양회장 블로그

접 지 관 련 규 정

1. 미국의 접지 관련 규정

 가. National Electrical Safety Code

NESC에서는 접지 저항을 특별히 요구하지 않고 접촉전압, 보폭전압, Mesh 전압등을 제한하도록 설계되어야 한다고 규정하고 있으며 보호 접지에 관하여 목표저항치를 명시하지 않고 모든 전기기계기구의 철대 또는 외함은 적절하게 접지되거나 물리적으로 격리되어야 한다고 규정하고 있다.

나. National Electrical Code

 NEC는 제250조에 접지에 관하여 자세하게 규정하고 있으나 단일접지전극의 저항이 25Ω을 초과하면 추가로 전극을 접속하여야 한다고 규정하고 있을뿐 전로의 중성점 접지 또는전기기계기구의 보호접지에 관한 목표 접지 저항치를 명시하지 않고 있다.

다. IEEE Std-80(1998)

 국내는 물론 변전소 접지설계 지침으로 가장 널리 쓰이고 있으며 주로 안전 허용치 이내의 접촉전압과 보폭전압에 대하여 언급하고 있다.

라. IEEE Std-142(1991)

 대용량 변전소, 송전선 또는 발.변전소의 접지저항이 1Ω 이하로 요구될 수 있고, 산업공장용 변전소나 대용량 설비의 접지 저항치는 1~5Ω 정도가 적당한 것으로 설명하고 있다.

마. IEEE Std-367(1996)

 대지전위상승에 관하여 상세히 기술하고 있지만 GPR의 제한치에 관해서는 명시하지 않고 있다. 다만 대지전위 상승이 최악의 조건에서 25KV까지 높아질 수 있으나 보통 10KV보다 낮다고 기술하고 있다.

2. 캐나다의 접지관련 규정

 CSA C22.1-1994에서 최대대지전위 상승을 5000V로 제한하고 GPR의 억제와 동시에 접촉전    압과 보폭전압을 안전허용치 이하로 억제할 것을 규정하고 있다.

3. 프랑스의 접지관련 규정

 RCC-E 규정은 발전소 접지저항을 1Ω이하로 유지하도록 규정하였다.

4. IEC 접지관련규정

 가. IEC60364-3

  중선선과 보호도체의 상요방법에 따라 저압계통의 접지방식을 정의하고 있으며 크게나눠 TN

  TT,,IT 방식의 3종류로 분류하고 있다.

 나. IEC60364-4

  전자장애에 의한 과전압에 민감한 기기를 방호하기 위한 대책으로 주로 필터, 서지방호장치

  본딩 등에 관련된 문제에 대해 규정하고 있다.

 다. IEC60364-5-54

  접지극의 종류, 접지선의 단면적, 본딩용 보호도체의 단면적 등에 대해 보호목적과 기능목적    으로 설명하고 있으며 등전위 본딩용 도체의 일반 요구사항에 대해서도 규정하고 있다.

 라. IEC60364-5-548

  정보기기 및 설비의 접지, 등전위 본딩의 선정과 시공을 규정하고 있다. 특히 낙뢰, 부하개    폐, 정전기 방전, 전자계 및 무선 주파 자계 등에 기인하는 과도적인 과전압으로부터 정보관    련 설비를 보호하기 위한 접지형태를 구체화하고 있다.

 마. IEC60364-5-548

  정보처리기기에 사용하는 필터에서 누설전류가 크게 흐를 경우 보호접지선의 불량 또는 단선에 의해 위험한 전압이 발생할수 있으므로 이에 대한 대책을 강구하는 방법으로 접지선의 감시 또는 2권선 변압기의 사용을 규정하고 있다.

회로시험기(멀티테스타)사용법

테스터기를 사용할 때 가장 중요한 것은 바로 확인을 하는 것이다. 전압을 측정하는데 저항 레벨로 위치로 설정하면 바로 테스터에 무리한 영향을 주곤 한다. 또한 테스터는 가동 코일형의 전류계를 사용하여 직류전압 & 전류계, 교류전압.전류계 및 저항계 등으로 구성이 되며 측정범위도 넓은 계기이다. 측정정도는 2.5급 정도로 측정값의 정확도는 떨어지나 각 측정 회로별 모두 많은 렌지로 되어 있어서 취급도 간단하고, 소형이며 전기.전자기기의 고장발견이나 수리 등에 없어서는 안될 계기이다.

