접지저항 저감방법 / Wenner의 4극전법

접지저항 저감방법 / Wenner의 4극전법

 

 

1. Wenner의 4극전법

대지저항율의 측정방법으로서 가장 많이 쓰이고 있는 것은 Wenner의 4극전법이다.

Wenner의 4극전법 전극 배치는 그림과 같으며, 전극 C₁과 C₂사이에 전원을 접속해서 대지에 전류를 흘린다. 그리고 P₁과 P₂사이에 생긴 전위차를 측정하는데 전위차의 측정값을 그때의 통전 전류 값으로 나누면 접지저항값 R(Ω)을 구할 수 있고, 전극 간격을 a(m)라 하면 대지 저항율 ρ(Ωㆍm)는 다음 식으로 구할 수 있다.

ρ = 2πaR

 

 

2. 접지선의 굵기 계산

접지선의 굵기는 각 회선의 고장전류(3상 단락전류)와 고장 계속시간에 의해 산출하며, 이에 따른 계산식은

A =√8.5×10-6 × S /log 10 (t/274 + 1) ×I(㎟)

여기서, A : 접지선의 단면적(㎟)

S : 고장 계속시간(sec)(보통 0.5~3초)

t : 접지선의 용단에 대한 최고 허용온도 상승

- 나동연선 : 850(℃)

- 접지용 비닐전선

- 120℃일 때 주위온도 40℃

I : 고장전류(A)

 

 

3. 접지저항 저감방법(接地抵抗 低減方法)

접지저항의 저감방법에는 물리적 저감법과 화학적 저감법이 있다.

 

1) 물리적 저감법

① 접지봉의 외경이나 접지판의 면적을 크게 한다.

 

② 접지봉, 접지판의 매설을 깊게 한다.

 

③ 접지극을 병렬로 연결한다.

 

④ 전극 상호간의 거리를 상당히 띄어 놓고 또 그 배열에도 충분한 주의를 하지 않으면 안된다.

 

2) 화학적 저감법

화학적 저감법은 도전성 물질을 접지극 주변의 토양속에 주입하여 대지의 고유저항을 화학적으로 저감하는 방법을 말한다.

일반적으로 저감제로서의 조건의 예를 들면,

· 저감효과가 클 것

· 저감효과의 지속성이 있을 것

· 접지극을 부식시키지 않을 것

· 공해성이 없을 것

 

2-1) 직접 주입법

이 방법은 일반적으로 가장 많이 사용되는 방법으로 도량 주입법이라고도 한다.

① 접지봉을 수직으로 설치한 구멍에 직접 주입하는 공법

· 장점 : 효율이 우수하다.

· 단점 : 점토질의 개소에는 저감제의 침투가 어려우며, 모래, 자갈에서는 저감제의 농도를 짙게 하지 않으면 지나치게 침투되어 이어지지 않는 수가 있다.

 

② 접지봉을 설치하기 곤란한 개소에 지하 75㎝이상 깊이의 도랑을 파내고 수평으로 접지봉이나 매설지선을 깔고 저감제를 주입하는 공법

· 장점 : 다량의 접지저항 저감제를 사용할 경우에 적합하며, 저감제와 접지전극과의 접촉이 양호하다.

 

2-2) 매체 주입법

이 방법은 흘림법이라고도 한다.

①  접지개소에「파네트어스」를 설치하고 저감제를 파이프를 통해 주입하는 공법

- 파네트어스를 매체로 사용하는 경우는 파네트의 구멍을 통해 저감제가 유출하게 되므로 효과적이기는 하지만 점토질인 경우에는 구멍이 메어져 본래의 목적을 달성하기 어렵다.

 

② 직경 45mm 이하의 동관을 1.5m이상 땅속에 설치하고「시메러」등으로 뽑아낸 후에 생긴 구멍에 접지극을 넣고 저감제를 주입하는 공법

- 후강관을 사용하는 경우에는 접지봉이 아닌 나동선을 접지극으로 사용할 수 있으므로 경제적이며 또한, 심부에 접지를 잡아 저감제와 접지극과의 접촉도 완전하므로 우수한 방법이라 하겠지만 자갈이나 암석지대에서는 시공이 거의 불가능하다.

 

2-3) 압력 주입법

매체 주입법 중 후강관을 박는 흘림법과 유사한 방법으로 주입관을 설치하여 수동펌프로 저감제를 주입하는 방법으로 주입관을 빼고 난 뒤 구멍에 접지극을 넣어 저감제를 주입하는 공법이다.

· 장점

- 심부에 저감제를 다량으로 주입할 수 있는 우수한 방법으로 접지개소의 개량이나 보수에 이용하면 아주 효과적인 방법이다.

· 단점

- 점토질의 개소에는 주입이 불가능하며, 주입후 수선을 충분히 하지 않으면 수동펌프 주입관 내부에 저감제가 경화되어 펌프를 이용할 수 없게 된다.

 

 

4. 전이전압(轉移電壓) 및 접촉전압(接觸電壓)

1) 전이전압(轉移電壓)

변전소 구내에 서 있는 사람이 원거리에서 접지된 도체와 접촉하거나 반대로 원거리에 있는 사람이 변전소 접지망과 연결된 도체와 접촉했을 때는 전이전압이 걸린다. 이 전압은 고장시의 접지망 전체 전위 상승치까지 될 수 있는 것이다.

 

2) 접촉전압(接觸電壓)

사람이 지상에 서서 기기의 외함이나 철구에 접촉한 경우에 인체에 가해지는 전압을 “접촉전압”이라 한다.