 되지 않는 경우 : 노출되어 시공한 경우

   ① 구리 : 4 [㎟] 이상

   ② 알루미늄(Al) : 16 [㎟] 이상

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라. 보호도체의 종류

  ▣ 보호도체는 다음의 도체를 사용한다.

   ① 다심케이블의 도체

   ② 충전도체와 같은 트렁킹에 수납된 절연도체 또는 나도체

   ③ 고정된 절연도체, 나도체

     ※ 보호도체 또는 보호본딩 도체로 사용이 금지되는 것 : 금속수도관

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마. 보호도체의 단면적 보강

 ① 전기설비의 정상 운전상태에서 보호도체에 10[mA]를 초과하여 전류가 흐르는 경우

     다음에 의하여 보호도체를 증강하여 사용하여야 한다.

  ▣ 보호도체가 하나인 경우 또는 추가로 보호도체를 위한 단자가 구비된 경우 (둘다 같음)

    ⊙ 구리 10 [㎟] 이상

    ⊙ 알루미늄 16 [㎟] 이상

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바. 보호도체의 계통도체와의 겸용 : 겸용도체

  1) 겸용도체의 종류

    ① PEN : 보호도체(PE)와 중성선(Neutral Conductor)의 겸용도체

                교류회로에서 중성선 겸요

   ② PEL : 보호도체(PE)와 상도체(Line Conductor) 겸용 도체

              직류회로에서 보호도체와 상도체 겸용

   ③ PEM : 보호도체(PE)와 중간도체(Mid-point Conductor) 겸용

               직류회로에서 중성선 겸용 (단상 3선식 중성선)

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2) 보호도체의 기호

도체 기호

▣ 전력계통상에서 중성선, 보호도체, 겸용도체를 나타내 보자.

보호도체2

3) 겸용도체의 단면적

 ▣ 겸용도체는 고정된 전기설비에서만 사용한다.

   ⊙ 구리 : 10 [㎟] 이상

   ⊙ 알루미늄 (Al) : 16 [㎟] 이상

도체 단면적

사. 접지도체의 굵기

  ▣ 접지도체도 보호도체와 마찬가지로 우선 계산식에 의하여 접지도체의 굵기를

      산정한다.

보호도체굵기3

1) 접지도체의 굵기 산정은 보호도체의 산정식과 같다.

2) 주접지단자에 큰 고장전류가 흐르지 않는 경우 피뢰시스템이 연결된 경우의

    접지도체의 단면적

구 분	큰 고장전류가 흐르지 않는 경우	피뢰시스템이 연결된 경우
구리	6 [㎟] 이상	16 [㎟] 이상
철	50 [㎟] 이상	50 [㎟]

3) 일반적인 경우

  ① 특고압, 고압 전기설비용 (외함접지) : 6 [㎟] 이상

  ② 중성점 접지용 접지도체

    ⓐ 특고압과 저압이 연결된 경우 : 16 [㎟] 이상

    ⓑ 6 [㎟] 이상을 사용할 수 있는 경우

      ⊙ 시설용량이 7[kV] 이하인 경우 (고압과 저압을 결합하는 경우)

      ⊙ 25[kV] 이하 (22.9[kV]) (22.9[kV]와 저압을 결합하는 경우)

    ⓒ 이동하여 사용하는 전기기계기구

     ⊙ 특고압, 고압 전기설비용 접지 + 중성점 접지용 접지도체

         : 10 [㎟] 이상의 캡타이어 케이블

    ⊙ 저압용 전기설비

      - 캡타이어 케이블 0.75 [㎟]

      - 연동연선 : 1.5 [㎟]

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아. 보호도체의 굵기

보호도체 굵기4

1) 보호도체의 굵기는 계산식이 우선한다.

산정식

2) 보호도체의 굵기는 간편식을 사용한다.

  ⊙ 상도체가 16 [㎟] 이하인 경우 : S 이상

  ⊙ 상도체가 16[㎟] 초과 35 [㎟] 이하인 경우 : 16[㎟] 이상

  ⊙ 상도체가 35 [㎟] 초과 : S/2 이상

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3) 보호도체(PE)가 케이블의 일부가 아닌 경우

  ① 기계적 보호가 될 경우

   ⊙ 구리 : 2.5 [㎟] 이상

   ⊙ 알루미늄(Al) : 16 [㎟] 이상

  ② 기계적 보호가 되지 않는 경우

   ⊙ 구리 : 4 [㎟] 이상

   ⊙ 알루미늄 (Al) : 16 [㎟] 이상

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4) 보호도체의 단면적 보강

   ⊙ 보호도체에 정상운전상태보다 전류가 10[mA] 이상 흐를 경우에는 보호도체를

      다음과 같이 보강하여야 한다.

     구리 : 10 [㎟] 이상 알루미늄 (Al) : 16 [㎟] 이상

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5) 겸용도체 - PEN, PEL, PEM

  ⊙ 고정된 전기설비에만 사용이 가능하다.

  ⊙ 구리 : 10 [㎟] 이상, 알루미늄(Al) : 16 [㎟] 이상

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