감전에 대한 보호 (KEC 211)

1. 감전보호 일반사항 (KEC 211.1)

  ▣ 전기설비에서의 감전을 방지하기 위한 보호대책으로는 다음 표와 같이 기본보호와 고장보호의 조합 또는 특별 저전압에 의한

       보호가 있으며, 이들의 보호방법을 적절히 조합하여 사용하거나 추가적인 보호대책을 사용한다.

구 분	기본보호	고장보호	특별저압 보호
정의	정상운전 중인 전기설비의 충전 부에 접촉하는 경우 감전보호	전기설비 누전 등 고장이 발생한 기기에 접촉하는 경우 감전 보호	인체에 위험을 초래하지 않을 정도의 저압 전원회로에 의한 보호 (AC 50V, DC 120V 이하)
보호 방법	충전부 절연 격벽 또는 외함 접촉 범위 밖 배치 ※ 충전부 접촉 방지 ​	- 이중절연/강화절연 - 보호 등전위본딩 - 전원 차동차단 - 전기적 분리 - 비도전성 장소	- 비접지 회로 적용 SELV - 접지회로 적용 PELV - 기능적 특별저압 사용시 적용 FELV ​

2. 전원의 자동차단에 의한 보호 (KEC 211.2)

  ▣ 전원의 자동차단에 의한 보호대책으로 기본보호는 충전부의 기본절연과 격벽 또는 외함에 의하며, 고장보호는 보호접지, 보호

       등전위본딩, 고장시의 자동차단 조건을 충족하여야 한다. 추가적인 보호로 누전차단기를 시설할 수 있다.

가. 고장보호의 요구사항 (KEC 211.2.3)

  1) 보호접지

    ⊙ 노출도전부는 계통접지별로 규정된 특정조건에서 보호도체에 접속하여야 하며, 동시에 접근 가능한 노출도전부는 개별적

         또는 집합적으로 같은 계통접지에 접속할 것

  2) 보호등전위본딩

    ⊙ 도전성부분은 보호등전위본딩으로 접속하여야 하며, 건축물 외부로 부터 인입된 도전부는 건축물 안쪽의 가까운 지점에서

         본딩하여야 한다.

  3) 고장시의 자동차단

    ⊙ 선도체와 노출도전부 또는 선도체와 기기의 보호도체 사이의 임피던스가 무시할 정도로 되는 고장이 발생할 경우 [표 6-1]에서

         정하는 시간 이내에 전원을 자동으로 차단할 것

[표 6-1] 32A 이하 분기회로의 최대 차단시간

[단위 : 초]

계통	50V <Uo≤120V		120V <Uo≤230V		230V <Uo≤400V		Uo > 400 V
	교류	직류	교류	직류	교류	직류	교류	직류
TN	0.8	-	0.4	0.5	0.2	0.4	0.1	0.1
TT	0.3	-	0.2	0.4	0.07	0.2	0.04	0.1
Uo는 대지에서 공칭교류전압 또는 직류 선간전압이다.

 

  4) 누전차단기에 의한 추가적인 보호 (KEC 211.2.4)

    ① 일반적으로 사용되며 일반인이 사용하는 정격전류 20A 이하 콘센트

    ② 옥외에서 사용되는 정격전류 32A 이하 이동용 전기기기

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나. TT, TN 계통의 전원 자동차단에 의한 보호 (KEC 211.2.5 TN계통, 211.2.6 TT계통)

  ▣ 전원 자동차단에 의한 보호장치는 선도체와 노출도전부 또는 선도체와 보호도체 사이에서 고장이 발생한 경우 정해진 시간내에

       전원을 자동차단하여야 한다.

  1) TN 계통 자동차단 조건 및 접촉전압 (KEC 211.2.5)

    ① TN-S, TN-C 및 TN-C-S 계통의 자동차단 조건은 다음 식과 같다.

         Zs × Ia ≤ Uo

         여기서, Zs : 고장 루프 임피던스

                     Ia : 정해진 시간내에 보호장치를 자동 차단하는 전류

                     Uo : 공칭대지전압

    ② TN-S, TN-C 및 TN-C-S 계통의 접촉전압

       ⊙ 부하점에서 절연불량인 경우 노출도전부 대지전위는 전원전압의 1/2로 저감된다. 단락 및 부하기기의 절연불량이 발생했을

            때 노출도전부에 약 Uo/2의 전압이 나타나므로 동시에 접촉이 가능한 다른 노출도전부 또는 계통외도전부에 등전위본딩을

            한다.

  2) TN-S 계통의 고장임피던스(Zs), 고장전류(I​s) 및 보호장치 설치조건

    ▣ TN-S 계통의 회로와 고장임피던스(Zs), 고장전류(​Is) 및 보호장치의 설치조건을 요약하면 [그림 6-1] 과 같다.

