공통·통합접지

왜 배우는가: 공통접지와 통합접지는 도심 밀집지역에서 인체 보호와 기기 보호의 신뢰도를 높이는 접지 방식이라 실무 설계와 점검에서 항상 적용 여부를 판단해야 한다. 시험에서도 정의, 요건, 접지저항 기준, 본딩 확인을 묶어 반복 출제되므로 용어와 적용 조건을 정확히 구분해 두어야 한다.

출제 이력: 제96회 4교시 4번, 제95회 3교시 1번, 제92회 3교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

공통접지는 고압·특고압 및 저압 접지극을 하나로 연결해 공용하는 방식이고, 통합접지는 접지극을 공통으로 묶어 등전위 상태를 만드는 방식이다.

• 핵심 키워드: 공통접지, 통합접지, 등전위 본딩, 접지극 공용, 접지저항, 보호도체, TN-S 계통, 인체 보호

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 건물 안의 여러 접지를 따로 두지 않고 한 덩어리로 묶어 사고 때 전위차가 생기지 않게 하는 것이다. 정식으로는 서로 다른 전압 계통의 접지극을 공용하거나 서로 연결해 하나의 접지계를 구성하는 방식을 말한다. 공통접지는 주로 고압·특고압 접지와 저압 접지를 공용하는 경우를 가리키고, 통합접지는 전기·통신·피뢰 등 여러 설비의 접지를 하나로 통합하는 경우를 가리킨다.

• 공통접지: 고압·특고압 계통의 접지극과 저압 계통의 접지극을 공용하거나 연결하는 방식이다. 사고 시 저압 설비에 고압 측 전위 상승이 전달되는 것을 막는 것이 목적이다.
• 통합접지: 전력, 통신, 피뢰, 기타 설비의 접지를 하나의 접지망으로 묶는 방식이다. 접지극 수를 줄이고 설비 간 전위차를 낮춘다.
• 등전위 본딩: 금속 부분과 접지 도체를 전기적으로 연결해 동시 접촉 가능한 부분의 전위차를 없애는 조치다. 통합접지의 핵심 수단이다.
• 접지극 공용: 하나의 접지극을 여러 계통이 함께 쓰는 것을 말한다. 접지저항 기준을 공용 기준으로 만족해야 한다.

이 개념의 원리는 사고전류가 흐를 때 접지극 주변 대지전위가 올라가도 설비 간 전위차가 작게 유지되도록 하는 데 있다. 전위차가 작아야 접촉전압이 낮아져 인체 감전 위험이 줄어든다. 이 때문에 공통·통합접지는 인체 보호와 기기 보호를 함께 달성하는 방식으로 설명한다.

3. 등장 배경과 필요성

도심 밀집지역에서는 여러 건물과 설비가 가까이 있어 접지극을 따로 설치하면 공간이 부족하고, 설비 간 전위차가 생기기 쉽다. 고압 측 지락사고 때 대지전위가 상승하면 인접 저압 설비에 위험 전압이 전달될 수 있다. 이런 문제를 줄이기 위해 접지를 공용하거나 통합하는 방식이 도입됐다.

국내에서는 한국전기설비규정(KEC)이 접지시스템 기준을 체계화하면서 공통접지와 통합접지 개념을 규정 안에 반영했다. 접지시스템 설계는 KEC 체계의 접지 조항과 연결되며, 기존 전기설비기술기준의 판단기준 중 접지공사 규정은 현행 기준으로 대체되어 적용된다. 국제적으로는 IEC 60364 계열이 저압 설비의 보호 방법(감전 보호, 등전위 본딩 등)을 정리해 두었고, 국내 기준도 이 흐름과 맞춰 발전해 왔다.

이 배경에서 공통·통합접지의 필요성은 세 가지로 요약된다. 첫째, 인체 감전 위험을 낮춘다. 둘째, 기기 손상과 서지 피해를 줄인다. 셋째, 접지극 수를 줄여 설치 공간과 비용을 절감한다.

