개념 한 쪽
낙뢰가 전선로를 타고 침입하면 이상전압이 기기를 파괴한다. 이를 막는 장치가 피뢰기이고, 어디에 설치하며 어떤 접지공사를 하는지가 규정에 정해져 있다. 접지 종별은 접지 대상과 위험도에 따라 나뉜다.
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출제기준 단원 「외부피뢰시스템」의 공개 문제 2개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 지중전선 금속부 접지 종별 | 1 | 방호장치 금속부·금속체 피복의 접지 종 판별 |
| 굴뚝 접촉 우려 예외 조건 | 1 | 케이블 사용을 면제받을 접지 종별 가리기 |
피뢰기는 낙뢰 같은 이상전압이 전선을 타고 침투할 때 그 에너지를 대지로 방전시켜 기기를 보호하는 장치다. 설치 장소는 낙뢰가 침입하는 경로인 인입구·접속점이며, 기술기준은 발·변전소의 가공전선 인입·인출구, 가공전선로와 지중전선로가 접속하는 곳, 가공전선로에 접속한 특고압 배전용 변압기의 고압측·특고압측, 특고압 가공전선로로부터 공급받는 수용장소의 인입구를 설치 장소로 정한다. 가공전선로와 지중전선로가 접속하지 않는 곳에는 낙뢰 서지가 넘어갈 경로가 없으므로 피뢰기를 설치할 이유가 없다.
고압·특고압 전로의 피뢰기 접지공사는 제1종 접지공사(접지저항 10Ω 이하)를 적용한다. 방전 때는 순간적으로 큰 전류가 흐르므로 접지저항이 낮아야 방전이 확실하게 이루어진다. 특고압 가공전선로로부터 공급받는 수용장소의 인입구 피뢰기도 같은 이유로 제1종 접지공사를 시설한다.
접지 종별은 용도가 나뉜다. 제1종은 고압·특별고압용 기기의 철제 외함·철대와 변압기의 안정권선·유휴권선·전압조정기 내장권선처럼 이상전압 보호가 특히 필요한 대상에 쓰인다. 제2종은 특고압을 저압으로 바꾸는 변압기의 2차측 중성점 접지용이고, 제3종(접지저항 100Ω 이하)과 특별 제3종(10Ω 이하)은 저압 기기의 금속 외함·철대 접지용이다. 지중전선로에서 관·암거 등 방호장치의 금속제 부분이나 지중 케이블의 금속 피복도 제3종 접지공사로 접지한다.
접지극을 따로 설치하기 어려울 때는 금속제 수도관로나 건물의 철골을 접지극으로 쓸 수 있다. 수도관로는 대지와의 저항이 3Ω 이하면 접지극으로 쓸 수 있고, 접지선과 수도관의 접속부를 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 두면 방호장치를 설치해야 한다. 접속부를 수도계량기로부터 수용가 쪽에 설치할 때는 계량기를 사이에 둔 양쪽 관을 전기적으로 확실히 연결한다. 건물 철골은 대지 저항 3Ω 이하를 유지하면 경우에 따라 제1종·제2종뿐 아니라 제3종·특별 제3종 접지공사의 접지극으로도 쓸 수 있다.
중성점 접지의 목적은 안전과 사고 보호에 있다. 낙뢰나 회로 사고로 생기는 고전압의 침입을 막고, 지락 등 이상이 생겼을 때 중성점 전위가 치솟는 것을 억제하며, 지락전류가 확실하게 흐르도록 해 보호계전장치가 확실히 동작하게 한다. 부하 전류의 경감으로 전선을 절약하는 것은 3상 4선식의 경제적 효과일 뿐 접지의 목적이 아니다.
저압 가공전선이 도괴될 우려가 있는 굴뚝 등의 금속제 부분과 접촉할 우려가 있으면 원칙적으로 케이블을 사용해야 한다. 그러나 굴뚝 등에 제3종 접지공사(접지저항 100Ω 이하)를 시행하면 접촉해도 전류가 대지로 흘러나가 위험이 줄므로 케이블을 쓰지 않아도 되는 예외가 인정된다.
특별고압 전선로의 철탑 가장 높은 곳에 시설한 220V용 항공장애등의 금속제 외함은 제1종 접지공사를 한다. 저압 기기라도 특별고압 지지물에 설치되면 고전압이 넘어올 위험이 있어 접지저항 10Ω 이하의 제1종으로 방호한다.
시험에서는 부정어를 바꾼 선지('접속하지 않는 곳'에 설치)와 종별을 뒤바꾼 선지(피뢰기에 제2종·제3종 적용)가 함정으로 나온다. '피뢰기 = 제1종, 10Ω 이하', '접속하는 곳에만 설치'를 기준으로 가린다.
지중전선로에서 관, 암거, 기타 지중전선을 넣은 방호장치의 금속제 부분 또는 지중전선의 금속체 피복의 접지는 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가? (단, 방호장치의 금속제 부분에는 케이블을 지지하는 금구류를 제외한다.)
정답 ③ · 문제는 지중전선의 방호장치 금속부분이나 금속체 피복의 접지 종류를 묻고 있다. 지중전선의 관·암거 등 방호 금속부와 금속체 피복은 사람이나 설비의 접촉 위험을 방지하기 위한 접지여서 제3종 접지공사로 규정되며 목표 접지저항은 10Ω 이하로 한다.
지중전선의 방호장치 금속부·금속체 피복 접지는 제3종 접지공사(10Ω 이하)를 한다.
전압조정기의 내장권선을 이상전압으로부터 보호하기 위하여 특히 필요한 경우에는 그 권선에 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?
정답 ① · 문제는 전압조정기 내장권선을 이상전압으로부터 보호할 때 실시해야 할 접지공사 종류를 묻고 있다. 이상전압 보호를 위해서는 가능한 한 낮은 접지저항을 확보해야 하므로 접지저항이 가장 낮은 제1종 접지공사를 적용해야 한다.
전압조정기의 내장권선을 이상전압으로부터 보호하기 위해 특히 필요한 경우 제1종 접지공사를 하여야 한다.
고압 및 특고압 전로 중 피뢰기를 설치하지 않아도 되는 곳은?
정답 ② · 문제는 고압·특고압 전로 중 피뢰기 설치 의무가 없는 장소를 묻고 있다. 피뢰기는 전선의 접속점이나 인입구 등 낙뢰 침입 위험이 있는 접속부에 설치하도록 규정되어 있으므로 가공전선로와 지중전선로가 접속하지 않는 곳에는 설치할 필요가 없다.
피뢰기는 낙뢰가 침입하는 인입구·접속점에 설치하며, 가공·지중 전선로가 접속하지 않는 곳은 설치가 필요 없다.
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