TN계통 감전보호

정의

TN계통 감전보호는 전원자동차단 방식의 간접접촉 보호 수단이다.

전원의 한 점을 직접 접지하고 노출도전부를 보호도체로 접지점에 연결한다.

지락이 나면 과전류보호장치가 고장 회로를 짧은 시간 안에 자동으로 끊는다.

구조와 고장루프

먼저 구조를 본다. 변압기 중성점은 대지에 직접 접지된다.

노출도전부는 보호도체로 중성점과 같은 접지 지점에 묶인다.

지락이 생기면 고장전류가 보호도체를 따라 중성점으로 되돌아온다.

고장루프 임피던스가 작을수록 고장전류가 커져 차단이 빨라진다.

계산 예제

고장루프 임피던스 Zs가 1.1Ω, 상전압 U0가 220V인 경우를 보자.

지락전류는 상전압을 고장루프 임피던스로 나눈 값이다.

220을 1.1로 나누면 200이므로 고장전류는 200A가 된다.

이 값이 기준 시간 안에 차단기를 동작시키는지 시간-전류 특성으로 확인한다.

정답은 200A이다.

TN 방식 비교

TN계통은 중성선과 보호도체를 합치는지 나누는지에 따라 세 가지로 나뉜다.

TN-S는 중성선과 보호도체를 전 구간 분리해 감전보호가 가장 안정적이다.

TN-C는 PEN 도체가 단선되면 부하측 노출도전부 전위가 상승할 수 있다.

기존 TN-C 설비는 TN-C-S로 전환하는 것이 개선 방향이다.

차단시간과 보조 보호

자동차단의 시간 기준은 전압 구간과 회로 위치에 따라 달라진다.

종단 회로와 분배회로 모두 기준이 정한 차단시간 이하로 차단해야 한다.

습윤 장소와 이동형 기기 회로에는 누전차단기를 보조 보호로 병용한다.

접촉전압 허용 한도는 건조 50V, 습윤 25V 이하다.

정리

TN계통 감전보호의 핵심을 정리한다.

고장루프 임피던스를 낮추면 고장전류가 커져 차단이 빨라진다.

시험에서는 원리, 차단시간, 세 방식의 비교를 함께 묻는다.