IEC 60364

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법률 정보

KSC/IEC 60364 제 5부 (접지설비 및 보호도체) 주요내용

특집 : KSC/IEC 60364

No.5

KSC/IEC 60364 - 54 (접지설비 및 보호도체) 주요내용 <마지막회> 글/ (주)의제전기설비연구원 원장 정용기 (주) 한양 TEC소장 신효섭

1. IEC60364-54(접지설비와 보호도체)의 개요

1 = 보호도체 2 = 주요 등전위본딩용 도체 3 = 접지선 4 = 보조 등전위본딩용 도체 B = 주접지 단자 M = 노출도전성 부분 C = 계통외 도전성부분 P = 주요금속제 수도관 T = 접지극

건축전기설비에 관한 안전・보호와 기기・장치의 정상동작을 확보하려면 전기설비의 기준전위를 확보하는 것이 하나의 해결방법이다. 접지는 그 기 준점을 대지에서 찾고 있다. 이 장에서는 접지설비, 보호도체와 기타 구비해야 될 조건을 규정한다.

그림 1 KSC/IEC 60364-54 부록B(접지계통의 개략도 )

접지를 목적별로 분류하면 다음 2가지가 된다. ① 감전방지(안전확보) 관점에서의 보호접지 ② 설비기기의 기능(정상동작)을 확보하기 위한

2. KSC/IEC 60364-541(일반사항) 접지설비에 대한 요구사항을 만족해야 한다.

접지(KSC/IEC 60364-548) 이 2가지의 접지방식을 하나로 겸용할 수 있다.

3. KSC/IEC 60364-542(대지에 접속)

또한 뇌보호에 관한 접지설비는 KSC/IEC 60364

3.1 KSC/IEC 60364-542.1(접지설비)

의 적용이 아니므로 제외한다.

접지설비와 보호도체가 구비해야 할 기본적 조건

접지계통은 접지설비, 보호도체와 기타 설비로 구

은 다음과 같이 규정돼 있다.

성돼 있으며 이 관계를 대략적으로 나타내면 그림

1) 접지설비와 보호도체를 구성하는 재료는 접지

1과 같다. 6

전력기술인 2003. 9

장소의 환경(부식성 분위기, 토양의 특성, 외부

전기사업법시행규칙중개정령

기계력, 전자기력 등)에 의해 부식・열화하지 않을 것.

와 동일하다. 2) 토양에 매입하는 경우는 부식과 기계적 외력의

2) KSC/IEC 60364-413(간접접촉방식)에서 규

영향을 고려해 사용하는 금속재료별로 그 단면

정된 접지 저항값과 전기설비의 기계적 요구에

적을 지정한다(KSC/IEC 60364-54 표 54A

따라 정해진 접지 저항값을 만족할 것.

참조).

3) 1년 동안 이 접지 저항값이 변동하지 않을 것.

이 값은 규약값이므로 부식이 두드러진 곳에서

단, 수면의 변동이나 습기・동결・건조 등 변동

는 이 값을 크게 구하며 당연히 정기적인 감시

이 예상되는 경우는 그 최대값이 위에서 지정한

가 필요하다.

값 이하일 것.

접지선과 접지극의 접속은 견고하고 전기적 연

4) 지락고장 발생시 지락전류가 주변의 설비에 영

속성을 유지할 것(전기적 연속성이란 접속점의

향을 미치지 않고 안전하게 흘려보낼 수 있을

저항값을 보호도체의 저항값과 같은 정도의 값

것.

으로 유지하는 것)과 또한 부식・전식에 충분

5) 부식에 관한 예방조치를 강구할 것.

히 견딜 수 있어야 한다.

6) 부식・전식 방지가 곤란한 경우는 정기적으로 계측해 개보수하는 방법으로 대처할 것.

3.4 KSC/IEC 60364-542.4(주접지 단자 또는 바) 1) 주접지 단자는 다음의 각종 도체와 접지선을 접

3.2 KSC/IEC 60364-542.2(접지극) 1) 접지극은 지락전류를 안전하게 땅속에 발산하 기 위해 땅속에 매입한 금속체를 말한다. 따라 서 접지극과 토양의 접촉 저항값이 장기적이고 안정적으로 충분히 낮을 필요가 있다.