가) 구조 및 명칭

- 메타 보호 및 저항 소손 방지(휴즈 단락)                          

- 축전지 양부 체크(1.5V)

- 도통 시험(부저)

- 트렌지스터 극성 및 양부 검사(TR 소켓을 이용하며 LED 발광)     

- 눈금판, 지침(바늘)

- 영위 조정, 영[Ω]조정

- 측정 단자 +,-                                               

- 변환 스위치

나) 회로계의 취급에 관한 설명

- 계기를 수평으로 놓고, 계기 지침을 영의 위치에 조정한다.

- 측정 단자에 리드선의 플러그를 꽂고 접속한다.

- 측정 대상에 맞는 항목을 레인지 교체 스위치로 선택한다.

- 저항 측정 때는 측정 전에 영[Ω]으로 조정한다.

- 지침의 흔들림을 파악한다.

- 측정이 끝나면 교체 스위치를 전류계의 최소 레인지로 둔다.

다) 측정 방법

- 직류전압 측정

직류전압계는 DC (V)로 나타낸다.  전압계에 직렬로 배율기가 부착된 것이다. 배율기의 저항이 크게 될수록 큰 전압이 측정된다. 테스터기로 전지의 전압을 측정하기 위해서는 전환 스위치를 DC 3V 렌지에 놓고 측정하고 있다. 이때 테스터봉은 전지의 +극에 “적색 봉”을 -극에는“흑색 봉”을 접속하도록 한다.

- 직류전류 측정

테스터는 직류전류 측정회로를 DC(A) 또는 DC(mA)로 나타낸다.

- 교류전압 측정

교류전압계는 AC(V)로 나타낸다. 교류전압 측정회로은 직류전압 측정 회로에 다이오드 2개와 저항의 전파 정류회로가 가해진 것이다.  콘센트의 상용전원의 전압을 측정전압으로 AC100V 이므로 AC120V 렌지로 하여측정하면 된다. 그러나 실제의 측정에서는 교류전압의 값을 모르는 경우에는 AC(V)의 최대렌지에서 지침의 흔들림을 보면서 작은 렌지 범위로 내려가도록 하는 것이 좋다.

(라) 저항의 측정

테스터의 저항 측정은 오옴계[Ω]으로 나타낸다. 건전지가 내장되어 있으며 저항측정 단자를 단락하여 전류가 최대가 되도록 0점 조정 저항을 가변한다. 최대전류를 가리키는 곳을 0[Ω]에, 전류 0의 곳을 ∞[Ω]으로 하여 눈금을 대수적으로 눈금한 것이다.

만약에 500[Ω]의 저항을 측정하는 경우, 저항계 렌지를 X10에 놓고 0점 조정을 한다. 다음에 테스터 봉으로 저항을 접속하여 저항의 눈금을 10배로 하여 읽은 값이 저항의 측정치이다.

테스터의 저항계는 다이오드나 트랜지스터와 같은 반도체가 정상인가 어떤가를 체크도 할 수가 있다. 저항계 내부에는 건전지가 들어 있으므로 테스터기의 극성은 ＋극은 적색 봉, －극은 흑색봉이 사용된다.

다이오드를 접속하고 다이오드가 정상이면 저항계의 ＋에 대하여 역방향이므로 전류가 흐르지 않고 ∞를 가리킨다. 이 접속으로 다이오드가 불량이면 전류가 흘러버려 ∞를 가리키지 않아 불량이라고 판정할 수가 있다.

디지털 훅크온 메터 사용법

1) 개 요

Digital 표시 방식으로 기존의 Analogue표시방식의 Hood on meter보다 측정 범위가 광역화 되었으며 온도 및 주파수 기능이 부과되어 현장에서 다용도로 활용할 수 있으며 특히 Digital형 계측기의 단점인 측정값 판독의 난이함을 Normal Average pead 등의 Range로서 해소하였으며 10mA의 전류를 측정이 가능하여 누설전류도 측정할 수 있으므로 다기능 Hook on meter라고 할 수 있다.

