접촉전압과 보폭전압

정의

접촉전압은 접지된 금속체와 그 금속체에서 1 m 떨어진 지표면 사이의 전위차다.

보폭전압은 양발을 1 m 간격으로 벌렸을 때 두 발 위치 사이의 지표면 전위차다.

두 값 모두 인체에 흐르는 전류를 허용 수준 이하로 억제해야 하므로 허용값으로 나눠 정한다.

원리

접지망에 지락전류가 유입되면 접지망 전위가 올라간다. 이를 지전위상승이라 한다.

그 결과 메쉬 사이 지표면에는 전위 기울기가 생긴다.

메쉬전압은 메쉬 내부 접지도체와 지표면 사이의 최대 전압이다.

그래서 메쉬 중앙은 전위가 가장 높아 접촉 위험을 대표한다.

허용전압 식

접촉과 보폭의 차이는 등가회로와 표면층 계수에서 나온다.

허용 접촉전압과 보폭전압은 인체저항과 표면층 항을 더해 계산한다.

인체저항 RB는 1000 Ω으로 두고, 표면층 저항률 ρs가 클수록 허용전압이 커진다.

보폭 식의 계수 6이 접촉 식의 계수 k보다 커서 같은 조건에서 보폭 허용값이 더 크다.

헷갈리는 점

시험에서 감점이 큰 첫 번째 실수는 접촉과 보폭의 발 저항 모델을 혼동하는 것이다.

접촉은 인체저항과 발 저항을 병렬로, 보폭은 두 발 저항과 인체저항을 직렬로 본다.

보폭전압의 등가회로를 직접 골라 보자.

저감 대책

메쉬전압과 접촉·보폭전압을 낮추려면 몇 가지 저감 대책을 쓴다.

메쉬 간격을 줄이면 유효 도체 길이가 늘어나 메쉬전압이 줄어든다.

접지봉 추가, 표면층 저항 증가, 차단시간 단축도 함께 검토한다.

정리

정리하면 접촉전압은 손과 발, 보폭전압은 두 발 사이의 지표면 전압이다.

허용 인체전류는 고장 차단시간의 제곱근에 반비례해 줄어든다.

설계는 Em이 접촉 허용전압, Es가 보폭 허용전압 이하인지 확인하는 것으로 마무리한다.

접지망 밖으로 전달되는 전이전위도 따로 검토해야 한다.