속하기 위해 필요하다. ・접지선・보호도체・주요 등전위본딩 2) 주접지 단자의 필요성은 이 접속점에서 위의 각 도체를 동일한 전위로 하기 위해서이다. 3) 접지선은 접지저항을 측정하기 위해 분리장치

2) 금속제 수도관, 케이블의 납 외장 또는 기타 금

가 필요하다. 따라서 접속부에는 기계적 강도의

속제 피복은 접지극이 될 수 있지만 소유자의

확보와 전기적 연속성이 요구된다. 이 접속부는

허가가 필요한 것과 그 설비의 변경・개보수가

주접지 단자와 겸용이 가능하다.

이루어지는 점을 고려하면 전기설비 관리자가 모르는 사이에 단선되는 경우도 있을 수 있으므 로 바람직하지 않다. 3) 가연성유체, 부식성유체용 금속제 배관은 접지 극으로 하지 말아야 한다.

4. KSC/IEC 60364-543(보호도체 : PE) 그림 1과 같이 주접지 단자 이후를 보호도체라고 한다. 그 필요성은 KSC/IEC 60364-312.2 (접지 계통의 종류)를 참조한다.

4) 접지저항값 접지저항값은 계산식을 이용해 구하거나 실제 로 측정하면 된다. 접지 저항값은 토양조건에 크

4.1 KSC/IEC 60364-543.1(보호도체(접지선 포함) 의 최소단면적)

게 의존한다. 따라서 몇 개소에서 접지극을 매입

보호도체의 최소단면적 산출은 계산식을 이용하

하는 것이 바람직하다.

거나 표 III. 6-4-1을 이용해 선정한다. 즉 표에서

5) 접지극의 매입 깊이는 앞에서 설명한 구비조건

의 선정값 체크를 계산식으로 확인할 필요가 없다.

을 만족하면 되므로 특별히 지정하지 않는다.

1) 계산식을 이용해 최소단면적을 산출하는 경우

3.3 KSC/IEC 60364-542.3(접지선) 1) 접지선의 최소 단면적은 기본적으로 보호도체

보호도체의 단면적은 산출값 이상의 값을 이용 해야 한다. 7

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KSC/IEC 60364 제 5부 (접지설비 및 보호도체) 주요내용

S =√ I t /k (0≦t≦5.0) 2

여기서, S : 단면적 [mm2] I : 단락상태와 같은 상태에서의 지락에 의해 보호장치에 흐르는 고장전류 즉 예상되는 최대 지락전류 (교류 실효값

설비 상도체의2 단면적 S [mm ]

보호도체의 최소단면적 SP [mm2]

S ≦16 16〈S≦35 S〉35

S 16 S/2

주) 단, 이 표를 사용하는 경우는 상도체(충전용 도체: 전압이 걸 려 있는 도체, 즉, L1, L2, L3)와 동일한 도전율을 가진 보호 도체로 한정된다.

: [A])

표 1 KSC/IEC 60364-54의

t : 차단장치의 동작시간 [초]

54F(보호도체의 최소단면적) 3) 계산과표 표에서 일치하지 않는 경우

k : 보호도체, 절연과 기타 부분의 재료, 초기

4) 산출된 값이 표준 사이즈에 일치하지 않는 경우

온도와 최종온도로 결정되는 계수 k의 산

는 바로 상위의 표준규격 단면적의 도체를 사용

출식은 60364-54 부록 A에 나타나 있

할 것.

다.

즉, 보호도체가 전원 케이블의 일부 또는 케이블

계산식에서 절연물과 직접 관계하는 요인

엔클로저로 구성돼 있지 않은 경우는 최소 단면

은 없지만 절연물의 종류에 따라 그 허용온

적을 다음 값 이상으로 규정한다.

도(장시간, 단시간)가 그 재질에 따라 정해

① 기계적 보호가 있는 경우: 2.5[mm2] 이상

져 있으므로 허용온도로써 k와 관계한다.

② 기계적 보호가 없는 경우: 4.0[mm2] 이상

60364- 표 54B~E에 각 조건하에서의 k 값이 4.2 KSC/IEC 60364-543.2(보호도체의 종류)

나타나 있다. 즉, 위 식을 변형하면 다음 식이 된다. S k =I t 2 2

2

1) 보호도체가 될 수 있는 것으로는 다음과 같은 것이 해당된다.

