접지 도체라고 통칭해서 이야기하지만 그 구성은 여러 가지 용어가 혼재해 있습니다. 이번 포스팅에서는 접지 도체에는 어떠한 구분이 있으며 각각의 명칭은 무엇이고 그 도체의 사이즈는 얼마로 해야 하는지에 대해서 정리해 보려고 합니다. 물론 이 포스팅에서 모든 것을 간단명료하게 설명할 수는 없습니다. 각각의 현장마다 실제 적용을 위해서는 엔지니어가 면밀히 검토하고 계산해야 하는 부분이 있기 때문입니다. 그러나 최대한 직관적으로 이해할 수 있도록 설명하겠습니다.
네이버 카페 등에서 접지 도체의 사이즈에 대하여 질문하는 케이스가 많습니다. KEC 규정의 적용과 IEC로의 변환 등이 이러한 혼선을 더 크게 하는 것 같습니다. 복잡한 플랜트 등에서는 절차에 맞춰서 접지 설계를 하면 접지선의 굵기를 다 검토하게 되지만 일반적인 소규모 현장이나 약간의 증설 등에서 쉽게 접지 도체의 사이즈를 결정하는 부분에 대하여 이번 포스팅에서 검토해 보려고 합니다.
1. KEC의 접지 도체 구분법
제목에서 말한 접지 도체는 통용적인 의미에서 사용한 것이고 KEC에서 보다 상세하게 나누고 있습니다. 접지 도체와 보호 도체 그리고 등전위본딩 도체로 크게 3가지로 나눌 수 있습니다.
- 접지 도체 - 아래 그림에서 5번 도체이며 접지극과 MET(주접지단자)를 연결하는 도체입니다.
- 보호 도체 - 아래 그림에서 1번 도체입니다. PE선 혹은 PEN 선입니다.
- 등전위 본딩 도체 - 아래 그림에서 2번 도체입니다.
2. KEC 기준 접지 도체 사이즈
1. 접지 도체의 사이즈 - 아래의 KEC 142의 내용에 따르면 비접지 계통 (큰 고장전류가 흐르지 않는 계통)의 접지선은 구리의 경우 6sq 이상입니다. 피뢰시스템이 접속되는 경우에는 구리 16sq 이상으로 하도록 되어 있습니다. 그리고 중성점 접지용 접지 도체는 16sq 이상을 사용합니다. 상세한 옵션은 아래 규정을 자세히 검토해야 합니다.
2. 직접접지 계통과 같이 큰 고장 전류가 흐르는 경우에는 아래 KEC 규정에서 설명하는 수식에 따라서 차단기 동작 시간 동안 1선지락 전류가 흘러도 전선이 녹지 않는 굵기를 계산해야 합니다. (TN 계통, 고압 직접 접지 계통 등)
3. 보호 도체의 사이즈 - 아래 KEC 규정에 따릅니다. 보호 도체가 같은 케이블 내에 포함되는 경우에는 일반적으로 선도체가 16sq 이하면 선도체와 동일한 사이즈로 하고 선도체가 16sq 초과하는 경우에는 선도체의 1/2 크기로 합니다.
4. 보호 도체가 케이블에 포함되지 않고 별도로 설치되는 경우에는 아래의 별도 규정을 따릅니다. 기계적 손상을 고려해야 하는 경우에는 최소 4sq 이상을 설치하고 그렇지 않을 때는 2.5sq 이상으로 합니다.
5. 보호 도체의 크기를 고장 전류와 차단 시간을 고려하여 계산식으로 구할 수 있습니다. 아래의 KEC 규정에 보여지는 수식을 적용하여 계산합니다.
6. 보호 도체와 계통 도체를 겸용하여 사용하는 PEN 도체의 경우에는 별도의 규정을 적용합니다. 일반적으로 중성선 도체의 사이즈와 동일하게 적용해야 합니다. 최소 사이즈는 구리의 경우 10sq 이상입니다.
7. 등전위 본딩 도체는 아래와 같이 여러 종류로 구분됩니다. 상세한 도체의 크기는 옵션을 잘 살펴서 선정해야 합니다. 최소값이 주어졌다고 해도 그것으로 충분한 것은 아닙니다.
