피뢰설비 접지의 시공방법 / 정전기 장해 방지용 접지

피뢰설비 접지의 시공방법 / 정전기 장해 방지용 접지

 

 

 

1. 접지용 도체

1) 접지용 도체의 시설

1-1) 일반 사항

  (1) 접지선이 외상을 받을 우려가 있는 경우에는 금속관, 합성수지관 등으로 보  호한다.  단, 피뢰침, 피뢰기용 접지선 등은 강제

금속관에 넣어서는 안된다.

  (2) 접지선은 피접지 기기에서 60cm 이내의 부분과 지중부분을 제외하고는 금  속관, 합성수지관 등에 넣어 외상을 방지하여야

한다.

(3) 접지선에는 (4)의 알루미늄 선을 사용하는 경우를 제외하고는 구리선을 사 용하여야 한다.

  (4) 접지선으로 알루미늄선을 사용하는 경우, 지중 또는 접지극에서 지표면 위  60cm 이하나 습한 콘크리트, 석재 또는 벽돌류

에 접하는 부분, 부식성 가스 및 용액을 발산하는 장소에서는 사용할 수 없다.

  (5) 조영재 등에 고정설치되는 접지선은 수전실, 전기실에 시설하는 것을 제외  하고는 원칙적으로 비닐절연(IV)전선 또는 이와

동등 이상의 절연효력이 있  는 전선을 사용한다.

  (6) 가요성을 필요로 하는 접지선은 다음의 케이블을 사용하되, 그 굵기는 단면  적 8㎟ 이상으로 하여 고장전류를 안전하게 흐

를수 있도록 하여야 한다.

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① 클로로프렌 캡타이어 케이블(3종 및 4종)

② 클로로설폰화 폴리에틸렌 캡타이어 케이블(3종 및 4종)

③ 고압용의 캡타이어 케이블의 1심 또는 다심 캡타이어 케이블

④ 고압용 캡타이어 케이블의 심선이나 차폐금속선 또는 접지용 금속선 등

 

1-2) 사람의 접촉 우려가 있는 장소 (제1종 및 제2종 접지공사)

   (1) 접지선을 수전실, 전기실 이외에 전주, 옥측 기타 사람이 접촉될 우려가 있  는 장소에 시설하는 경우에는 다음에 의하여야 한

다.

 

① 접지극은 지하 75cm 이상의 깊이로 매설한다.

② 접지선은 접지극에서 지표상 60cm까지의 부분에는 절연전선, 캡타이어케 이블(3종 이상) 또는

케이블(클로로프렌 외장케이블 및 비닐외장 케이블에 한한다)을 사용한다.

③ 접지선의 지표면 아래 75cm에서 지표상 2ｍ까지의 부분은 전기용품안전 관리법에 의한 합성수

지관 또는 이와 동등 이상의 절연효력 및 강도가 있는 것으로 덮는다.

 

(2) 접지선을 사람이 접촉될 우려가 있는 장소에 철주와 같은 금속체를 따라 시설할 경우에는 제 2(1)

항의 규정에 따르는 외에도 접지극을 지중에서 그 금속체와 1ｍ이상 이격하여 매설한다.

(3) 접지선을 시설한 지지물에는 피뢰침용 접지선을 시설하여서는 아니된다.

 

2) 접지용 도체의 사양 및 시공

 

(1) 접지용 도체는 꼬임 연동 PVC 절연 전선(녹색), 꼬임 경동선 (HDCC 또는 이와 동등 이상)을 사용

한다. 도체의 굵기는 기계적 강도 및 고장전류의 크기를 감안하여 부록(접지선의 굵기 계산)에 따

라 산정하되, 직접 매설용은 38㎟, 노출용은 14㎟, 계통루프(LOOP)용 도체 및 중성점 접지용 주접

지선은 60㎟ 이상으로 하도록 한다. 단, 개별 기기 등의 접지용 도체의 굵기는 각각의 기기용량 등

을 고려하여 선정하되 그 최소 굵기는 5.5㎟ 로 한다.

(2) 매설용 도체의 매설 깊이는 75cm(마감 지표면으로 부터)이상으로 하고, 포장 된 장소에서 사람의

접촉 우려가 없는 경우에는 30cm 이상으로 할 수 있다.

(3) 매설용 도체가 차량용 도로를 통과하는 경우에는 후강 전선관 또는 이와 동등 이상의 강도를 갖는

방법으로 보호한다.

(4) 노출용 도체는 후강 전선관 또는 이와 동등 이상의 강도를 갖는 방법으로 보 호한다.

