Ground Fault vs Earth Fault: 차이점과 보호 방법 이해

지구단락과 접지단락이란?

지구단락:

지구단락은 활선과 지구 또는 중성점 사이에 의도하지 않은 연결(단락)이 발생할 때 생깁니다. 이러한 단락에서 전류는 직접 지구로 흐릅니다. 이는 다양한 형태로 발생할 수 있으며, 예를 들어 단일 선-지구 단락(L-G), 이중 선-지구 단락(LL-G), 또는 삼중 선-지구 단락(LLL-G) 등이 있습니다.

지구단락은 고장 전류의 크기가 매우 커질 수 있어 특히 심각합니다. 지정된 시간 내에 신속하게 제거되지 않으면, 이 높은 전류는 변압기, 케이블, 스위치 기어와 같은 전력 시스템 장비에 큰 손상을 초래할 수 있습니다. 따라서 지구단락의 신속한 감지 및 격리는 시스템 보호와 안전에 중요합니다.

참고:

지구점은 소스와 적절히 연결되고 효과적으로 접지되어야 합니다. 또한, 활선이 지구와 접촉할 때(예: 지면으로 떨어질 때) 의도하지 않은 경로가 형성됩니다. 이 상태는 일반적으로 접지단락이라고 불리며, 이는 전류가 전도체에서 지구로 흐르는 개방 회로 또는 누설 단락의 한 유형입니다.

지구단락의 원인:

• 절연 실패: 노화, 과열, 오염 등으로 인해 절연재의 유전체 특성이 저하되거나 손실되는 경우.

• 지하 케이블의 물리적 손상: 발굴이나 건설 중에 발생하는 기계적 손상이나 케이블 트렌치로의 물 침입으로 인해 절연재가 파괴되는 경우.

• 케이블 과부하: 과도한 전류로 인해 과열되어 전도체가 녹아내리거나 끊어져 지구와 접촉하는 경우.

• 자연적 교란:

• 나무가 전력선에 떨어지는 경우.

• 절연체 위에 물이 축적되거나 흐르면서 플래시오버가 발생하는 경우.

• 동물이나 새가 활선과 접지 구조물을 동시에 접촉하여 도전 경로를 생성하는 경우.

지구단락 보호:

전력 시스템을 보호하기 위해 보호용 릴레이는 비정상적인 조건을 감지하고 관련 회로 차단기를 트립시키도록 작동합니다.

전류 변환기(CTs)와 전압 변환기(PTs)와 같은 계측 변환기는 각각 시스템의 전류와 전압을 측정합니다. 이러한 신호는 보호용 릴레이에 전달되어 측정값을 사전 설정된 임계값과 비교합니다.

전류나 전압이 설정된 한도를 초과하면 릴레이가 활성화되어 회로 차단기에 트립 신호를 보내 고장 섹션을 격리하고 단락을 제거합니다.

지구단락 보호에 사용되는 일반적인 릴레이는 다음과 같습니다:

• 전류 기반 릴레이:

• 과전류 릴레이

• 즉시 동작형 과전류 릴레이

• 접지단락 릴레이

• 전압 기반 릴레이:

• 과전압 릴레이

• 과자속 릴레이

접지단락:

접지단락은 전류를 운반하는 케이블이나 전도체가 부러져 지구 또는 지구와 접촉하는 도전 재료와 접촉할 때 발생하는 개방 회로 단락의 한 유형입니다. 이러한 상황에서 방사형 전력 흐름 조건 하에서는 시스템의 부하 단이 소스로부터 분리됩니다.