8. 보호등전위 본딩 도체는 최소 구리 6sq 이상입니다.
9. 보조등전위 본딩 도체는 기계적 보호를 고려하는 장소에서는 최소 구리 4sq 이상입니다.
2. Chat GPT 설명 자료
Chat GPT에 전압별 접지 도체 사이즈에 대하여 질문했더니 아래와 같은 결과를 얻었습니다. 요즘은 Chat GPT가 어떤 주제에 대하여 일차적인 쉬운 접근 방법이 된 것 같습니다.
접지 도체 또는 접지 도체라고도 하는 보호 접지 케이블의 크기는 전압 시스템 및 전기 설비의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다. 이러한 도체의 목적은 고장 전류를 땅속으로 안전하게 배출하여 사람, 장비 및 전기 시스템 자체를 전기 고장과 낙뢰로부터 보호하는 것입니다. 다음은 다양한 전압 시스템에 대한 보호 접지 케이블의 크기를 선택하기 위한 몇 가지 지침입니다:
저압 시스템(최대 1kV):
보호 접지 케이블의 크기는 일반적으로 주거용, 상업용 및 경공업용에 일반적으로 사용되는 저전압 시스템의 경우 메인 본딩 도체(접지봉 연결 도체)의 단면적에 의해 결정됩니다.
많은 지역에서 메인 본딩 도체에는 구리 16mm²(AWG 6)~35mm²(AWG 2)의 최소 크기 또는 알루미늄에 상당하는 크기가 권장됩니다.
고압 시스템(1kV ~ 69kV):
고압 시스템에서 접지 도체는 일반적으로 이러한 시스템과 관련된 더 높은 고장 전류를 처리하기 위해 더 큰 사이즈를 사용함
니다. 고압 시스템에서 보호 접지 케이블의 크기는 특정 전압 레벨과 고장 전류 계산에 따라 50mm²(AWG 1/0)에서 수백mm²(AWG 500kcmil) 이상이 될 수 있습니다.
초고압 시스템(69kV 이상):
송전선 및 변전소와 같은 초고압 시스템의 경우, 높은 고장 전류로 인해 보호 접지 케이블의 크기가 상당할 수 있습니다. 초고압 시스템의 도체 크기는 시스템 설계 및 고장 전류 수준에 따라 대개 수백 mm²(AWG 500 kcmil)에서 수천 mm²(AWG 2000 kcmil) 이상입니다.
일반적인 기준:
보호 접지 케이블의 정확한 크기는 다음과 같은 요소를 고려한 엔지니어링 계산에 따라 결정해야 합니다:
시스템에서 발생할 수 있는 고장 전류의 크기.
고장 전류의 지속 시간.
토지 저항은 접지의 효과에 영향을 미치기 때문입니다.
최소 도체 크기 및 기타 요구 사항을 명시할 수 있는 지역 전기 법규 및 규정.
또한 도체의 재질(구리, 알루미늄 또는 기타 재질)과 설치 방법(직접 매립, 접지봉 사용 등)은 접지 도체의 적절한 크기를 결정하는 역할을 합니다. 안전 및 성능 요건을 충족하기 위해 모든 전압 시스템에 대한 보호 접지 케이블의 적절한 크기 조정 및 설치를 보장하기 위해서는 자격을 갖춘 전기 엔지니어와 상담하거나 현지 전기 법규 및 표준을 준수하는 것이 필수적입니다.
'전기 Engineering > 피뢰와 접지' 카테고리의 다른 글
| 접지 저항 측정에 대한 오해와 진실 그리고 (0) | 2023.09.29 |
|---|---|
| 저압 접지 시스템의 기초 이해 (0) | 2023.09.17 |
| 각 규격의 접촉 전압과 보폭 전압에 대한 이해 (0) | 2023.09.06 |
| 접지 연결에 대한 기초 이해 (Earthing Protection System) (2) | 2023.09.06 |
| 접지 저항 측정 방법에 대한 고찰 (Measurement of Earthing Resistance) (0) | 2023.07.07 |