2) 훅크온 메터의 기능

3) 취급방법

가) 교류 전류 측정

- Normal(통상) 측정

◦ 기능 SW를 “A”위치에 놓는다.

◦ 크램프 코아를 열어 도체를 크램프 내 중앙부에 넣는다.

◦ 도체는 필히 1선만 크램프에 넣는다.

   (단상 또는 3상을 동시에 크램프한 경우 측정되지 않는다.)

◦ Range는 자동절환되므로 표시값을 그대로 읽는다.

   (10A이하의 소전류 측정시 10A 절환 Range를 수동으로 눌러서 측정한다.)

◦ 500A를 넘는 대전류 측정 시는 코아부에 발열이 생기므로 단시간에 측정할 것

◦ 600A 이상 전로에서 전류 측정은 안전 확보를 위하여 피할 것

◦ 전류 측정 시는 전압 측정 리드. 온도 프로브는 본체에 연결하지 않는다.

- Average(평균화) 측정

◦ 모든 절환 SW를 눌러서 Average mode로 측정한다. 약 4초간 평균값을 표시하므로 측정 전류 변경 폭이 커서 표시값이 읽기 어려울 경우 사용한다.

◦ 기타의 경우는 Normal 측정의 경우와 동일하므로 Normal 측정을 참고 한다. 다만 이 Mode에 있어서 10A SW를 절환하면 Normal Mode로 되돌아 간다. Average Mode로 하고 싶은 경우는 Mode절환 SW에 의하여 재 설정한다.

- Peak(최대치) 측정

◦ Mode 절환 SW를 눌러서 Peak mode로 한다.

◦ 이 Mode에 있어서는 측정 중의 최대치를 검출하여 계속 유지하므로 전력의 최대수요 측정에 사용할 수 있다.  단 Normal이나 Average mode와 다른 10A와 100A의 두 렌지 (100A 렌지는 없음)는 되므로 측정 전에 적정한 Range를 선택한다.  이 Mode에 있어서 Reset SW를 눌러 이전의 Peak값을 제거하고 Peak값을 절환에 의하여 Normal mode로 되돌아 가므로 Valley 측정은 계속 할 때는 다시 Mode절환 SW에 의하여 다시 설정한다.

◦ Valley 값의 검출방식은 파형이 Valley 값을 검출하는 것이 아니고 전류 또는 전압이 lever의 Valley 값을 검출한다  또 회로 시정수는 200m sec(3261)선 유지로 되어 있으므로 정확한 Valley 값이 얻어지나 그 이하의 단시간 입력에 대하여는 측정되지 않는 경우도 있으므로 주의한다.

나) 교류전압의 측정

◦ 기능 SW를 “V”로하고 Test lead를 전압 측정 단자에 꽂는다.

◦ 전압 측정의 경우에는 Average Peak Valley 주파수 측정이 가능하다.

◦ 각 Mode에 있어서는 전류측정 Mode를 참고한다.

◦ 대용량 전로에서 전압 측정시 단락, 감전사고 등이 없도록 충분히 주의한다.

◦ 1,000V 이상의 전압은 절대로 측정하지 않도록 한다.

◦ 전압 측정시는 크램프 센서를 열고 인체 기타 금속 등에 크램프의 금속부가 접촉되지 않도록 한다.

다) 저항 측정

◦ 기능 SW를 “Ω”으로 하고 Test Lead를 저항 측정 단자에 꽂는다.

◦ Test Lead를 Short 하여 0 MΩ 2초 후에 Adjust SW를 눌러 표시가 000Ω으로 되는 것을 확인한다.

◦ ADJ를 0.5초간 표시될 때 이때 OL이 표시될 경우에는 Fuse가 단선되었으므로 Fuse를 교환한다.

◦ 잘못하여 저항 측정 단자에 과전압(최고전압 250V까지)를 가한 경우 대용량의 차단능력을 갖는 0.5A의 소호제가 들어있는 유리관 Ruse에 의하여 내부회로가 보호된다.

◦ 저항 측정 Lead를 Short하지 않는 상태 혹은 측정 중에 영점 조정 SW를 누르면 정확히 측정이 않된다. 측정 중 잘못 누른 경우는 영점 조정을 다시 한다.