    ① 고장 루프 임피던스(Zs) : 매우 작음

    ② 고장전류(Is) : 큰 고장 전류

    ③ 보호장치 설치 조건

        ㉠ 과전류 차단기 사용 (순시 차단 특성이 고장 전류 이하가 되도록 선정)

        ㉡ 누전차단기(RCD) 에 의한 추가 보호

           ⊙ 일반인 사용 20A 이하 콘센트 회로와 32A 이하 이동용 전기기기에 적용 가능하며, 설비 고장 또는 부주의에 의한 고장

                발생시 추가적 보호를 위해 정격감도전류 30mA 이하 누전차단기 의무 설치

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  3) TT 계통 자동차단 조건 및 접촉전압 (KEC 211.2.6)

    ① TT계통에서의 자동차단 조건식

          Ra × In ≤ 50V

          여기서, Ra : 노출도전부에 접속된 보호도체의 저항과 접지극 접지저항의 합계

                      I​n : 보호장치를 자동 차단시키는 전류 (누전차단기인 경우는 정격감도전류)

    ② TT 계통의 접촉전압

       ⊙ 보호접지저항 R3와 계통접지저항 R2가 전원전압을 분담하며, 보호접지저항은 일반적으로 계통접지 저항에 비해 크다.

            그러므로 TT계통의 접촉전압은 보호접지에 의한 전원전압의 저감효과가 적다.  (R3 = R2인 경우 Uf = Uo/2 이다.)

    ③ TT 계통의 고장임피던스(Zs), 고장전류(I​s) 및 보호장치의 설치조건

       ⊙ TT 계통의 회로와 고장임피던스(Zs), 고장전류(I​s) 및 보호장치의 설치조건을 요약하면 [그림 6-2]와 같다.

 

    ① 고장 루프 임피던스 (Zs) : 매우 크다.

    ② 고장 전류(I​s) : 매우 작음

    ③ 보호장치 설치조건

       ㉠ 누전차단기 사용 : 정격 감도전류 30mA 이하인 경우​

      ㉡ 고장 루프 임피던스가 충분히 낮고, 영구적이며 신뢰성이 보장되는 경우에는 과전류차단기 사용 가능

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3. 누전차단기의 시설

  1) 전원의 자동차단에 의한 저압전로의 보호대책으로 누전차단기를 시설해야 할 대상은 다음과 같다.

       누전차단기의 정격 동작전류, 정격 동작시간 등은 211.2.6의 3 등과 같이 적용대상의 전로, 기기 등에서 요구하는 조건에 따라

        야 한다.

    ① 금속제 외함을 가지는 사용전압 50[V]를 초과하는 저압의 기계 · 기구로서 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 것

        에 전기를 공급하는 전로.

        다만, 다음의 어느 하나에 해당하는 경우에는 적용하지 않는다.

      ㉠ 기계 · 기구를 발전소 · 변전소 · 개폐소 또는 이에 준하는 곳에 시설하는 경우

      ㉡ 기계 · 기구를 건조한 곳에 시설하는 경우

      ㉢ 대지전압이 150 [V] 이하인 기계 · 기구를 물기가 있는 곳 이외의 곳에 시설하는 경우

      ㉣ 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」의 적용을 받는 이중절연구조의 기계 · 기구를 시설하는 경우

      ㉤ 그 전로의 전원측에 절연변압기(2차 전압이 300[V] 이하인 경우에 한한다)를 시설하고 또한 그 절연변압기의 부하측의 전로

           에 접지하지 아니하는 경우

      ㉥ 기계 · 기구가 고무 · 합성수지 기타 절연물로 피복된 경우

      ㉦ 기계 · 기구가 유도전동기의 2차측 전로에 접속되는 것일 경우

      ㉧ 기계 · 기구가 131의 8에 규정하는 것일 경우

      ㉨ 기계 · 기구내에 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」의 적용을 받는 누전차단기를 설치하고 또한 기계 · 기구의 전원 연결

           선이 손상을 받을 우려가 없도록 시설하는 경우

    ② 주택의 인입구 등 이 규정에서 누전차단기 설치를 요구하는 전로

    ③ 특고압전로, 고압전로 또는 저압전로와 변압기에 의하여 결합되는 사용전압 400[V] 초과의 전압전로 또는 발전기에서 공급하

         는 사용전압 400[V] 초과의 저압전로 (발전소 및 변전소와 이에 준하는 곳에 있는 부분의 전로를 제외한다)

    ④ 다음의 전로에는 전기용품안전기준 "K60947-2의 부속서 P"의 적용을 받는 자동복구 기능을 갖는 누전차단기를 시설할 수

         있다.

       ㉠ 독립된 무인 통신중계소 기지국

       ㉡ 관련 법령에 의해 일반인의 출입을 금지 또는 제한 하는 곳

       ㉢ 옥외의 장소에 무인으로 운전하는 통신중계기 또는 단위 기기 전용회로, 단, 일반인이 특정한 목적을 위해 지체하는 (머물러

            있는) 장소로서 버스정류장, 횡단보도 등에는 시설할 수 없다.

  2) 저압용 비상조명장치 · 비상용 승강기 · 유도등 철도용 신호장치, 비접지 저압전로, 322.5의6에 의한 전로, 기타 그 정지가 공공

       의 안전 확보에 지장을 줄 우려가 있는 기계 · 기구에 전기를 공급하는 전로의 경우, 그 전로에서 지락이 생겼을 때에 이를 기술

       원 감시소에 경보하는 장치를 설치할 때에는 제1항에서 규정하는 장치를 시설하지 않을 수 있다.

  3) IEC 표준을 도입한 누전차단기를 저압전로에 사용하는 경우 일반인이 접촉할 우려가 있는 장소(세대 내 분전반 및 이와 유사한

      장소)에는 주택용 누전차단기를 시설하여야 한다.

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