유효접지 방식

무엇인가

유효접지 방식은 중성점을 저임피던스로 직접 접지하는 중성점 접지 방식이다.

지락 사고가 나도 건전상의 대지전위 상승을 선로 공칭전압의 일정 비율 이하로 억제한다.

쉽게 말해 중성점을 땅에 가깝게 묶어 두는 방식이다.

1선 지락 원리

1선 지락이 발생하면 고장상의 전압은 대지 전위로 떨어진다.

이때 지락전류는 영상전류로 귀환한다. 1선 지락 시 지락전류는 영상전류의 3배다.

중성점이 대지에 직접 연결되어 있으므로 건전상 대지전압은 정격 상전압을 넘지 않는다.

이것이 유효접지의 핵심 원리다.

접지계수와 전위상승

접지계수는 지락 시 건전상 대지전압을 정격 상전압으로 나눈 값이다.

접지계수가 관련 기준이 정한 한도 이하이면 유효접지 조건을 만족한다.

가상의 계통에서 지락전류가 5,000A이고 접지저항이 10Ω이라고 하자.

접지 전위상승은 지락전류와 접지저항의 곱으로 구한다. 직접 구해 보자.

정답과 접지저항의 효과

정답은 50,000V, 즉 50kV다. 지락전류와 접지저항의 곱이기 때문이다.

가상으로 접지저항을 5Ω으로 낮추면 지락전류는 7,000A로 증가한다고 가정한다.

이때 전위상승은 7,000A × 5Ω = 35,000V다. 50kV에서 35kV로 줄어든다.

접지저항을 낮추면 접지 전위상승이 함께 줄어든다.

장점과 단점

유효접지 방식은 장점과 단점을 대칭으로 적어야 점수를 받는다.

장점은 건전상 전위상승이 낮아 기기 절연 수준을 낮출 수 있다는 점이다. 개폐 서지도 작아 절연 비용이 줄어든다.

단점은 지락전류가 커서 통신선 유도장해와 과도안정도 저하가 생길 수 있다는 것이다.

또 아크가 자연소호되지 않아 차단기 동작이 필요하다.

정리

정리하면 유효접지는 중성점을 저임피던스로 접지해 건전상 전압 상승을 억제하는 방식이다.

지락전류와 건전상 전위의 맞바꿈 관계를 이해하면 장단점을 한 문장으로 설명할 수 있다.

시험에서는 의미와 장단점, 저항접지와의 비교, 초고압 적용 이유를 자주 묻는다.

이것으로 유효접지 방식의 핵심을 마친다.