접지계통별 구성방법(System Earthing) 및 대지고유저항

접지계통별 구성방법(System Earthing) 및 대지고유저항

 

 

1. 접지계통 - TN계통

전력계통 접지방식의 하나로 전원측의 한 점을 직접 접지시키고, 전기기기의 접지는 전원측 접지극에 보호도체를 접속한 접지계통으로 다음과 같이 분리된다.

1) TN-C계통

시스템전반에 걸쳐 중성선과 보호도체(기기의 접지선)가 하나의 도선으로 된 것

 

2) TN-S계통

시스템전반에 걸쳐 중성선과 보호도체가 분리된 것

 

3) TN-C-S계통

시스템의 일부에서 중성선과 도호도체가 하나의 도선에 접속한 것

 

 

2. 접지계통 - TT계통

전력계통 접지방식의 하나로 계통의 한쪽은 직접 접지 시키고, 기기의 보호접지는 이와는 별도의 접지극에 접속하는 방식을 말한다.

 

 

3. 접지계통 - IT계통

전력계통 접지방식의 하나로 모든 충전부를 대지에서 격리시키거나 한 점에서 임피던스접지 시키고, 설비의 도전부는 독립접지 또는 공통접지한 방식을 말한다.

 

 

4. 대지 고유 저항

일반적으로 토양자체의 고유저항을 대지 고유저항이라 하며 토양의 종류에 따라 크게 4～5 종류로 나눌 수 있다. 그러나 똑같은 토양일지라도 온도 (20℃일 때와 영하 5℃일 때 약11배, 녹는점 0℃와 어는점 0℃는 약 1.5배의 차이가 남), 습도(건조한 상태의 토양과 20%정도 수분을 함유한 상태의 토양은 약 20배정도 차이가 남)등 외부의 기후와 조건에 의해 아주 큰 영향을 받는다.

 

그러므로 접지 설계의 가장 중요하고 기본적인 올바른 대지고유저항의 산출은 측정기로써(최소 4개소 이상의 측정 평균값 또는 측정 최고 값) 측정해야만 하며 측정 불가능한 경우라면 기본적인 시추조사표와 각종 데이터를 근거로 현실에 근접한 대지고유저항을 산출해야만 합니다.

즉 접지의 규모나 차후의 비용발생을 줄이기 위해서는 정확한 대지고유저항의 산출에 우선적으로 주안점을 두어야 합니다.

 

1) 깊이에 따른 대지 저항율의 차이

대지 고유 저항은 깊이에 따른 영향은 다른 조건에 비해 영향을 덜 받는 차이는 있지만 전혀 무시 할 수 없읍니다.

일반적으로 접지동봉을 깊이 박는 것이 좋다고 인식되어지기는 하지만(토양의 상층부와 하층부의 상태가 같을 경우 저감효과가 있음) 우리나라의 지질 구조상(하층부로 내려갈수록 암석의 빈도수가 높음 - 고생대지형) 크게 효과가 있다고 볼 수는 없읍니다. 그러나 깊게 내려갈수록 온도 및 여러 인자의 영향이 적어 경년 변화에 의한 저항율 변동이 적어 유리하다고 볼 수 있읍니다.

 

그러므로 접지선의 매설깊이는 보통 0.5M～1.0M정도의 깊이로 매설되는 것이 보통입니다. 다만 지하 접지매설지역에 암반의 돌출 시 지락 및 고장전류의 반발을 감안하여 암반으로부터 1.5M이상에서 매설되어야 합니다.

 

2) 대지 저항율의 변화 요인(ANSI & IEEE 분석DATA)

 

■ 지역별

Note : 각 지역마다 수분의 함유상태, 토양의 종류, 지층 구조 등으로 인해차이가 있으므로 지질 분석 자료를 참고 할 것.

 

■ 수분 함유

 

■ 온도

Note : 계절에 따른 저항률의 차이는 다른 변화요인에 비해 그다지 변동폭은 적으나 그래프상의 2월과 7월의 차이는 2배 이상 차이가 나는 것을 볼 수가 있으며 이는 설계시 기후의 변화 또한 무시할 수 없는 하나의 증거이기도 하다. 그렇지만 지표 층의 깊은 곳은 변동폭이 상대적으로 적어 깊게 매설할수록 토양 자체의 고유저항의 변동폭이 적어 시공후의 접지저항은 경년 변화에 충분히 대처할 수 있다.(그러나 국내여건상 접지전극을 깊게 매설하는 것은 현실적으로 어렵다.)

 

■ 전해질 성분

Note : 전해질 농도가 많은 지역으로는 해안매립지 (부산, 경남) 등이 있는데 이런 지역은 저항율의 저감 효과보다는 부식 방지에 적합한 접지 재료의 선택이 무엇보다 중요하며 이런 지역에는 국내 접지 재료중 WELDING 자재가 적합하다고 생각됨

 

■ 토질에 따른 대지 고유 저항