라) 온도 측정

◦ 기능 SW를 “Ω”으로 한다.

◦ 중앙의 공통 단자에 망선 프로그 Ω의 타 방향 단자에 흑색 리드 프로그를 꽂아 0 Adjust SW를 눌러 0으로 조정한다. 조정이 끝나면 흑색 리드 프러그를 빼고 적색 프러그 를 꽂아 Mode를 ℃(℉)로 선택하고 표시치를 읽는다.

◦ 0점 조정은 저항 측정과 똑같은 방법으로 하며 또한 측정 중에 잘못하여 0점 조정 SW를 누를 경우에는 저항측정과 같은 방법으로 영점 조정을 합니다.

◦ -10℃ 또는 -14℉ 이하의 측정에 있어서는 선단 금속부에서 행하고 손잡이 및 코드는 온도측정 중에 비바람에 맞지 않도록 주의한다.

◦ 온도 프로브의 응답시간은 측정 장소의 열용량 비열 등에 따라 변화한다. 

   공기의 온도측정은 공기 배열이 대단히 작으므로 장시간이 소요된다.

◦ 전압이 증가되고 있는 장소의 측정은 피한다.

◦ 0점 조정 후 흑색 리드를 뽑지 않은 채(입력의 쇼트 상태) Mode℃ 또℉로 하면 OL을 표시한다.

마) 주파수 측정

◦ 기능 SW를 주파수 위치에 놓고 Mode SW를 누른다.  측정할 수 있는 주파수는 10HZ 까지다.  이 모드에 있어서 주파수 표시는 최대 측정 눈금의 수 % 초과 시에 나타난다.

◦ 주파수가 999HZ를 초과 할 때는 “OL"표시가 나타난다. 또한 주파수가 2kHZ 초과 시에는 표시판에 나타나는 값은 무의미한 값이다.

◦인버터를 가지는 회로와 특수파형을 만드는 다른 장치의 주파수 측정에는 사용할 수 없다.

마) 측정값 Hold 기능

◦ 표시가 읽기 어려울 경우 표시를 중지하여 읽고 싶을 때 사용한다.

◦ Hold SW는 모든 측정상태에서 사용이 가능하다.

4) 사용 시 주의사항

◦ 측정범위를 초과하여 과대 입력을 가하지 말 것

◦ 강한 잡음이 나는 장치 부근에서 사용하면 정확한 측정이 되지 않거나 표시가 안정되지 않는 일이 있으므로 주의한다.

◦ 본체 Case는 고운에서 변형될 수 있으므로 온도가 높은 곳에 보관하지 말 것

◦ 운반 및 취급시 진동, 충격등을 가급적 피한다.

◦ 보존은 고운, 가습 결로시키는 장소를 피한다. 특히 직사광선 및 열적충격이 가하는 장소에 보존하지 않도록 한다.

◦ 사용후에는 반드시 전원 SW를 OFF한다.

계측기의 사용요령

1) 휴대 및 설치

가) 휴대용 계측기

- 측정자 개인이 손이나 목에 걸고 이동하면서 측정하는 계측기로서 절연 저항계, 훅크온 메터, 접지저항계 등과 같이 비교적 소형, 경량이다.

- 휴대용 계측기의 고장 발생 중 대부분이 충격에 의한 것이므로 휴대 시 항시 주의하여야 한다. 또한 외피 및 끈이 튼튼한가를 확인하고 휴대용 끈의 길이 조정이 가능한 것은 휴대에 편하도록 조정하여 손목이나 목 등에 단단히 걸어 만일의 경우 몸의 균형을 잃더라도 떨어뜨리는 일이 없도록 항시 충격으로부터 보호될 수 있도록 휴대하여야 한다.

나) 설치용 계측기

- 비교적 크고 무거운 장비로서 계전기 시험기, 비파괴 절연진단장치 등과 같이 주로 시험용 기기가 많다.

- 설치장소의 바닥은 전기적으로 절연이 좋고 수평이며 진동 등이 없는 곳으로서 조작 및 판독이 용이하도록 안정되게 설치하여야 한다. 또한 바닥은 습기나 오물 등이 없어야 하며 피시험체가 한눈에 보이는 장소에 설치한다.

