접지시스템 개요, 접지도체의 굵기 선정

▣ KEC 변경내용

과거	변경	접지의 방법 및 목적
제1종	계통접지 보호접지 피뢰시스템접지	전력계통의 중성점 접지 : 대지전압 저하, 이상전압 억제 기기의 노출도전부 접지 : 감전방지 뇌서지 저감
제3종
특3종
제2종	"변압기 중성점 접지 "	고저압, 고특고압 등 변압기 1,2차측 혼촉방지 ​

가. 접지의 목적

구분	① 계통접지 ② 보호접지 ③ 피뢰시스템 접지
종류	① 단독접지 ② 공통접지 ③ 통합 접지
접지시스템 구성요소	① 접지극 ② 접지도체 ③ 보호도체 ④ 기타설비

1. 접지 시스템의 구분

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① 계통접지 : 전력계통에서 돌발적으로 발생하는 이상 현상에 대비하여 대지와 계통을

                  연결하는 것으로 변압기의 중성점(저압측의 1단자 시행 접지계통 포함)을

                  대지에 접속하는 것을 말하며 일반적으로 중성점 접지라고도 한다.

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② 보호접지 : 고장시 감전에 대한 보호를 목적으로 기기의 한점 또는 여러 점을 접지하는

                  것을 말한다.

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③ 피뢰시스템 접지 : 보호하고자 하는 대상물에 근접하는 뇌격을 확실하게 흡입해서 뇌격

                           전류를 대지로 안전하게 방류함으로써 건축물 등을 보호하는 것이며 피뢰시

                           스템 접지는 그러한 피뢰설비에 흐르는 뇌격전류를 안전하게 대지로 흘려 보

                           내기 위해 접지극을 대지에 접속하는 설비를 말한다.

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2. 접지시스템의 시설 종류

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가. 단독접지

   고압, 특고압 계통의 접지극과 저압 계통의 접지극이 독립적으로 설치된 경우

단독접지

1) 단독접지 방식의 특징

   ① 타접지의 전위영향이 없다. (Noise)

   ② 컴퓨터 및 전산기기의 정상가동을 확보한다.

   ③ 선로의 Noise 방지를 위해 정보기기가 많지 않은 곳에 사용한다.

   ④ 고장점을 쉽게 제거할 수 있고 원인 규명이 쉽다.

   ⑤ 접지저항값을 얻기 위해 설비비가 많이 소요된다.

   ⑥ 제한된 면적에서 접지시공이 곤란하다.

   ⑦ 원하는 접지저항값을 얻기가 힘들다.

   ⑧ 전위차 및 전위강도가 크다.

   ⑨ 접지극의 지락사고시 접지전극 간의 전위 상호간섭이 있다.

   ⑩ 고층빌딩에서 접지선이 안테나 효과로 Noise가 발생한다.

   ⑪ 전위의 기준점 대책이 필요하다.

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2) 단독 접지 방식 적용시 문제점

   우리나라에서는 전기사업자로 부터 고압, 특고압 이상을 수전하는 수용가는 단독접지 및

   공통접지 방식 모두를 적용할 수 있다. 다만, 단독 접지는 타 접지계통의 영향을 받지

   않도록 접지극 간에 충분한 이격거리를 유지하여야 하나 시공 여건상 타 접지계통에 영향

   을 받지 않을 만큼 충분한 이격거리를 유지하기가 어려운 경우가 많기 때문에 현실상 단독

   접지는 시공하기가 어려운 경우가 많다.

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나. 공통접지

   등전위가 형성되도록 고압, 특고압 접지계통과 저압 접지계통을 공통으로 접지하는 방식

공통접지

1) 공통접지 방식의 특징

  ① 접지극 연접으로 합성저항이 감소되어 소요저항이 낮아진다.

  ② 접지극 신뢰도가 향상되어 접지극 상호간섭이 없다.

  ③ 접지극의 수량이 감소하고 접지면적이 작은 경우 경제적이다.

  ④ 계통접지의 단순화로 등전위 접지를 할 수 있다.

  ⑤ 철근 및 구조물을 연접하여 거대한 접지극효과로 전위상승이 매우 적다.

