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| 접지(Earth)구성방법 |
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글쓴이 : bitmart() |
등록일 : 2013년 06월 04일 (19:40) / 조회수 : 5043 |
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제목: 접지(Earth)구성방법
파일: 접지의구성방식.doc(183KB)
((접지의 구성방식))
접지를 필요로 하는 여러 장비나 설비의 접지를 공통으로 하느냐 독립으로 하느냐 하는 “공통 접지나 독립접지”의 문제는 완전한 해답이 해결되지 않고 있으며, 외국에서도 이 문제에 대한 많은 문헌이 발표 되고 있고 계속해서 연구되고 있으며, 국내에서는 대부분 독립접지를 시공하여 왔지만, 접지의 세계적인 추세는 공통접지 방식이며, 국내에서도 공통접지를 시공하는 추세이다.
통신시스템이나 전산시스템, 제어 기기나 의료 설비 그리고 전기나 전력 설비들은 각각의 장비가 갖는 운용사양이나 사용 전압이 다르기 때문에 공통접지나 독립접지가 모두 장단점을 지니게 된다.
하지만 도시지역에서 접지시공 면적은 제한되어 있고, 빌딩들은 고층 대형화됨에 따라 안정된 접지 시공이 점점 어려워지고 있으므로 접지 방식을 구성할 때 공사현장의 여건, 장비의 사양 및 사용 전압 등같은 특성들을 고려하여 장비나 설비 보호를 위한 최적의 접지 방식을 구성하여야 한다.
1. 빌딩에서의 접지의 다양화
최근 공간의 효율적 이용을 위해 여러 목적에 쓰이는 소위 다목적 빌딩이 많아지고 있으며, 하나의 빌딩에 점포, 사무실, 전자계산기실, 식당, 병원 등이 있는가 하면 심지어 공장까지 있는 경우도 있다.
이런 빌딩 내에는 각지각색의 전기설비기기가 설치되어 있으며, 이들 기기는 반드시 접지를 해야 한다.
1) 접지의 현상
빌딩내의 테넌트는 여러 가지의 전기설비 기기가 도입되어 있고, 접지를 필요로 하는 주요 설비기기의 대부분은 기기접지(프레임 접지)를 필요로 하고 있으며, 이 외에 피뢰침, 배전계통의 제2종 접지 등이 있다.
뇌에는 피뢰침 설비의 접지, 뇌 서지(surge)등이 이상전압이 옥내에 침입하는 것을 방지하기 위하여 피뢰기를 설치하는데 이 접지가 문제가 되고 있다.
가공배전계통에서는 피뢰용 가공지선이 광범위하게 시설되므로 제2종 접지와 공용으로 하느냐, 독립으로 하느냐가 중요한 문제이다.
이 밖에 피뢰침, 배전계통의 제2종 접지 등이 있고 또한 요즈음은 전원설비에 큐피클이 많이 채용되고 있는데 큐피클의 피뢰기는 별도로 하고 제1종, 제2종, 제3종의 접지는 공통이며. 여기서도 공통과 독립의 문제가 있는 것이다.
(그림 1) 빌딩 접지의 현상
빌딩의 각 층에는 그림 1처럼 접지를 해야 할 설비기기가 있는데 빌딩에서 공사준공 후 에 접지공사를 한다는 것은 매우 곤란하며 더구나 도시의 밀집지역에서의 대형 빌딩, 고층빌딩 등의 접지개수공사는 거의 불가능하기 때문에 빌딩의 설계단계에서 접지에 관한 계획을 충분히 검토해야 한다.
2) 접지방식의 형태
한 빌딩 안이나 구내에 접지를 해야 할 설비기기가 여러 개 있는 경우의 4종류의 접지방식형태를 생각할 수 있다.
① 개개를 독립해서 접지한다.
② 독립적으로 접지한 접지선을 연접한다.
③ 공통으로 접지한다.
④ 건축구조체의 철골 · 철근 부분에 접지선을 연결한다.
이들 접지형태를 구가지로 대별하면 ①은 독립접지, ②,③,④는 공통접지로 나눌 수 있다.
2. 공통접지(Common Grounding)
공통 접지는 여러 다른 시설인 통신 시스템, 전기설비, 제어설비 및 피뢰설비와 같은 여러 설비를 하나의 접지전극을 구성하여 공통으로 접속하여 사용하는 접지 방식이다.
즉, 하나의 건축물 부지 내에서 접지선 혹은 철골 구조를 이용 각각의 접지 전극을 연접하여 공통 접지를 구성하고, 접지를 필요로 하는 모든 설비를 이 공통접지에 접속한다.
