접촉전압·보폭전압 보호

개념 정의

접촉전압과 보폭전압은 지락 사고 때 대지전위 상승으로 사람이 받는 전압이다.

접지설계의 안전성을 판단하는 핵심 기준이다.

시험에서는 허용값 산출과 저감대책 계산 문제로 매회 출제된다.

대지전위 분포

접지극에 전류 Ig가 유입되면 주변 대지전위가 거리에 따라 달라진다.

거리 r 지점의 전위는 ρIg를 2πr로 나눈 값이라 거리에 반비례한다.

접지극에 가까울수록 전위 기울기가 커서 전위차가 크다.

허용전압 산식

IEEE Std 80의 허용 접촉·보폭전압 식은 인체 허용 전류 조건에서 유도된다.

값은 인체저항과 표면층 항으로 정해지고, 고장제거시간의 제곱근으로 나뉜다.

상수 0.116은 체중 70kg 기준이며, 표면층이 없으면 Cs는 1이다.

접촉과 보폭 비교

두 전압은 전류 경로가 달라 같은 지락에서도 크기와 허용 기준이 다르다.

접촉전압은 기기에 직접 닿을 때 문제가 되므로 대책이 기기 측 본딩에 모인다.

보폭전압은 접지극에서 멀어질수록 낮아지는 전위경도가 원인이다.

저감대책 정리

저감대책은 전압 자체를 낮추는 방법과 인체 노출을 줄이는 방법으로 나뉜다.

등전위본딩과 지표면 포설은 전압 자체를 낮추는 방법이다.

절연은 인체가 전위차에 노출되는 것을 줄이므로 두 종류를 함께 써야 한다.

접지극 메시 보강은 전위경도를 완화하는 근본 대책이다.