우변은 보호도체 단위 길이당 차단기의 동

① 다심케이블의 도체

작시간 t초 이내에 발생하는 열에 해당되며

② 충전용 도체와 공통적인 엔클로저에 수납된

좌변은 보호도체와 그 절연물의 열용량에 해당되는 것으로 해석할 수 있다. 즉 위 식을 적용할 때 다음 사항을 고려할 필 요가 있다. ① 위 계산식에서 산출된 단면적은 고장 루 프임피던스에 관한 조건에 적합할 것 ② 폭발성 분위기의 설비에 대한 온도한계 (다른 규격 IEC 60079-8 참조) ③ 접속부에 대한 최대허용온도를 고려할 것 2) 보호도체의 단면적을 표에서 선정하는 경우

절연도체 또는 나도체 ③ 고정배선된 나도체 또는 절연도체 ④ 금속제 커버, 예를 들어 일종의 케이블・시 스, 스크린과 외장 ⑤ 금속제 전선관 또는 전선의 엔클로저 ⑥ 일정한 계통외 도전성 부분 2) 금속제 폐쇄배전반 또는 그 프레임, 일정한 케 이블(예: MI 케이블), 일정한 금속제 전선관과 전기용 덕트 등의 금속제 엔클로저, 계통외 도 전성 부분은 다음 조건하에 보호도체가 될 수 있다. 도전율은 최소단면적 산출의 항에서 요구

표 1를 사용하여 보호도체의 최소단면적은 선

하는 값일 것.

정할 수 있다.

① 기계적 강도, 부식에 대한 보호, 전기적 연속 성 확보 ② 견고한 접속이 가능할 것. ③ 해당 도전성 부분이 차단되지 않을 것.

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전기사업법시행규칙중개정령

④ 전기설비의 노출도전성 부분을 다른 기기의 보호도체 일부로 사용하지 않을 것. ⑤ KSC/IEC 60364-54 부속서 A의 계산식에 서 요구하는 도전율을 갖고 있을 것. 3) 계통외 도전성 부분은 PEN 도체로 사용하지

5.1 KSC/IEC 60364-544.1(과전류 보호장치와 함께 사용하는 보호도체 ) 보호도체는 감전방지와 과전류 보호장치의 확실 한 동작을 확보하기 위해 가능하면 충전용 도체와 접근해서 부설해야 한다.

말아야 한다. 또한 가스관은 보호도체로 사용할 수 없다.

5.2 KSC/IEC 60364-544.2(고장전압 동작형 지락보 호장치(전압동작형 누전차단기)에 대한 접지와

4.3 KSC/IEC 60364-543.3( 보호도체의 전기적 연 속성 유지)

보호도체) 1) 전압동작형 지락보호장치와 관계하는 접지극

보호도체의 전기적 연속성이란 갑자기 발생하는

은 일반적인 보호접지설비와 따로 설치해야 한

지락전류를 항상 안정적으로 흘려보내는 것이다.

다(보조접지극 필요). 이것은 일반적인 보호접

이를 위해 전기적으로 필요한 사항은 다음과 같다.

지 설비의 주접지 단자에 접속한 경우 전압동작

1) 보호도체의 부식, 열화 방지대책.

형 보호장치와 관계하는 전기설비 이외의 전기

보호도체의 부식에 의한 도체 저항값 증가나 단

설비에 고장이 발생했을 때 발생한 대지전압이

선을 방지할 것.

해당 보호장치의 전위를 상승시켜 오동작을 일

2) 접속부는 견고하고 전기적 연속성을 확보할 수

으킬 우려가 있기 때문이다. 주접지극과 보조접

있을 것.

지극 사이의 거리는 서로 영향이 미치지 않는

접속부에서의 접속성 확보와 부식 열화를 방지

거리이어야 한다.

할 것. 3) 보호도체에대한개폐기삽입을원칙적으로금지.

2) 누전차단기가 필요한 전기설비는 습기, 물기가 많은 곳에 설치되는 설비이기 때문에 안전상 이

예외사항으로서 시험・검사시에 해체할 수 있을

와 같은 오동작은 허용할 수 없다. 따라서 상호

것.

간의 보호도체, 접지극은 분리, 절연돼 있어야

4) 접지도통의 전기적 감시를 하는 경우 동작코일

한다.