- 접지단자가 있는 계측기나 고전압의 측정 및 발생계측기, 상용전원을 전원으로 사용하는 계측기 등은 반드시 외함을 양호하게 접지하여야 한다.

2) 측정 렌지의 선택

가) 측정용 계측기

과전압이나 과전류 등과 같이 과대한 입력으로부터 계측기 내부의 소손이나 파괴 및 가동부의 무리한 동작에 의한 충격을 예방하기 위한 것이다. 전압, 전류, 저항(접지저항), 전력 등의 측정 시에 측정치가 미지수일 때에는 제일 높은 렌지에서 측정하여야 하며 단계적으로 렌지를 절환하여 가장 판독이 용이한 렌지를 선택한다.

나) 시험용 계측기

- 피 시험기기의 시험에 필요한 전압 및 전류의 용량을 확인하고 시험 계측기의 정격 및 특성을 고려하여 장시간 시험하여도 시험용 계측기에 무리가 없는 렌지를 선택한다.

- 계전기 시험기 및 위상 특성 시험기의 경우 렌지의 선택 잘못으로 인한 내부 가열 또는 내부부품의 소손이 빈번하게 발생되고 있다.

3) 측정치 및 시험치의 판독

가) 지침 가동부의 위치 표시가 있는 것은 그 표시를 준수하고 표시가 없는 것은 지침가동부가 수평으로 되게 유지하면서 판독 시 진동이나 흔들림이 없도록 한다.

나) 훅크온메터는 측정 여건상 수평으로 유지하기 어려우나 가급적 수평으로 유지하며 측정 선로에 인접하여 대전류의 도선이 있을 시는 오차가 발생하므로 주의를 요한다.

4) 과전압 유입 방지

가) 전압 및 전류 측정 시 측정선로의 전압 및 전류가 측정 계측기의 최대측정보다 높지 않는지 저압선로에 고압이 유도되지 않는지 사전에 충분히 검토한다.

나) 피 시험기기 및 피 시험물이 전원 및 다른 설비와 전기적으로 완전히 격리되었는지 확인한다.

다) 고압케이블, 변압기, 고압 콘덴서 등의 측정이나 시험 시에는 고압 충전 여부 확인과 충전된 잔류 전하의 완전한 방전 등을 실시하고 측정 및 시험한다.

라) 설비를 정전시키고 시험할 경우 시험 중에 전원이 투입되지 않도록 안전 조치를 취한다.

마) 상용전원을 전원으로 사용하는 계측기에 직류가 공급되지 않도록 주의한다.

(계전기 시험기, 위상특성 시험기, 비파괴 절연진단 장치)

(바) 누설 전류계의 출력단자는 측정 전류에 비례한 DC전압(최대 눈금이 0.2V)이 출력되므로 전압을 인가하여 소손시키지 않도록 한다.

5) 측정시 주의 사항

가) 금지사항

- 훅크온메터, 회로시험기의 전류렌지에서 전압 측정   

- 전류계 및 회로시험기의 전류렌지에서 전압 측정 

- 절연저항계로 전압 측정시 보턴 사용               

- 정격 용량보다 용량 초과 사용

- 접지저항계의 접지저항 및 절연저항 렌지에서의 전압측정

- 전압계 및 회로시험기의 전류렌지에서 전압 측정 

나) 주의사항

- 상용전원을 전원으로 사용하는 경우 계측기의 입력전압 확인

- 계전기 시험기, 위상특성 시험기 등의 전원의 극성 확인

- 고전압 측정 및 발생 계측기의 접지

- 주위의 낙하물 및 설치대 견고 여부 확인

- 피측정물에 고압 인가시 “0”에서부터 서서히 상승

6) 정격 퓨우즈의 사용

퓨우즈는 이상전압이나 전류로부터 기기를 보호하는 역할을 하므로 각종 계측기의 부착 퓨우즈는 계측기 자체의 가장 기본적인 보호장치이므로 교환 시에는 반드시 정격 용량의 퓨우즈를 사용한다.

