접지시스템 설계

접지시스템 설계란

접지시스템 설계는 대지와 전기적으로 연결된 접지극과 접지도체 망을 구성하는 공학적 설계 과정이다.

목표는 고장전류와 이상전압을 대지로 안전하게 흘리는 것이다.

또 접촉전압과 보폭전압을 허용치 이내로 제한해야 한다.

구성요소와 설계 포인트

접지시스템은 접지극, 접지도체, 주접지단자로 이루어진다.

접지망은 격자 간격이 좁을수록 접촉전압을 낮춘다.

접지극은 깊이를 늘리면 저항이 줄지만 증가 폭은 점점 작아진다.

접지저항 식

반구형 접지극의 접지저항은 R = ρ / (2πr)로 구한다.

접지저항은 대지저항률에 비례하고 극 반경에 반비례한다.

전류밀도와 전계를 무한 원점까지 적분해 얻은 결과다.

계산 예제

대지저항률 100 Ω·m, 반경 1 m인 반구 접지극을 생각한다.

R = 100 / (2π×1) 이므로 접지저항은 약 15.9 Ω이다.

반경을 2 m로 늘리면 약 7.96 Ω으로 줄어 반비례가 확인된다.

헷갈리기 쉬운 점

첫 번째 실수는 접지저항만 계산하고 접촉전압과 보폭전압을 빼먹는 것이다.

합격 판정 기준은 접지저항 값이 아니라 두 전압의 허용치 만족 여부다.

대지저항률은 Wenner 4전극법이 기본이며, 측정 간격과 방향을 함께 적는다.

정리

설계 순서는 대지저항률 측정에서 시작해 전압 검토로 끝난다.

초과하면 격자 간격 축소, 접지봉 추가 등으로 보강한다.

접지저항 값보다 접촉전압·보폭전압 허용치 만족 여부가 최종 판정 기준이다.