국내 외 접지관련 기술의 동향

국내 외 접지관련 기술의 동향

선진외국이 공통접지방식을 사용하고 있는 것과 전력 선수 즉 전력공급계통에 따른 접지방식을 확인하여 우리나라가 일본과 같은 독립접지방식을 수용하는 과정에서 오류가 있었던 것을 알아보면서 한국 산업규격인 KS C-IEC 규정의 하위 규격인 내선 규정이나 전기안전공사 규정 등이 개정된 KSC-IEC규격에 적합하게 공통접지방식으로 개선이 될 수 있도록 교육과 홍보가 있기를 기대 하면서 작성한다.

국내 외 접지기술 규격

국내의 접지관련 규정은 한국 산업규격인 KSC-IEC 60364, 61643, 62305에서 다루고 있고, 정보통신부령의 전기통신설비 기술기준과 한국정보통신기술협회기술표준, 그리고 지식경제부 건축전기설비기술기준으로 대별할 수 있다. 접지관련 국내기술의 문제점은 실무와 관련한 하위규격과 지침이 KS C-IEC규정에 적합하게 개정이 이루어지지 않은 것과 개정된 기술규정과 규격에 대한 충분한 홍보와 교육이 이루어지지 않아서 아직도 현장에서는 독립접지와 공통접지에 대한 적용에 있어서 의견이 분분하여 많은 문제점을 내포하고 있는 실정이다.

국제기술규격으로 IEC와 ETSI(European Telecommunications Standards Institute), ITU 등이 있고, 선진 외국의 기술규격으로는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers), CSA(Canadian Standard Association), NEMA(National Electrical Manufactures and Associations), BS(British Standard Institution)규정이 있다. IEC와 ITU, IEEE의 접지기술규정은 모두 전위를 경감시키는데 유리한 공통 접지시스템을 규격 및 권고하고 있다. IEC60364-5-54 electrical installations of building에 따른 접지 시스템을 그림 2-5에 나타내었다. 피뢰침은 인하도선에 의해 접지되었으며 이 접지시스템은 건물의 철골 구조체 및 전원라인의 PE선과 공통으로 본딩 하도록 요구하고 있다. 또 그림 2-2와 같이 NEC에서는 중성선과 접지를 등전위 본딩하여 기준전위 중성선과 접지간의 전위차 발생을 최소화하도록 권장하고 있다.

관련 규격	내     용	비고
IEEE Std-142 (1991) 제 4.1.2항	대용량 변전소, 송전선 또는 발전소의 접지저항이 1 Ω 이하로 요구될 수 있고, 산업공장용 변전소나 대용량 상업용 설비의 접지저항 치는 1～5 Ω이 적당한 것으로 알려지고 있다.	미국
IEEE Std-367 (1987)	Fault에서 대지전위상승에 관한 기본이론, 계산 예, GPR의 영향권, 완화대책 등에 관하여 상세히 기술하고 있지만 GPR의 제한치에 관해서는 명시하고 있지 않다. 다만, 대지전위상승의 악조건에서 25 ㎸까지 높아질 수 있으나 보통10 ㎸보다 낮다고 기술하고 있다.	미국
NESC 제 96조	산업계 기준에 따라 접촉, 보폭, 메쉬 전압을 제한할 수 있도록 설계하여야 한다고 규정하고 있다.	미국
NESC 제 123조	보호접지에 관하여 목표 저항치를 명시하지 않고 모든 전기기계기구의 철대, 외함은 유효적절하게 접지되거나 물리적으로 격리되어야 한다고 규정하고 있다.	미국
NESC 제 152조	전력용 변압기의 외함은 제 123조의 규정에 의하여 접지 되어야 한다고 규정하고 있다.	미국
NEC 제 250-84조	단일 접지전극의 접지저항이 25 Ω를 초과하면 추가로 전극을 접속하여야 한다.	미국
CSA C22.1-1994 제 36-304	최대 접지망 전위상승을 5,000 V로 제한하고, GPR의 억제와 동시에 접촉전압과 보폭전압을 억제하도록 규정하고 있다.	캐나다
JEAC 50001-1988 발변전 규정	기계기구 등의 접지, 접지공사의 종류, 접지선의 종류 및 굵기, 접지극, 접지선의 포설 등에 관하여 규정하고 있으며 기술기준에 규정하고 있는 내용을 기능별로 분류하여 재정리한 것이다.	일본
JEAC 7001-1982 JEAC 7011-1985 배전규정	국내 “배전규정”과 내용이 아주 유사하고, 22(23) ㎸ 배전규정은 국내에 없는 규정이나 접지관련 규정내용은 기술기준에 규정되어 있는 내용을 기능별로 분류하여 재정리한 것이다.	일본
JEAC 80001-1990 내선규정	국내 “내선규정”과 유사	일본

전력공급계통과 접지시스템

그 동안 많은 혼란이 있었던 공통접지시스템과 독립접지시스템에 대하여 아래와 같은 문제들로 인하여 우리가 혼돈을 겪었던 것으로 사료되어 이를 고찰해 본다.