시험에서는 이 배경을 설명할 때 '인체보호와 기기보호 신뢰도 향상'을 중심에 두고, 공통접지와 통합접지가 어떤 문제를 해결하는지 한 문장으로 연결해 쓴다.

4. 구성요소·원리·절차

공통접지와 통합접지는 접지극과 접지선을 하나로 묶어 여러 설비가 같은 기준 전위를 가지도록 하는 방식이다. 구성요소는 접지극, 접지도체, 주접지단자(MEB), 보호도체, 본딩 도체로 나뉜다. 각 요소의 역할을 표로 정리한다.

공통접지는 고압·특고압 계통의 접지와 저압 계통의 접지를 하나의 접지극에 접속하는 방식이다. 통합접지는 전력, 통신, 피뢰, 전자설비 등 모든 접지를 하나로 묶는 방식이다. 두 방식의 원리는 같고, 접지 전위 상승 시 여러 설비가 함께 상승하므로 서로 다른 전위차가 생기지 않도록 하는 데 목적이 있다.

등전위 본딩은 도전성 부분 사이의 전위차를 줄이는 것이다. 접촉 가능한 모든 도전성 부분을 본딩 도체로 연결한다.

절차는 다음과 같다.

• 건축물 구조체, 철근, 금속 배관 등 접지 후보 도체를 조사한다.
• 접지극 구성과 접지저항 목표를 정한다.
• 주접지단자를 설치하고 접지도체를 접속한다.
• 고압·저압·통신·피뢰 접지를 주접지단자에 접속한다.
• 보호도체와 본딩 도체를 설치한다.
• 접지저항과 본딩 연속성을 측정하고 결과를 기록한다.

접지저항 기본 식은 다음과 같다. 대지저항률 \rho(Ω·m)와 접지극 길이 L(m), 반지름 a(m)에 대해 봉형 접지극의 저항은 R=\frac{\rho}{2\pi L}\ln\frac{4L}{a} 이다.

5. 관련 법령·기준·표준

공통·통합접지의 근거는 한국전기설비규정(KEC)이다. 2021-01-01 부터 한국전기설비규정이 전기설비기술기준의 판단기준을 대체했다. 접지 관련 세부 내용은 저압산업용기계기구 부속전기설비 기술지침과 감전재해 예방 기술지침에 등전위 본딩 규정이 있다. 외국 기준으로는 IEC 60364 Part 4가 감전 보호의 기본 체계를 제시한다. 이 기준은 국내 법령과 이름이 같지 않으므로 개념 차이만 구분해 쓴다.

기준값은 다음 표와 같다.

공통접지와 통합접지는 접지극과 주접지단자를 공유해 설비 간 전위차를 줄이는 방식이다.

접지체 매설 깊이 기준은 접지설비 기술기준에 명시되어 있다. 접지저항 기준치는 설계 조건에 따라 정하며, 본문에서는 구체 수치를 제시하지 않는다. 등전위 본딩은 본딩 도체의 단면적과 연속성 측정으로 확인한다.

6. 유형과 비교

공통접지와 통합접지는 접지극을 어떻게 묶느냐에 따라 나뉜다. 두 방식을 한 표에서 구분해 두면 답안에서 혼동을 막을 수 있다. 공통접지는 전력 계통과 피뢰설비 등 서로 다른 접지가 하나의 접지극을 쓰는 형태이고, 통합접지는 여기에 통신·전자 설비까지 포함해 한 접지망으로 묶는 형태다.

위 표는 결합 범위의 차이를 보여 준다. 통합접지는 공통접지보다 결합 대상이 넓으므로 그만큼 등전위 본딩의 완성도가 중요하다.

또 다른 비교 기준은 접지 계통의 중성선 처리다. 공통접지에서는 저압 중성선(N)과 보호도체(PE)를 같은 접지극에 접속하는 경우가 많다. 반면 통합접지에서도 중성선과 보호도체를 연결하지만, 여기에 통신 설비의 기준 접지(신호 기준 접지)까지 연결한다는 점이 다르다.