삽입금지. 목적 이외의 사용과 임피던스 증가에 의한 지락

6. KSC/IEC 60364-545(기능목적의접지설비)

전류 유출억제로 인해 지락검출감도를 줄이기

최신 빌딩에는 정보・통신기기와 의료기기가 도

위해 삽입을 금지할 필요가 있다.

입되고 있다. 이들 기기・장치는 일반적으로 전자

5) 전기기기의 노출도전성 부분을 다른 기기의 보 호도체로 하는 것은 원칙적으로 금지.

기기이므로 노이즈에 약하다. 이들 기기의 정상동작을 확보하려면 전원, 기타의 것에서 침입하는 노이즈 배제가 중요하다. 따라서

5. KSC/IEC 60364-544(보호접지설비) 감전으로부터의 보호, 기기의 파손방지를 위해 접

기능목적의 접지설비를 보호접지설비와 따로 설 치하는 경우가 있다.

지계통의 보호수단에 대해서는 KSC/IEC 60364312.2(접지계통의 종류)와 KSC/IEC 603644163(간접접촉방식)을 참조할 것.

7. KSC/IEC 60364-546(보호와 기능목적 겸 용 접지설비)

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KSC/IEC 60364 제 5부 (접지설비 및 보호도체) 주요내용

7.1 KSC/IEC 60364-546.1(일반사항)

완화한다.

보호와 기능목적을 겸용하는 접지설비인 경우는 안전우선 입장에서 보호수단의 요구사항이 우선 시된다.

8.3 금속제 수도관을 접지극 또는 보호도체로 사용 할 때는 양수기가 전기적 연속성이 보증돼 있지 않으므로 양수기의 양쪽 끝을 전기적으로 접속

7.2 KSC/IEC 60354-546.2(PEN 도체 )

할 필요가 있다.

1) TN 계통에서는 누전차단기로 보호되지 않는 경우 단일도체를 보호도체 및 중성선 겸용으로 사용할 수 있다. 2) TN 계통의 PEN 도체에 대해서는 도체 단면적 의 최소단면적에 제한이 있다. 이것은 도체저항에 의한 전압강하가 기기・장 치에 영향을 미쳐 오동작하는 것을 방지하는 관 점에서 허용한계가 정해졌다. 3) 높은 전압선과 PEN 도체 사이의 부유용량에 의한 미주 전류 증가를 방지하기 위해 PEN 도 체와 높은 전압선을 절연 이격해야 한다. 4) 중성선과 보호도체를 개별적인 도체로 배선하 는 경우 분리 이후 접속하지 말아야 한다는 것 은 여기에서 루프가 생겨 전자도체, 정전유도에 의한 순환전류가 흐르는 것에 의한 기기 오동작 발생을 방지하기 위해서이다.

8. KSC/IEC 60364-547(등전위본딩용) 등전위본딩의 목적은 고장전류 발생시 노출도전 성 부분간에 접촉전압 발생을 방지하는 것이다.

1) 전화 2) 주택 및 건물의 전자시스템 3) 국부수평 등전위본등시스템 PE : 교류전력공급계통의 보호도체

8.1 KSC/IEC 60364-547.1(최소단면적) 1) 노출도전성 부분간에는 큰 고장전류가 흐른다 고 생각하지 않는다. 따라서 주요 등전위본딩용 도체는 설비 보호도체 최대단면적의 1/2 이상

<끝> 그림 2 KSC/IEC60364-5-54에 의한 건물접지시 스템 (다른규격 : IEC 61000-2-5, KSC/IEC 61024)

이면 괜찮은 것으로 한다. 2) 보조 등전위본딩용 도체의 단면적에 대해서는 거기에서 사용하는 작은 쪽 보호도체의 단면적 이상이면 괜찮은 것으로 한다. 8.2 노출도전성 부분과 계통외 도전성 부분을 접속 하는 보조 등전위본딩용 도체의 단면적은 거기 에서 사용하는 보호도체 단면적의 1/2 이상으로 10

전력기술인 2003. 9

[전기화재 원인과 발생] 연재중 일부내용은 [전기 화재공학(최충석외5인저, 동화기술 간, 2000년)] 의 내용을 무단인용 하였음을 알려드리오며, 이로 인하여 저자와 출판사에 심려를 끼쳐드림에 대해 깊은 사과의 말씀을 드립니다 . 연재자 김미승 올림