7) 기타

가) 축전지 충전 시 수소Gas에 의한 폭발 사고 유의

- 연축전지에 넣은 황산의 비중은 1.23 ～ 1.26정도이어야 하므로 비중이 1.0일때는 반드시 충전한다.

- 연축전지의 충전이 필요로 하는 종지전압은 1.8V이므로 이 전압이 되기 전에 반드시 충전한다.(24V용 밧데리는 21.6V가 되기 전에 충전)

- 단자전압과 전해액의 비중은 5～10분마다 측정하여 3회 이상 같은 값이 나올 때까지 충전을 계속한다. 대체로 균등충전의 경우 가스가 왕성하게 나오기 시작하고 30분 ~ 1시간 후에 충전이 종료된다.

- 충전기의 용량은 보통 축전기 용량의 1/10정도로 한다.

- 사용 후에는 반드시 충전하고 보관 시에는 2 ~ 4주마다 균등충전한다.

- 충전용 니켈 카드륨 전지가 내장된 것도 사용 후에는 반드시 충전하고, 보관 시에는 월 1회 이상 충전한다.(기록계, 회로시험계, 휴대용 비상라이트)

나) 건전지 누액

건전지를 너무 오래 사용하거나 전원 스위치가 켜진 상태로 방치하면 누액이 되는 경우가 많다. 계측기를 좁은 공간에 보관하거나 휴대 시에 스위치가 눌리지 않도록 주의한다. 또한 누액이 되었을 경우에는 즉시 전전지를 뽑아낸 뒤 탈지면에 알코올 묻여 수차례 깨끗이 닦아낸다.

전지홀더 등 분해 가능한 모든 부분을 분해하여 비누물로 깨끗이 씻어서 잘 건조시킨다. 또 탈지면 사용시에는 작은 섬유 조직들이 계측기 내부에 붙어 있지 않도록 주의 한다.

다 )습기의 제거

계측기 내부에 습기가 많으면 자체 절연이 나빠져 오동작 및 감전의 원인이 된다. 습기의 제거는 깨끗한 탈지면으로 잘 닦아내고 통풍이 잘되는 곳에서 케이스를 열고 건조시킨다. 외피의 습기도 같은 방법으로 건조시킨다.

라) 측정 리드 및 수납대

사용시에 기름 및 오물에 오손되지 않도록 주의하고 정기적으로 점검하여 훼손부분을 보수하여 지장이 없도록 관리한다.

마) 계측기의 휴대 운반

계측기의 운반 시에는 가급적 진동이 적은 방법을 취하며 차량으로 운반 시에는 급정지, 급커브에 넘어지거나 충격을 받지 않도록 잘 싣는다.

공통 등전위 접지의 소개

가. 공통접지 시스템

1) 공통 접지시스템은 자연접지체와 인공접지체를 등전위망의 조합에 맞게 하는 것이다. 강력한 낙뢰의 전류는 대지에 도달해서만이 그 힘이 중화가 되어 상대적으로 평형을 이루게 된다. 접지 성능의 좋고 나쁨은 효율의 높고 낮음을 보호하는 중요한 요소 중의 하나이다.

2) 공통접지시스템은 교류작업지역, 직류작업지역, 안전보호지역, 피뢰접지, 정전기 방지 접지를 공용으로 한 조로 만든 접지 장치이며, 내부 등전위 네트워크 연결로 구성된 공용접지 시스템이다. 접지 저항의 개소는 설비에 접합된 최소치로 확정한다.

<건축물 기초면에서 접지설계 예>             <건축물의 각층 바닥면에 있어서의   공용지점의 설정 예>

나. 최근 세계 접지 기술의 변화

세계 모든 규격 및 접지 기준은 완전한 등전위 공통접지로 향하고 있다.
그 이유는 다음과 같다.

1) 단독 개별접지는 접지저항치가 높고 낙뢰 시 과도임피던스(주파수) 특성이 좋지 않아 주변기기에 악영향을 미친다.

2) 단독 개별접지는 모든 서지, 노이즈의 원인이 되어 직격뢰, 유도뢰에 의한 기기파손이 확대된다.