  ⑥ 접지의 기준점을 세우기 쉽다.

  ⑦ 계통전압의 이상전압 발생시 유기전압이 상승한다.

  ⑧ 타기기 및 선로에 영향을 준다.

  ⑨ Noise의 발생 가능성이 있고 초고층에서 독립접지와 병행시 독립접지 효과가

      감소한다.

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2) 공통접지 방식의 시설방법

  ① 저압 전기설비 접지극이 고압, 특고압 접지극 접지저항 형성에 완전 포함된 경우 이들

      접지극을 상호 접속할 것 (위험 전압 발생 방지를 위해)

  ② 고압, 특고압 계통 지락 사고시 저압 계통에 가해지는 과전압은 아래 표에서 정한 값을

      초과하면 안된다.

                  [EPR 제한값에 근거한 저압 및 고압 접지시스템의 상호 접속의 최소요건]

고압계통에서 지락고장시간(초)	저압설비 허용 상용주파 과전압(V)	비 고
> 5	Uo + 250	중성선 도체가 없는 계통에서 Uo는 선간전압
≤ 5	Uo + 1200

③ 고압 및 특고압을 수전받는 수용가의 접지계통을 수전 전원의 다중접지된 중성선과 접속

    하면 ② 의 요건은 충족하는 것으로 간주할 수 있다.

④ 고압, 특고압 변전소에 인접한 저압 전원

   고압, 특고압 접지시스템의 영향이 미치는 지역의 저압계통은 특별한 주의가 필요.

   산업 및 상용설비에 있어서는 공통접지시스템이 사용될 수 있으며, 기기가 너무 가까이

   위치하여 접지시스템을 분리하는 것이 불가능하다.

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다. 통합 접지

   전기설비의 접지 계통, 건축물의 피뢰설비, 전자통신설비 등의 접지극을 통합하여 접지하

   는 방식. 통합접지는 모든 접지시스템을 통합하여 접지시스템을 구성하는 것을 말하며

   설비간의 전위차를 해소하여 등전위를 형성하는 접지방식

통합접지

1) 통합접지 방식의 시설

  ① 건축물내에서 접지시스템과 유사한 목적과 기능을 가진 등전위본딩시스템과 함께

     구축되었을 때 완전한 목적을 달성 가능하기 때문에 철근 및 철골조 건축물에서 등전위

     본딩시스템과 연계하여 다양한 접지극을 건축물 구조체와 함께 접속하여 준 등전위 면

     을 형성하는 접지시스템을 말한다.

 ② 통합접지시스템을 적용할 수 있는 건물의 접지극은 구조체 접지전극이나 개별 접지극

     의 연전 등이므로, 철근콘크리트구조(RC조), 철골,철근콘크리트조(SRC조), 철골구조

     (S조) 등의 건축물에 적용

 ③ 건물 내에 설치된 전기설비는 벽, 바닥, 천정의 철근으로 둘러싸이므로, 페러데이

     케이지와 같은 등전위면의 내부에 있는 것으로 생각할 수 있으나, 설비의 형상이나

     설치위치, 철근과의 전기적 접속상태 등에 따라 전위차가 발생할 수 있으므로 때에

     따라서는 사고 발생시 노출 도전성 부분의 대지전압이나 접촉전압이 50[V]이하이고,

     등전위가 확보되는 지를 확인하여야 한다.

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2) 통합접지 시스템의 장점

  ① 감전보호용, 피뢰설비용, 기능용의 접지기능을 모두 충족시킬 수 있는 합리적인 접지

     시스템

  ② 건물의 구조체를 공통의 접지극으로 이용할 수 있으므로 낮은 접지저항 값을 경제적

      으로 얻을 수 있는 방식

  ③ 건물의 철근, 철골 등을 접지 관계의 도체로써 이용할 수 있으므로 경제적인 접지설계

      가 가능

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3. 접지시스템의 구성요소

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▣ 1개의 건축물에는 그 건축물 대지전위의 기준이 되는 접지극, 접지선 및 주접지단자를

    아래 그림과 같이 구성, 건축물내 전기기기의 노출 도전성 부분 및 계통외 도전성 부분

    은 모두 주접지 단자에 접속하고, 손의 접근 한계 내에 있는 전기기기 상호간 및 전기기

    기와 계통외 도전성 부분은 보조 등전위 본딩용 선에 접속한다.

