접지저항 측정원리

접지저항의 정의

접지저항은 땅으로 전류를 흘릴 때 땅이 방해하는 정도를 나타내는 값이다.

접지저항 R_g는 전위 상승 V_g를 흘린 전류 I_g로 나눈 값이다.

V_g는 접지극의 대지전위 상승이고, I_g는 접지극으로 흘린 전류다.

땅이 전기를 잘 통하면 접지저항이 작고, 잘 통하지 않으면 크다.

전위강하법 전극 배치

피측정 접지극 E, 전류전극 C, 전압전극 P를 설치한다.

E와 C 사이에 전류 I를 흘리면 E 주변에 전위 상승이 생긴다.

P를 E에서 C 방향으로 옮기며 전압 V를 재고, R = V / I로 구한다.

전류전극 C는 충분히 멀리 두어야 전위분포 간섭이 작다.

62% 지점으로 저항 구하기

전위강하법은 전압전극 P를 옮겨 가며 전위 변화를 측정한다.

거리와 전압의 관계를 곡선으로 그리면 평탄해지는 구간이 나타난다.

이 평탄 구간에서 62% 지점의 전압을 읽어 저항을 구한다.

측정 후 전극 거리를 바꿔 다시 재고 결과가 일치하는지 확인한다.

측정법 비교

앞 문제의 정답은 실제보다 낮게 나온다는 것이다.

전위강하법은 접지극 자체의 접지저항을 구한다.

Wenner 4전극법은 대지의 저항률을 구하는 방법이다.

정밀 측정에는 4단자 구성을 써서 리드의 접촉저항을 제외한다.

Wenner 4전극법 계산

Wenner 4전극법으로 대지저항률을 계산하는 예제를 풀어 보자.

먼저 측정 저항은 V를 I로 나눠 구한다. R은 3.2Ω이다.

이제 ρ = 2πaR에 대입한다. a는 m, R은 Ω이므로 단위는 Ω·m다.

결과는 약 40Ω·m로, 점토질 토양의 일반적인 범위에 속한다.

정리

정리하면 접지저항은 대지저항률에 비례해 좌우된다.

대지저항률은 토양 종류, 수분, 온도, 계절에 따라 달라진다.

전위강하법은 평탄 구간의 62% 지점 전압으로 저항을 구한다.

Wenner 4전극법은 ρ = 2πaR로 겉보기 저항률을 구한다.

측정 시에는 계절 보정과 다점 측정을 함께 적용한다.