먼저 IEC, ITU와 같은 국제기술기준과 2005년도 개정된 KSC-IEC의 한국 산업규격은 공통접지시스템을 규정 및 권고하고 있다는 것을 확인하였다. 독립접지방식이었던 KS C 한국 산업규격이 2005년 1월에 KS C-IEC로 개정이 되면서 IEC, ITU와 같은 국제기술규격에서 규정 및 권고하고 있는 공통접지방식으로 개정되었다.

한국의 독립접지시스템이 문제가 되었던 것은 親日로 일본식을 채택한 문제가 아니고 전력공급 계통상의 차이 때문에 문제가 된 것이다. 이를 상세하게 알아보면,

1) 일본의 전력공급계통은 3선 방식의 델타 전력계통이고, 따라서 일본은 독립접지방식을 채택하는 것이 적합한 접지방식이다. 델타 결선방식에서는 중성선이 없고, 대지에 반 전압을 갖는 line 전원이기 때문에 이와 같은 line전원을 장비접지와 연결할 수 없어서 독립접지 방식을 사용한다. 따라서 일본의 독립접지방식은 델타결선 전력공급
계통에 적합한 접지방식이라는 것을 확인하였다.

2) 한국은 대부분의 국가에서 채택한 4선방식의 Y결선 전력 공급계통이기에 공통접지방식이 적합한 접지방식이다. 한국의 전력공급 계통이 4선 Y결선방식 임에도 불구하고 접지방식에서는 일본과 같은 3선 전력공급계통에서나 적합한 독립접지방식을 수용하는 오류가 있었기에 그 동안 혼란이 있었던 것으로 조사 되었다.

3) 2005년도 이전에 한국의 접지방식은 일본과 같은 3선 델타 전력공급계통에서나 적합한 독립접지방식을 수용하는 잘못이 있었고, 그 결과로 접지시스템은 물론 피뢰시스템에 있어서도 등전위 이론을 적용하지 않는 독립접지방식을 채택하는 오류가 있었던 것이다.

4) 일본 전기협회 및 대한전기협회의 전기연감 자료에 의하면, 2, 3선 방식의 델타 결선 전력공급계통을 채택한 국가는 표 2-3과 같고, 대부분의 국가에서는 표 2-4와 같이 4선방식의 전력공급계통으로 공통접지방식을 채택하고 있는 것으로 조사 되었다. 대만은 한국과 같은 전력계통이지만 독립접지방식이다. 2005년도 이전에 한국은 독립접지방식을 채택하는 오류가 있었고, 따라서 이를 개선하는 대책이 요구된다.

표 2-3 독립접지방식을 채택한 국가 (일본전기협회, 대한전기협회 발췌)

국가 명	주파수 (㎐)	저압 (V)	배전선수	결선방식/ 중성선 유무	접지방식
일본	50	100/200	2,3	△ 결선/ 무	독립접지
북한	50	220/380	2,3	△ 결선/ 무	독립접지
소말리아	50	220	2,3	△ 결선/ 무	독립접지
북예맨	50	100/200	2,3	△ 결선/ 무	독립접지
온두라스	60	120/240	2,3	△ 결선/ 무	독립접지
페루	60	220	2,3	△ 결선/ 무	독립접지
우루과이	50	220/380	2,3	△ 결선/ 무	독립접지
노르웨이	50	220/380	2,3	△ 결선/ 무	독립접지
대만	50	110/200 220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	2013년공통접지 로변경예정
한국	60	220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	독립접지 (2005년이전)

 

 

표 2-4 공통접지방식을 채택한 국가 (일본전기협회, 대한전기협회 발췌)

국가 명	주파수 (㎐)	저압 (V)	배전선수	결선방식/ 중성선 유무	접지방식
미국 (워싱턴)	60	120/240 120/208	2, 4	Y 결선/ 유	공통접지
캐나다	60	120/240	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
브라질	60	127/220	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
싱가포르	50	230/400	2, 4	Y 결선/ 유	공통접지
이집트	50	220/380	2, 4	Y 결선/ 유	공통접지
사우디	60	127/220 220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
터키	50	220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
뉴질랜드	50	230/400	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
호주	50	240/415	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
프랑스	60	127/220 220/380	2, 4	Y 결선/ 유	공통접지
독일	50	230/400	2, 4	Y 결선/ 유	공통접지
이탈리아	50	220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
스웨덴	50	220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
스위스	50	220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
영국	50	230/400	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
소련	50	127/220	2, 4	Y 결선/ 유	공통접지
불가리아	50	220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
스페인	50	127/220 220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지
한국	60	220/380	2, 3, 4	Y 결선/ 유	공통접지 (2005년이후)