접지 방법

접지 방법과 접지 매트

전기 시스템에서 사용 가능한 여러 가지 접지 방법이 있습니다. 이에는 선 또는 스트립 접지, 막대 접지, 파이프 접지, 판 접지, 그리고 수도관을 통한 접지가 포함됩니다. 이 중 파이프 접지와 판 접지는 가장 일반적으로 사용되며, 아래에서 자세히 살펴보겠습니다.

접지 매트

접지 매트는 구리 도체로 여러 개의 막대를 연결하여 구성됩니다. 이러한 구성은 전체 접지 저항을 효과적으로 줄이고 지면 전위를 제한하는 데 중요한 역할을 합니다. 특히 큰 고장 전류가 예상되는 지역에 적합합니다. 접지 매트 설계 시 몇 가지 중요한 요소를 신중하게 고려해야 합니다:

안전 고려사항

고장 상태에서 지면과 지표면 사이의 전압 차이는 전기 시스템의 비전류 운반 도체 표면에 접촉할 수 있는 사람에게 위험을 초래하지 않는 수준으로 유지되어야 합니다. 이를 통해 전기 설치물 주변에서 작업하는 인원의 안전을 보장합니다.

보호 계전기 작동

접지 매트는 보호 계전기를 작동시키기에 충분한 큰 고장 전류를 처리할 수 있어야 합니다. 낮은 지면 저항은 고장 전류가 자유롭게 매트를 통해 흐르도록 하여 보호 계전기가 즉시 작동하여 전기 시스템의 고장 부분을 격리할 수 있게 합니다.

치명적인 전류 방지

접지 매트의 저항은 사람이 실수로 가전부품에 접촉했을 때 치명적인 전류가 흐르지 않도록 설계되어야 합니다. 이것은 인간의 생명을 보호하기 위한 기본적인 안전 요구 사항입니다.

걸음 전압 제한

접지 매트의 설계는 지표면 상의 두 점 사이의 전위 차인 걸음 전압이 허용 범위 내로 유지되도록 해야 합니다. 이 허용 값은 토양의 저항률 및 고장 장비를 활성 전기 시스템에서 격리하기 위해 필요한 고장 조건 등 다양한 요소에 따라 달라집니다. 걸음 전압을 안전한 범위로 유지함으로써 접지 설치물 근처를 걷는 사람들의 전기 충격 위험이 최소화됩니다.

접지 전극
접지 전극은 수평 또는 수직으로 땅에 삽입된 모든 와이어, 막대, 파이프, 판 또는 도체 클러스터를 의미합니다. 전력 분배 시스템에서 일반적인 형태의 접지 전극은 수직으로 땅에 박힌 약 1미터 길이의 막대입니다. 이 간단하면서도 효과적인 설계는 전기 시스템과 지구 사이의 신뢰할 수 있는 연결을 확립하고 고장 전류를 안전하게 소산하는 데 도움이 됩니다.

반면 발전 변전소에서는 개별 막대 대신 접지 매트가 종종 사용됩니다. 접지 매트는 여러 도체가 상호 연결되어 네트워크를 형성합니다. 이 접근법은 단일 전극을 사용하는 것보다 몇 가지 이점이 있습니다. 더 큰 표면적과 상호 연결된 특성 덕분에 접지 매트는 전체 저항이 낮아져 더 큰 고장 전류를 더 효과적으로 처리할 수 있습니다. 또한, 변전소 영역에서 전기 전위를 더 균일하게 분포시켜 위험한 걸음 및 접촉 전압이 발생하여 인원 및 장비에 위협을 미치는 것을 줄여줍니다.

파이프 접지
같은 토양 및 습도 조건에서 적용 가능한 다양한 접지 방법 중 파이프 접지는 가장 보편적이고 효과적인 시스템 중 하나입니다. 이 방법에서는 승인된 규격에 맞는 길이와 직경을 가진 천공된 아연 도금 강관을 영구적으로 습한 토양에 수직으로 설치합니다. 부속 도면 참조.

파이프 크기 선택은 매우 중요한 고려사항이며, 이는 접지 시스템이 전도해야 하는 전류 크기와 토양의 특성이라는 두 가지 주요 요인에 의해 결정됩니다. 더 큰 직경이나 더 긴 파이프가 필요할 수 있으며, 이는 더 큰 고장 전류를 처리하여 전기 전하를 안전하고 효율적으로 땅으로 소산할 수 있도록 합니다. 또한, 다양한 토양 유형은 서로 다른 전기 저항성을 가지고 있으며, 예를 들어 저항성이 높은 토양은 원하는 낮은 저항 연결을 달성하기 위해 더 큰 크기의 파이프가 필요할 수 있습니다. 이러한 세밀한 사이징 과정은 파이프 접지 시스템의 신뢰성과 안전성을 보장하며, 다양한 전기 설치에 선호되는 선택이 됩니다.