3) 현재 사용하고 있는 1종, 2종, 3종, 특별3종 저항치의 과학적 근거가 전혀 없다.
(1900년대에 일본에서 정한 규격으로 엄밀한 의미에서 "엉터리 기준")
일본에서도 이를 심각하게 인정하고 JIS규격 및 모든 관련 규격을 공통 등전위접지로 바꾸고 있다.

다. 등전위 공통 접지를 실시하면 좋은 점

(1) 낙뢰시 과도임피던스 특성이 좋아 전위 상승이 낮아진다.

(2) 유도뢰, 직격뢰 피습 시 전위 상승이 낮아 서지와 노이즈의 근본을 제거할 수 있다.

(3) 통신선과 강전선도 완벽히 등전위 접지시키면 접지로 인한 모든 우려사항이 발생하지

      않는다.
(예 1 : 현재 서울 부산 KTX 고속철은 통신, 강전 등 모든 접지를 완벽하게 공통 등전위 시켜 운행하고 있다.)
(예 2 : 미국 NFPA 780 기준 내용 및 NEC 기준)

참고 : “건축물 등의 피뢰설비 가이드북” 및 “뇌와 정보 고도화 사회”

이종금속의 접촉부식

가. 정의

금구류와 전차선 및 조가선 등을 지지하기 위해서 부득이 하게 두 종류의 금속이 접촉할 수가 있다. 이러한 두 가지 이종금속이 접촉하고 있는 개소가 염분 등 전해질의 용액에 접촉하면 그곳에 국부전지가 형성되어, 그 용액 중에서 금속의 전극 전위에 따라서 마이너스(-) 전위가 높은 금속이 양극으로 되어 용액 중에서 용해하여 부식한다.

접촉 부식량에 의한 부식량은 그 경우의 부식 전류량과 비례 관계가 있고, 그 원인으로 되는 것은 전극의 전위차다.

전극 전위차가 큰 금속, 즉 전위열에서 금속 상호간에 서로 떨어져 있는 정도가 큰 것이 접촉 부식이 심하게 된다.

예를 들면, 알루미늄과 동이 조합된 알루미늄의 부식량은 철과 동이 조합된 경우의 철의 부식량보다 크게 된다.

또, 알루미늄과 동의 슬리브에서 중간 금속으로 주석 합금을 사용하고 있으나, 주석은 알루미늄과 동의 중간의 전위가 되기 때문에 이것이 게제된 것에는 각각의 전위차가 적어 부식이 경감된다.

실제로는 각종 금속체는 표면에 산화 피막이 형성된다든지, 표면이 부식으로 생성된 생성물로 피막되어 있다든지 하는 복잡한 현상을 나타내고 있는 경우가 많아, 꼭 전위차에 비례하지는 않지만 원칙적으로는 이와 같은 경향을 나타낸다.

나. 이종금속의 접촉부식 원인

(1) 수분의 부착, 온도의 영향

     이종금속의 접촉부식은 국부전지작용(일종의 전기분해작용)이기 때문에 수분이 없으면 절대 부식

     은 발생하지 않지만, 대기 중에 노출되어 있으므로 수분의 부착이나 온도에 영향을 받지 않을 수

     없다.

(2) 부식환경의 영향(염수 : 해안지구, 아황산수 : 공해지구)

     부착수분의 성질, 예를 들면 염수(해안 지방), 아황산 수(공해 지대) 등에 따라 물의 도전성이 높게

     되고, 또 그 농도에 따라 부식은 상당히 빨라진다.

(3) 온도조건(20℃가 넘으면 2배가 빠르다)

     온도가 높으면 부식이 빨라지고, 온도가 20[℃] 높아지면 부식속도는 약 2배가 된다. 연간 기온이

     높은 개소 또는 전류 등에 의하여 온도가 상승하는 개소는 주의가 필요하다.

(4) 분진의 부착

     분진이 부착되면 습기를 먹고 또 분진의 성분이 습기에 용해된다.

다. 부식의 방지방법

(1) 이종금속 접촉부위에는 수분이 모이지 않는 구조로 한다.

(2) 이종금속 간 절연한다.

     국부전지의 전류를 차단시킴으로서 부식을 방지한다.

(3) 중간금속을 삽입한다.

     중간금속을 삽입함으로써 이종금속 상호의 전위차를 감소시켜 부식을 감소시킨다.

