중성점 접지방식

정의

중성점 접지방식은 3상 계통의 중성점을 대지에 연결하는 방법이다.

이 방식은 지락고장 때 건전상 전위상승과 고장전류의 크기를 제한한다.

접지 임피던스의 크기에 따라 직접접지, 저항접지, 소호리액터 접지, 비접지로 나뉜다.

방식별 비교

방식은 중성점과 대지 사이의 임피던스 크기로 구분한다.

비접지는 중성점이 대지와 절연되어 지락전류가 매우 작다. 대신 건전상 전압이 선간전압까지 오른다.

소호리액터 접지는 리액터가 충전전류를 상쇄해 지락전류가 매우 작다.

저항접지는 중성점 저항으로 지락전류를 중간 수준으로 제한한다.

직접접지는 지락전류가 가장 크고 건전상 전위는 낮다. 두 값은 서로 반대로 움직인다.

유효접지와 비유효접지

유효접지는 1선 지락 때 건전상 전위상승을 1.3배 이하로 제한하는 접지다.

이 경우 피뢰기는 낮은 정격을 쓰고, 변압기는 단절연을 적용할 수 있다.

비유효접지는 건전상 전압이 선간전압 수준까지 올라 높은 정격과 전절연이 필요하다.

유효접지는 절연비용을 낮추지만 지락전류가 커서 통신선 유도장해가 커진다.

계산 예제

직접접지 계통에서 a상이 1선 지락됐을 때의 지락전류를 구해 보자.

정상분, 역상분, 영상분 전류는 모두 같으므로 지락전류는 영상전류의 3배다.

상전압은 6600을 루트3으로 나눈 3810.5 V다. 임피던스 합은 j1.0 Ω이다.

정상, 역상, 영상 임피던스 합으로 상전압을 나누면 영상전류가 나온다.

이 계산 결과는 수 kA 이상으로, 통신선 유도와 안정도 저하의 원인이 된다.

정리

중성점 접지의 목적은 이상전압 억제, 건전상 전위상승 억제, 보호계전 확실화다.

직접접지는 지락전류가 크고 건전상 전위가 낮다. 저항접지는 지락전류를 저항으로 제한한다.

비접지는 지락전류가 작지만 건전상 전압이 높아 간헐아크 이상전압 위험이 있다.

계통 전압과 보호계전 방식, 통신선 근접 여부를 함께 보고 방식을 선정한다.