파이프 접지의 경우, 표준 관행에 따르면 접지 파이프의 특정 치수는 토양 조건에 따라 다릅니다. 일반적으로 보통 토양에서는 직경 40mm, 길이 2.5m의 파이프를 사용합니다. 그러나 건조하고 바위가 많은 토양에서는 효과적인 접지를 위해 더 긴 파이프가 필요합니다. 파이프가 묻혀 있는 깊이는 땅의 습도와 직접 관련되어 있으며, 더 습한 환경은 더 나은 전기 전도성을 제공합니다.

일반적인 설치에서는 파이프가 3.75m 깊이에 위치합니다. 성능을 향상시키기 위해 파이프 하단 주변에 작은 코크 또는 숯 조각을 약 15cm 떨어진 곳에 배치합니다. 코크와 소금의 교차층을 사용하여 각각 다른 목적을 수행합니다. 코크는 지구와의 접촉 면적을 늘리고, 소금은 지구 저항을 줄여 접지 시스템의 효율성을 최적화합니다.
직경 19mm, 최소 길이 1.25m의 추가 파이프는 감소 소켓을 통해 아연 도금 철강(GI) 파이프 상단에 연결됩니다. 이 보조 파이프는 특히 악천후 조건에서 시스템의 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

여름철에는 토양의 습도가 자연스럽게 감소하여 지구 저항이 증가합니다. 이를 극복하기 위해 일정한 물 공급을 보장하기 위한 시멘트 콘크리트 구조물을 건설합니다. 효과적인 접지 연결을 유지하기 위해 19mm 직경 파이프에 연결된 재료를 통해 3~4개의 물통을 붓습니다. 이 파이프는 주 GI 파이프에 연결됩니다. 고장 전류를 안전하게 운반할 수 있는 충분한 단면적을 가진 GI 와이어 또는 GI 스트립이 지표면에서 약 60cm 아래에 묻힌 12mm 직경의 GI 파이프를 통해 놓입니다.
판 접지
판 접지는 접지 판을 땅에 묻는 것을 포함합니다. 판은 60cm x 60cm x 3mm 크기의 구리 또는 60cm x 60cm x 6mm 크기의 아연 도금 철강으로 만들어질 수 있습니다. 판은 수직으로 위치하며, 그 상단이 지표면에서 3미터 이상 깊이에 위치합니다. 이 깊이는 신뢰할 수 있는 전기 접지를 보장하기 위해 중요하며, 고장 시 전기 전류가 안전하게 소산될 수 있도록 토양과 충분한 접촉을 가능하게 합니다.

판 접지
판 접지를 구현할 때, 접지 판은 코크와 소금의 보조층에 삽입되며, 이러한 층의 최소 두께는 15cm입니다. 이러한 조합은 판 주변의 토양 저항을 줄여 접지 시스템의 효과를 향상시킵니다. 접지 와이어는 아연 도금 철강(GI) 또는 구리로 만들어져 접지 판에 너트와 볼트로 단단히 고정됩니다. 구리의 우수한 전기 전도성에도 불구하고, 구리 판과 와이어는 GI 대안보다 훨씬 비싸기 때문에 대부분의 실제 접지 응용에서는 사용되지 않습니다. 이러한 비용 효율성은 GI 재료를 대부분의 실제 접지 응용에 선호되는 선택으로 만듭니다.
수도관을 통한 접지
수도관을 통한 접지는 지구와의 전기 연결을 설정하는 또 다른 방법입니다. 이 방법에서는 GI 또는 구리 와이어가 수도관에 연결됩니다. 연결은 강철 바인딩 와이어를 사용하여 구리 리드에 고정됩니다. 이 방법은 일반적으로 지구와 좋은 접촉을 가지는 광범위한 금속 네트워크인 수도관을 활용하여 고장 시 전기 전류가 저저항 경로를 통해 흐르도록 합니다. 그러나 이 접지 방법은 관련 안전 규정과 배관 코드를 준수하여 전기 안전과 수자원 시스템의 무결성을 보장해야 합니다.

수도관은 일반적으로 금속으로 만들어져 지표면 아래에 묻혀 있어 지구와 직접 연결됩니다. 고장 시, 접지를 위해 사용되는 아연 도금 철강(GI) 또는 구리 와이어를 통해 흐르는 전류는 수도관을 통해 직접 지구로 흘러갑니다. 이는 광범위한 지하 네트워크와 금속 구조로서 본래의 전도성을 활용하여 고장 전류를 효과적으로 소산하는 편리하고 종종 효과적인 경로를 제공합니다.