접지방식 검토

1. 개 요
접지계통은 한전의 계통과 동일한 방식인 유효접지계로 하고, 보호계전기와의 완벽한 보호협조 시스템을 구축하여 고장을 조기에 제거하고 인축의 감전 및 기기 손상을 예방하도록 접지시스템을 구성 한다.

 

 

2. 적용기준
1) IEEE Std 80-1997 ⇒ Guide for Safety in AC Substation Grounding
2) IEEE/ANSI Std 81-1983 ⇒ Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface 

Potentials of a Ground System
3) IEEE Std 142-2007 ⇒ 산업용 및 상용 전력시스템의 접지에 대한 권고안 : Recommended Practice for

 Grounding of Industrial and Commercial Power Systems

구 분	적 용 기 준
권고내용	∙ 접속하는 장비의 가장 낮은 사양을 만족하는 접지저항을 권고
	대용량 교환장비	1Ω or 2Ω
	일반 통신장비	2Ω or 5Ω
	통신시스템	10Ω
	대용량 변전, 송전 및 발전소	1Ω
	산업용 변전설비	1Ω~5Ω
	∙ 단, 단일 접지전극의 접지저항은 25Ω을 초과해서는 안됨.
공통접지 확인사항	∙ 공통 접지망에 뇌 전류가 유입시 각 장비가 등전위로 구성되어 유입된 전류는 저항이 낮은 대지로 방전되도록 시스템 구성여부
검토결과	∙ 국제기준에서는 공통 접지시 1[Ω]~5[Ω] 이하를 권장하고 있으며, ∙ 본 설계구간의 통합 접지저항치는 국내 도시철도 및 경절철 다수 사업에서 선정한 기준으로 정거장의 통합접지는 2Ω이하로 선정

 

 

3. 접지방식 비교 검토

구 분	공 통 접 지	개 별 접 지
접지구성	∙ 하나의 접지극에 시스템(전력, 통신, 신호 등) 모든 접지를 공통으로 연결하는 방식	∙ 모든 접지극을 시스템별로 기준 접지 저항을 달리하여 각각 분리된 접지로 연결하는 방식
접지설계	∙ 대지전위상승(GPR) 고려, 낮은 기준의 접지저항으로 시공 요구	∙ 시스템에 적합한 종별로 각각 접지 시공
장 점	∙ 서지나 고장전류로 인한 장비간의 전위차 발생 예방 가능(등전위화) ∙ 서지 등을 여러 전극에서 동시에 대지로 신속히 방전시켜 계통 및 기기 등을 보호할 수 있다. ∙ 낮은 접지저항을 얻을 수 있다. ∙ 구조체를 이용시 접지저항을 보다 낮출 수 있다. ∙ 지락보호, 접촉전압의 측면에서 유리하다. ∙ 접지계통이 단순하다.	∙ 독립적으로 접지가 구성되므로 접지 성능이 악화된 장비나 기기가 개별적으로 영향이 있으므로 전체적인 손상 방지 가능→다른 설비에서 문제 발생시 해당 접지부분만 제거하면 문제가 해결됨. ∙ 접지전극 설치가 간단하다. ∙ 경우에 따라 시공비가 저렴하다.
단 점	∙ 접지시스템의 성능 악화로 인한 문제 발생시 연결된 전체 시스템에 전위상승 파급을 줄 수 있음(접지에 각 기기가 공통으로 연결되어 어떤 기기에 접지 전류가 흐르면 이로 인하여 접지전위가 상승하게 되어 건전한 모든 기기의 전위가 상승할 수 있음→따라서 우수한 접지시스템 선택시공 필요)	∙ 시스템간에 충분한 이격거리를 확보하여야 하므로 접지극 매설면적의 확보가 어렵다. ∙ 지락사고시에 접지극간 전위의 상호 간섭으로 타 접지극의 전위상승 유발 ∙ 접지극 다수 매설로 접지계통이 복잡하다. ∙ 전위차에 의한 약전류기기의 절연파괴우려
국 가 별 적 용	∙ 미국, 유럽	∙ 일본(단 일본도 1999년부터 공통접지로 규정을 수정함)
선 정	◉
선정사유	∙ 국내 기준(전기설비기술기준 및 판단기준)은 단독 및 공통 접지를 혼용하고 있고, 국제기준(IEEE)은 공통 접지를 시공표준으로 권고하고 있음. ∙ 단독접지는 종별 요구되는 접지극간 이격거리 확보를 위해 접지 시공면적이 확보가 매우 어렵고, 큰 이상전류가 흐를 경우 전위차에 의해 설비의 파손이 발생할 수 있다. ∙ 따라서 접지시스템의 등전위화로 대지전위 상승(GPR)을 억제할 수 있고 현장의 협소한 접지 시공면적을 확보할 수 있는 공통접지 방식으로 추진하는 것이 타당하다고 판단된다.

 

 

4. 공통접지에 따른 전력분야 접지 대상설비

구 분	접지 대상설비	공통접지
22.9㎸ 케이블 중성선	 한전측 변압기 중성선으로 다중 접지체계이므로 계통접지 필요	◉
특고압설비 외함	 MCSG, 변압기 등 외함	◉
저압설비 외함	 배전반, 분전반 등 외함	◉
변압기 중성점	 중성점 접지	◉
계기용변류기(CT)	 CT 2차측 1극	◉
계기용변압기(PT)	 중성점 접지	◉
서지어레스터(SA)	 VCB 개폐서지 방류	◉
피 뢰 기(LA)	 HSCB 개폐서지 방류	◉
DC 750V	 판넬 외함 및 급전선의 지락보호	◉

 

 

5. 낙뢰/서지 보호설비
차량기지의 전원설비, CCTV설비, 각종 통신설비, Network설비와 기타설비 등 장비 및 시스템은 낙뢰 또는 여러 가지의 요인으로 발생 되어지는 서지의 피해로 다운, 장비의 소손, 데이터 전송의 오류, 통신 에러 등 전체적인 시스템 운용불능 등의 장애발생 우려
1) 서지 유입 경로
가) 서지의 유입경로는 서지 발생위치에 따라 약간씩 상이하나 다음과 같이 분류할 수 있음
∙ 상용 전원선 ∙ 데이터 통신 및 전화용 통신선
∙ 단독접지인 경우 접지 전위차에 의한 접지선의 경로
∙ 신호 및 제어 케이블의 경로
나) 보호대책 검토
∙ 서지 크기와 발생원 파악 ∙ 다이아그램의 작성 ∙ 서지 흡수기의 선정
2) 설계 적용

구 분	교 류		직류
	고 압	저 압
구 성 도
기 기	LA	SPD	SA
설치개소	∙ 수전 인입라인 MOF 전단 설치	∙ 소내용 변압기 2차측에 설치	∙ 고속도차단기(HSCB) 인출선에 설치