이러한 공통 접지를 구성하는 방법은 접지 전극을 연결하는 것 혹은 접지선을 모으는 것 그리고 건축의 철골구조체를 이용하여 연결하는 방법 등이 있다.
공통접지의 구성 방법
1) 공통 접지의 특성
협소한 면적에 독립적으로 시공되어 있는 각각의 접지를 완전한 독립 접지로 볼 수 있느냐 하는 의문과 대형 빌딩내에 설치된 여러 설비가 고정 볼트나 혹은 인접 도선에 의해 대부분 철골과 연결되어 있다
고 볼 때 이미 공통 접지가 구성되었다고 가정할 수 있으므로, 한정된 부지내의 독립적으로 설치되는 여러 접지를 공통으로 묶어 하나의 양호한 접지로 사용한다는 측면에서 공통 접지는 많은 장점들을 지니고 있다. 공통접지의 장점들은 다음과 같다.
① 접지선이 짧아지고, 접지 배선 및 구조가 단순하여져 보수 점검이 쉽다.
② 각 접지 전극이 병렬로 연결되므로 합성 저항을 낮추기가 쉽고, 건축의 철골 구조체를 연결하여 접지성능을 향상시키고 보조효과를 높인다.
③ 여러 접지 전극을 연결하므로 서지나 노이즈 전류 방전이 용이하다.
④ 여러 설비가 공통의 접지 전극에 연결되므로 등 전위가 구성되어 장비간 전위차가 발생되지 않는다.
⑤ 시공 접지봉 수를 줄일 수 있어 접지 공사비를 줄일 수 있다
전원측 접지(제2종 접지)와 부하측 접지(제3종 접지)의 공통에 있어서는 지락보호, 부하기기대한 접촉전압의 관점에서 유리하다.
부하기기의 절연이 저하해서 지락사고가 발생한 경우 지락전류는 독립접지면 대지를 경유해 전원에 되돌아가나 공통접지면 시종 금속회로를 지나서 전원에 되돌아 간다.
공통접지가 되면 금속회로를 흐르는 전원이다. 따라서 금속회로로부터 전류경로의 임피던스가 낮아 큰 지락전류가 흐르는데 따라서 이 지락전류로 과전류보호기를 동작시킬 수 있는 가능성이 생긴다
(즉, 과전류보호기로 지락보호를 할 수 있게 된다).
지락전류가 대지를 경유하지 않고 전원에 되돌아가는 것에는 또 하나의 장점이 있는데 그것은 절연이 저하한 부하기기의 금속제외함 등에 사람이 닿을 경우 인체에 큰 지락전류가 흐르지 않는다는 것으로 그 만큼 안전하다는 것 인데 이것은 인체-대지를 경유하는 회로의 임피던스가 금속회로보다 훨씬 크기 때문이며, 접지의 공통에 의한 일종의 바이패스 효과라 할 수 있다.
공용 접지는 위와 같이 많은 장점이 있지만 단점도 있다. 모든 설비가 공통으로 연결되므로 접지 전극의 성능 악화나 손상으로 연결된 시설 모두가 손상을 받을 수 있으므로 처음 접지를 시공할 때 강한 내구성의 신뢰성 있는 접지를 시공해야 한다.
또한 접지 전극으로부터 인출된 접지선의 길이와 배선이 문제가 될 수 있다.
접지 연결선이 너무 길어지면 순간 전류가 유입되었을 때 접지전극과 도선저항으로 인해 순간적으로 전위가 상승하여 장비간에 전위차가 발생할 수 있다.
공용 접지의 단점을 알아보면 다음과 같다.
① 접지전극의 손상이나 접지 성능이 악화되면 접속된 모든 설비에 동시에 영향이 파급된다.
② 설비 간에 연결된 접지 배선의 길이가 너무 길어지면 이로 인해 설비 간의 접지 전위차가 발생할 수 있다.
③ 전위상승파급의 위험이다. 공용접지의 경우 접지를 공통하고 있는 설비 중 어떤 설비에 접지전류가 발생하면 그것은 대지로 유출하나 이때 각 접지전극에는 반드시 다소간 접지저항이 있으므로 접지점의 전위가 상승한다.
접지전류에 의한 전위상승이 접지를 공통하고 있는 모든 설비에 파급된다.
전위상승 파급의 위험에 대해서는 접지시스템의 접지저항이 매우 작은 경우는 거의 문제가 되지 않으며, 접지를 시공할 때 유입되는 서지전류나 전위상승요인 등을 고려하여 건물의 철골 구조체에 접속하거나 전위 상승을 최대한 억제하는 접지 배선을 시공할 필요가 있다.
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