(5) 피뢰용 도체를 보호하기 위하여, 지하 30cm부터 지상 2ｍ까지는 전기용품안전관리법에 의한 고강

도 PVC 전선관 내에 삽입시킨다.

 

3) 도체의 접속

 

(1) 매설용 도체의 접속은 볼트 조임형 또는 용융형 금구를 사용하여 견고하게 접속한다.

(2) 노출 배선용 도체의 접속은 압착 단자형 또는 볼트 조임형 금구를 사용하여 확실하게 접속한다.

(3) 기기 접속용 말단 접속은 압착 단자형 금구를 사용한다.

(a) 볼트 조임형 접속

(b) 용융형 접속

 

　< Fig01. 접지용 도체의 접속(볼트 조임형 접속) >

 

 

2. 접지극

1) 일반사항

(1) 접지극은 구리봉, 구리피복 강봉 또는 구리판 등을 사용한다.

(2) 접지극과 도체의 접속은 용융형 금구로 한다.

(3) 필요한 곳에는 접지극을 점검할 수 있는 점검용 단자함 또는 점검구 (GROUND WELL)를 설치하고, 접지극 상부에는 구리띠

단자를 설치한다.

 

< Fig02. 접지설비 점검구(GROUND WELL)의 예 >

 

(4) 접지극과 타접지극과의 이격거리는 다음 사항을 검토하여 대지전위 상승한계 값 내에서 이격거리를 정해야 한다.

 

최대지락전류의 크기(Ａ)

전위상승의 한계값 (Ｖ)

대지 저항율(Ω.ｍ)

 

단, 한 지점에서 일정 접지저항을 얻기 위하여 접지전극(접지봉 등)을 병렬로 설치하는 경우의 극간 이격거리는 2ｍ 정도로 하는 것이 바람직하다.

 

2) 접지극으로는 구리관, 구리봉, 철관, 철봉, 구리피복 강판, 탄소피복 강봉 등을 사용하고 이들은 가급적 물기가 있는 장소로서 가스, 산 등으로 인하여 부식될 우려가 없는 장소를 선정하여 지중에 매설하거나 타입하여야 한다.

 

3) 접지극은 다음의 것을 원칙으로 한다.

(1) 구리판을 사용한 경우에는 두께 0.7㎜, 900㎠(편면) 이상의 것.

(2) 구리봉, 구리피복강봉 등을 사용하는 경우는 지름 8㎜, 길이 900㎜ 이상의 것.

(3) 철관을 사용하는 경우는 외경 25㎜, 길이 900㎜ 이상의 아연도금가스 철관 또는 후강 전선관일 것.

(4) 철봉을 사용하는 경우는 지름 12㎜, 길이 900㎜ 이상의 아연도금한 것.

(5) 구리피복강판을 사용하는 경우에는 두께 1.6㎜ 이상, 길이 900㎜ 이상,

면적 250㎠(편면)이상의 것.

(6) 탄소피복강봉을 사용한 경우에는 지름 8㎜ 이상의 강심이고 길이 900㎜ 이상 의 것.

 

4) 접지선과 접지극은 납땜 등의 확실한 방법에 의하여 접속하여야 한다. 단, 납땜은 은납류에 의하되, 땜납(납과 주석의 합금)은

사용하여서는 안된다.

 

 

3. 피뢰설비 접지

1) 뇌전류방전에 의한 설비 등의 손상을 방지하기 위한 피뢰접지는 다음에 의한다.

 

(1) 피뢰침의 굵기는 최소 30㎟ 이상의 구리선, 돌침의 직경은 12㎜ 이상의 구리 봉 또는 알루미늄 도금 철봉을 사용한다.

(2) 돌침의 높이는 피보호물로 부터 돌침 간격이 6m이하인 경우 25㎝이상, 돌침간격이 7.5ｍ이하인 경우 60㎝이상 돌출시킨다.

(3) 피뢰도선은 가능한 접지극과 최단거리의 경로를 선정하여 설치하되, 굴곡부는 내각측은 90°이상, 곡률반경은 20㎝ 이상 되

도록 하고, 지지물에 90㎝ 간격으로 견고하게 고정시킨다.

(4) 인하도선은 지하 30㎝ 이상에서 지표면 위 1.8m까지는 보호카바 등으로 보호 한다.

(5) 인하도선은 최소 2조 이상으로 하되 피보호물 둘레가 긴 경우에는 30m 간격  으로 균등하게 배치한다.  다만, 수평 단면적이

50㎡ 이하인 경우에는 인하도  선을 1조로 할 수 있다.

(6) 피뢰침 주위에 접지된 금속체가 있는 경우에는 피뢰침과 금속체를 상호 본딩 한다.

