정전유도 전격

정전유도 전격이란

정전유도 전격은 송전선의 전계로 주위 도체에 전하가 유도되어 생기는 감전이다.

송전선 아래에서 작업하거나 통행할 때 실제로 발생하는 감전 형태다.

전계와 정전용량의 원리를 알아야 전격 메커니즘을 정확히 설명할 수 있다.

유도전압의 원리

접지되지 않은 물체는 송전선과 대지 사이 두 정전용량으로 전위가 나뉜다.

송전선과 물체 사이를 C1, 물체와 대지 사이를 C2라 한다.

그래서 유도전압은 V = C1 E / (C1 + C2)로 구한다.

유도전압 계산 예

가상의 예로 송전선 대지 전압 E를 22.9kV로 가정한다.

송전선과 물체 사이 C1은 10pF, 물체와 대지 사이 C2는 90pF다.

V = C1E/(C1+C2) = 0.1E 이므로 물체 전위는 E의 10 %다.

정답은 10 %다. 그래서 물체 전위는 22.9kV의 10 %인 2.29kV다.

인체 방전 계산

인체 정전용량 100pF, 대전 전위 3kV라면 전하량은 Q = CV로 구한다.

100pF × 3kV 를 계산하면 3×10⁻⁷C가 된다.

이 값은 감지 전하량 2~3×10⁻⁷C 범위의 상한에 해당한다.

사람이 접촉하는 정전기 방전으로는 상식적인 전위 범위다.

흔한 실수와 접지 효과

흔한 실수는 정전유도와 정전기 대전을 같은 현상으로 설명하는 것이다.

정전유도는 도체 내부 전하가 재배열되고, 대전은 물체에 전하가 쌓인다.

접지된 물체는 유도 전압이 낮아 위험이 작고, 접지되지 않은 물체는 높아 위험하다.

정답은 낮아진다. 접지하면 C2 쪽 전하가 대지로 빠져 나간다.

정리

정리하면 이렇다.

정전유도는 전계가 도체 내부 전하를 재배열하는 현상이다.

접지하면 유도 전압이 낮아지고, 인체 방전은 전하량이 2~3×10⁻⁷C 이상이면 통증을 준다.

대책은 접지, 거리 확보, 절연 보호구, 금속 구조물 본딩 순이다.