등전위 본딩 기본 개요

1. 보호도체(PE) 2. 주 등전위 본딩용 도체 3. 접지도체

4. 보조 등전위 본딩용 도체 10. 기타 기기 (예, 통신설비)

B : 주접지단자. M : 전기기기의 노출 도전성 부분

C : 철골, 금속덕트의 계통외 도전성 부분

P : 수도관, 가스관 등 금속배관

T : 접지극

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※ 피뢰보호시스템 (Lightning Protection System) : 피뢰침시스템

   주접지단자 (MET : Main Earth Terminal)

   보호도체 (PE : Protective Earth)

【 접지도체 굵기 】

보호도체 

▣ 보호도체

  ① 접지도체의 단면적 선정 (주어진 표)

  ② 보호도체의 최소 단면적

  ③ 보호도체의 단면적은 다음 계산값 이상이어야 한다.

   ⊙ 차단시간이 5초 이하인 경우만 다음 계산식을 사용한다.

가. 접지도체 단면적 결정

  1) 큰 고장 전류(지락전류)가 접지도체를 통해 흐르지 않을 경우

      : TN 접지계통에서 적용

   [TN 계통 접지 : 전력계통은 Y결선]

tn계통 접지 

▣ 접지도체의 굵기

  ⊙ 동(구리) 도체 : 접지도체의 굵기 : 6 [㎟] 이상

  ⊙ 철제 : 50 [㎟] 이상

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2) 접지도체에 피뢰시스템이 접속된 경우

접지극

⊙ 접지선의 굵기 : 동(구리) : 6 [㎟]

                         철제 : 50[㎟]

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나. 접지도체 굵기

  ▣ 접지도체에 큰 고장전류가 흐르지 않을 경우를 제외한 일반적인 접지공사의 경우

   ① 특고압, 고압 전기설비의 접지도체는 6[㎟] 이상의 연동선을 사용한다.

     ※ 특고압 기기의 외함 (노출도전부 접지)

   ② 중성점 접지용 접지도체 (과거의 제2종 접지)

     ※ 변압기 2차가 저압인 경우 고저압 혼촉에 의한 저압측 전위상승을 억제할 목적

변압기 중성점 접지

⊙ 중성점 접지용 접지도체는 16[㎟] 이상의 연동선을 사용한다.

   ※ 과거 제2종 접지 [변압기 혼촉방지] - 변압기 2차측 접지

⊙ 특고압-저압 혼촉 방지 : 16[㎟] 이상

⊙ 고압 - 저압 혼촉방지 : 6 [㎟] 이상

변압기 중성점 접지1

※ 특고압 22.9[kV]에서는 다중접지를 하므로 6[㎟]를 허용했었다.

 ▣ 중성점 접지용 접지도체는 16[㎟]이상을 사용한다.

   ⊙ [특고압]과 + [저압]을 결합하는 경우

      또는 동등 이상의 단면적 및 강도를 가져야 한다. 다만, 다음의 경우에는

      공칭 단면적 6 [㎟] 연동선 또는 이와 동등이상의 단면적 및 강도를 가져야 한다.

   ※ 공칭 단면적 6[㎟] 연동선을 사용할 수 있는 경우

    ⊙ 7[kV] 이하의 선로 : [고압] + [저압]

    ⊙ 25[kV] 이하의 특고압의 가공전선로 : [22.9 [kV] ] + [저압]

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다. 이동하여 사용하는 전기기계 기구의 금속제 외함

  ① 특고압 · 고압 전기설비용 접지도체 (외함접지)

  ② 중성점 접지용 접지도체 (과거 E2)

    ▣ 위 접지도체의 굵기는 10[㎟] 이상 캡타이어케이블을 사용한다.

  ③ 저압 전기 설비용 접지도체

    ▣ 캡타이어 케이블 : 0.75[㎟] 이상

    ▣ 연동연선 : 1.5[㎟] 이상