(7) 피보호물의 기둥 및 대들보가 철골조 또는 금속판으로 씌워진 구조로 전기적  으로 접속된 경우에는 철골 또는 금속판을 피뢰

도선으로 이용할 수 있다.  철골조 건물에서의 피뢰용 접지는 철제기둥 마다 실시하되 접지 개소 간격이 최고 18ｍ를 초과하지

않도록 한다.  다만, 철제 기둥이 지표면으로부터 3ｍ이상의 깊이에 매설되는 경우나 철골조 피보호물의 합성저항이 5Ω이하

인 경우에는 접지를 생략할 수 있다.

(8) 피뢰침의 접지 저항값은 10Ω 이하, 보호각도는 60°(위험물 취급설비는 45°)이하로 한다.

 

2) 기타 이항에서 규정하지 않은 사항은 KS C 9609(피뢰침)에 따른다.

 

 

4. 정전기 장해 방지용 접지

1) 정전기 제거용 접지를 필요로 하는 기기는 정전기 대전이 우려되는 생산장비, 저장용 장치, 수송용 배관 및 부속장치, 열 교환

기, 호퍼, 타워 등이다.

 

2) 각 대상기기 상호간 또는 대상기기와 배관 등의 연결 부위에 가스켓 등으로 정전기적으로 분리된 경우에는 반드시 본딩을 통하

여 등전위를 이루도록 한다.

 

3) 각종 본딩을 위한 도체의 최소 굵기는 14㎟ 으로 한다.

 

4) 정전기 대전 방지용 접지설비의 접지저항은 1,000Ω 이하로 한다.

 

 

5. 장치류의 접지

1) 탱크 류의 저장 용량별 접지개소의 수는 다음과 같다.

 

(1) 1,000㎘ 이하 : 2개소 이상

(2) 5,000㎘ 이하 : 3개소 이상

(3) 20,000㎘ 이하 : 5개소 이상

(4) 20,000㎘ 초과 : 8개소 이상

 

2) 기타 장치 즉, 용기(VESSEL), 열교환기, 탑조류 등은 최소 1개소 이상 접지하여야 한다.

 

3) 장치류의 접지저항은 피뢰침 설비를 생략하는 경우 5Ω 이하로 하고, 전기장치와 접속된 경우에는 10Ω 이하로 한다.

 

< Fig03. 탱크 또는 용기의 접지 예 >

 

 

6. 접지저항의 측정과 안전점검

 

1) 접지저항값의 측정관리

 

(1) 다음의 경우에는 접지설비의 저항 값이 규정치 이하인가를 준공시는 물론 그 후에도 정기적으로 측정 확인하여 기록하여야 한

다.

 

전기설비의 준공시 사용하기 전

점검 주기에 따른 정기적인 측정

기기의 이동이나 증설, 개보수의 확인 등 필요시

기기 사용 중에 전격 등과 같은 이상 요인이 감지된 경우, 접지 상태 확인 목적

 

(2) 접지저항은 접지개소의 상태 또는 주위 여건에 따라, 장마 전 또는 동절기 전에 각각 1회 씩 연 2회이상 측정하여, 접지저항 값

의 변화추이 및 규정치 내의 적합여부를 판정하여 부적합시 등 필요한 경우에는 보수하거나 재 시공 등의 적절한 조치를 취하

여야 한다. 접지저항 값이 아주 양호하고 그 관리가 적절하게 유지되는 경우에는 접지저항의 측정주기는 연 1회로 할 수 있다.

 

2) 접지극의 유지관리

(1) 매설된 접지극 및 접속개소는 다음 사항을 참조하여 정기적으로 점검한다.

 

(2) 기타 정기점검 및 유지관리는 점검 및 유지관리기준에 따른다.

< Fig04. 접지선의 전류용량 >

 

< 표1. 재료의 물리정수 >

 

< 표2. 재료의 물리정수 >

[표2]를 이용하여 계산하는 경우는 전원측 과전류차단기의 동작특성과 관계되고, 다음과 같은 조건이 필요하다.

(1) 접지선의 고장전류 크기는 전원측 과전류차단기 정격전류의 20배

(2) 과전류차단기의 동작감도는 정격전류 20배의 전류에서 0.1초 이하

(3) 고장전류가 흐를 때의 접지선 주위 온도 30℃

(4) 고장전류가 흐를 때 접지선의 최대 허용온도 Τｍ은 150℃

 

     따라서, 최대 허용온도 Τｍ=150℃, 주위 온도 Τａ= 30 ℃를 [표2]에 대입하고, 통전시간을 파라미터로한 전류와 단면적 관계를 보면 [Fig05]와 같다.

 

< Fig05. 고장전류와 접지선 굵기의 관계 >