(4) 전극 전위가 상호 접근된 것을 선정한다.

(5) 접촉면적을 적게 한다.

상대 전위와의 부식정도

차량한계 및 건축한계 

차량한계와 건축한계는 서로 간에 열차의 안전운전에 필요한 최소로 유지하여야 할 공간을 정한 것으로 양자 사이에서는 침범해서는 안 될 여유 공간을 갖고 있어야 한다.

1. 차량한계

차량한계는 차량단면의 크기를 제한한 것으로 그 어떠한 부분도 그 한계 내에 들어야 되는 한계선을 차량한계라 한다.

차량은 평탄궤도상에 있어서 차체, 대차, 차륜축 등의 중심선이 궤도 중심선과 일치한 상태에 정지하고 있는 경우에 승객 또는 적재화물의 편중에 의하여 차체, 대차가 경사지지 않는 상태에서 차량한계 외로 나가지 않도록 되어 있으며 다음과 같은 조건이 충족되어야 한다.

가. 차량운전 시 동요에 따라 차량이 건조물에 접촉할 우려가 없을 것.

나. 차륜 등의 마모 또는 하중에 따라 스프링의 불균형이 된 경우에도 이 한계를 벗어나지 않아야

     한다.

2. 건축한계

건축한계는 건물 및 기타의 건조물을 설치하는 경우에 적용되는 것으로 어떠한 경우에도 이 한계 내에 들어 와서는 안 되는 거리의 한계를 건축한계라 한다.

또한 차량의 운전에 지장이 없도록 궤도상에 일정한 공간을 확보하기 위하여 설정하는 한계이며 선로에 근접하는 건물이나 건조물은 이 한계 내에 설치될 수 없도록 지정되어 있다.

여기서 건물에는 정거장건물, 창고, 주택 등이 포함되며 건조물에는 승강장, 신호기, 전차선로, 교량, 터널, 자연암석, 수목 등이 포함되고 열차의 안전운전을 확보하기 위하여 유지하여야 할 최소의 공간을 정한 것이며  다음과 같은 조건을 갖추어야 한다.

가. 건조물을 차량한계 내에 가깝게 설치하면 차량 운전 시 동요에 의하여 차량이 건조물에 접촉할 우

     려가 있기 때문에 건조물은 차량한계 외에 얼마간의 간격을 두어 설치하여야 한다.

나. 어떠한 경우에도 건축한계에 저촉되는 상태가 발생하지 않도록 궤도 건조물 등의 이상에 주의하여

     건축한계를 유지 확보하는 것이 필요하다.

다. 차량이 궤도곡선부를 주행 할 때에는 궤도의 Cant에 의해 기울어지므로 이를 고려, 궤도Cant량을

     계산하여 건축한계를 정하여야 한다.

3. 곡선로의 건축한계

곡선로에 궤도시설 시 레일의 바깥쪽 레일을 안쪽 레일에 비해 약간 높게 시설하여 그 레일의 높이 차를 캔트(Cant)라고 하며, 이 때문에 곡선로에서 열차가 진행할 때 열차의 상단부가 터널의 안쪽으로 기울어지므로 곡선로의 건조물과 차량과의 간격을 직선로와 같은 정도로 하기 위해 차량의 편위 만큼 곡선로의 건축 한계폭을 넓혀서 안전운행에 지장이 없도록 하여야 한다.

가. 캔트(Cant)

열차가 직선로를 주행하는 경우에 차량의 중심은 거의 궤도의 중심선에 일치하여 작용하게 되고 곡선부를 통과할 경우에는 원심력이 작용하여 궤도의 외방으로 기울어져 작용하게 된다.

이 때문에 외측레일을 내측레일보다 높여서 전도되려는 힘을 억제하여 차량의 안정을 유지하도록 하고 있다.

이렇게 내측레일보다 외측레일을 높게 하여 그 높임량을 캔트(Cant)라고 한다.

나. 확대궤간(Slack)

선로의 곡선부에서는 차량의 구조(고정축거리)상 차륜의 플랜지 와 레일이 맞물려 주행하게 된다.

이 때문에 내측레일을 곡선내방으로 약간 확대시킬 필요가 있다.

지하부 복선 건축한계