대지 고유 저항

 

대지 고유 저항

일반적으로 토양자체의 고유저항을 대지 고유저항이라 하며 토양의 종류에 따라 크게 4～5 종류로 나눌 수 있다. 그러나 똑같은 토양일지라도 온도 (20℃일 때와 영하 5℃일 때 약11배, 녹는점 0℃와 어는점 0℃는 약 1.5배의 차이가 남),  습도(건조한 상태의 토양과 20%정도 수분을 함유한 상태의 토양은 약 20배정도 차이가 남)등 외부의 기후와 조건에 의해 아주 큰 영향을 받는다.

그러므로 접지 설계의 가장 중요하고 기본적인 올바른 대지고유저항의 산출은 측정기로써(최소 4개소 이상의 측정 평균값 또는 측정 최고 값) 측정해야만 하며 측정 불가능한 경우라면 기본적인 시추조사표와 각종 데이터를 근거로 현실에 근접한 대지고유저항을 산출해야만 합니다.

즉 접지의 규모나 차후의 비용발생을 줄이기 위해서는 정확한 대지고유저항의 산출에 우선적으로 주안점을 두어야 합니다.

ⓐ 깊이에 따른 대지 저항율의 차이

 

대지 고유 저항은 깊이에 따른 영향은 다른 조건에 비해 영향을 덜 받는 차이는 있지만 전혀 무시 할 수 없읍니다.

일반적으로 접지동봉을 깊이 박는 것이 좋다고 인식되어지기는 하지만(토양의 상층부와 하층부의 상태가 같을 경우 저감효과가 있음) 우리나라의 지질 구조상(하층부로 내려갈수록 암석의 빈도수가 높음 - 고생대지형) 크게 효과가 있다고 볼 수는 없읍니다. 그러나 깊게 내려갈수록 온도 및 여러 인자의 영향이 적어 경년 변화에 의한 저항율 변동이 적어 유리하다고 볼 수 있읍니다.

그러므로 접지선의 매설깊이는 보통 0.5M～1.0M정도의 깊이로 매설되는 것이 보통입니다. 다만 지하 접지매설지역에 암반의 돌출 시 지락 및 고장전류의 반발을 감안하여 암반으로부터 1.5M이상에서 매설되어야 합니다.

ⓑ 대지 저항율의 변화 요인(ANSI & IEEE 분석DATA)

 

■ 지역별

 

저항율 지역별	대지고유저항 (Ω-[M])	지질의 특성
낮은 저항율 지역	100 이하	강, 하천, 바다가 인접한 지역 (물이 풍부한 지역)
중간 저항율 지역	100～1000	지하수가 풍부한 준 평원 지역
높은 저항율 지역	1000이상	자갈이나 암반의 빈도가 높은 지역

 

 

Note :  각 지역마다 수분의 함유상태, 토양의 종류, 지층 구조 등으로 인해차이가 있으므로 지질 분석 자료를 참고 할 것.

■ 수분 함유

 

저 항 율 함 유 율(%)	대지 고유 저항  (Ω-[M])
	표면 토양(Top soil)	모래섞인 퇴적토(Sandy loam)
0	3000이상	3000이상
2.5	2500	1500
5	1650	430
10	530	185
15	190	105
20	120	63
30	64	42

 

■ 온도

 

저 항 율 온도(℃)	대지 고유 저항 ( Ω-[M] )
20	72
10	99
0 (Water)	138
0 (Ice)	300
-5	790
-15	3300

Note : 계절에 따른 저항률의 차이는 다른 변화요인에 비해 그다지 변동폭은 적으나 그래프상의 2월과 7월의 차이는 2배 이상 차이가 나는 것을 볼 수가 있으며 이는 설계시 기후의 변화 또한 무시할 수 없는 하나의 증거이기도 하다. 그렇지만 지표 층의 깊은 곳은 변동폭이 상대적으로 적어 깊게 매설할수록 토양 자체의 고유저항의 변동폭이 적어 시공후의 접지저항은 경년 변화에 충분히 대처할 수 있다.(그러나 국내여건상 접지전극을 깊게 매설하는 것은 현실적으로 어렵다.)

 

■ 전해질 성분

 

저 항 률 함유율(% by weight)	대지 고유 저항 (Ω-[M])
0	110
0.1	20
1	10
5	7
10	4
20	3

 

Note : 전해질 농도가 많은 지역으로는 해안매립지 (부산, 경남) 등이 있는데  이런 지역은 저항율의 저감 효과보다는 부식 방지에 적합한 접지 재료의 선택이 무엇보다 중요하며 이런 지역에는 국내 접지 재료중 WELDING 자재가 적합하다고 생각됨

 

■ 토질에 따른 대지 고유 저항

 

저항율 토양의 종류(Soil Type)	대지고유저항 (Ω-[M])
매립토(Fills), 재(Ashes), 소금 성분의 혼합 진흙(Salt mash)	20～80
늪지, 진흙(Clay)	80～200
비옥한 퇴적 점토(Gumbo, Loam),  모래질	150～300
모래와 자갈이 섞인 혼합토(with Added sand & Gravel)	250～1000
사암 및 암반 지대	1000～100000