개념 한 쪽
낙뢰가 전선로를 타고 침입하면 이상전압이 설비를 파괴한다. 피뢰기는 이 이상전압을 대지로 방전시켜 기기를 보호하는 장치다. 피뢰기는 낙뢰가 침투하는 경로, 즉 인입구와 접속점에 설치한다. 피뢰기가 제 구실을 하려면 방전 전류가 대지로 잘 빠져나가야 하므로 접지공사의 종별과 저항 기준이 함께 묶인다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「내부피뢰시스템」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 접지 종류 고르기 | 2 | 굴뚝 접촉 우려 시 케이블 대신 허용되는 접지공사와 항공장애등 외함의 접지공사 종류 고르기 |
| 규격 수치 고르기 | 1 | 제1종 접지공사 접지선으로 쓸 수 있는 연동선의 지름 기준 수치 고르기 |
가장 자주 묻는 것은 접지 종류 고르기입니다.
피뢰기는 낙뢰 같은 이상전압이 전선을 타고 들어올 때 그 에너지를 대지로 흘려보내 설비를 보호하는 장치다. 기술기준은 피뢰기의 설치 장소를 정하는데, 발·변전소의 가공전선 인입·인출구, 가공전선로와 지중전선로가 접속하는 곳, 가공전선로에 접속한 특고압 배전용 변압기의 고압측·특고압측, 특고압 가공전선로로부터 공급받는 수용장소의 인입구가 그것이다. 가공·지중 전선로가 서로 접속하지 않는 곳은 낙뢰 서지가 넘어갈 경로가 없으므로 피뢰기를 설치할 이유가 없다.
피뢰기는 방전할 때 순간적으로 매우 큰 전류가 흐른다. 그래서 접지 저항이 낮아야 제 구실을 하는데, 고압·특고압 전로에서 쓰이는 피뢰기 접지공사는 제1종 접지공사(접지저항 10Ω 이하)를 적용한다. 특고압 가공전선로로부터 공급받는 수용장소 인입구의 피뢰기도 낙뢰 서지를 확실히 대지로 방전시켜야 하므로 제1종 접지공사로 시설한다. 접지가 불량하면 방전 전류가 대지로 빠지지 못해 피뢰기가 보호 기능을 잃는다.
다른 접지 종별과 용도를 구분해 둔다. 제2종 접지공사는 특고압과 저압을 결합하는 변압기의 저압측 중성점(1단자 접지)에 쓴다. 이때 특고압이 결합한 변압기는 1선 지락전류가 커서 접지저항을 10Ω 이하로 엄격하게 규정한다. 제3종(100Ω 이하)과 특별 제3종은 저압 기기의 철대·외함 접지용이라 피뢰기에는 맞지 않는다. 참고로 규정 개정 뒤에는 피뢰기 접지를 특별 제3종 접지공사로도 시설할 수 있게 되었다.
접지공사에는 피뢰기 외에도 세부 규정이 붙는다. 제2종 접지공사를 토지 사정으로 매설하기 어려워 가공 접지선으로 시설할 때는 동선의 경우 지름 4mm 이상의 연동선을 써야 한다. 금속체 수도관을 접지극으로 쓸 때는 접지저항 3Ω 이하로 제한한다. 또 접지 시행이 곤란한 경우, 금속체와 대지 사이의 전기저항을 실측해 100Ω 이하이면 제3종 접지공사를 한 것으로 간주하는 특례가 있다. 다심 코드·다심 캡타이어케이블에서 일심 이외의 가요성 연동연선으로 제3종 접지공사를 할 때는 접지선 단면적 1.5mm² 이상이 필요하다.
피뢰기 접지 문제는 '설비 → 접지 종별' 대응으로 푼다. 고압·특고압 전로의 피뢰기와 특고압 가공전선 인입구의 피뢰기는 모두 제1종 접지공사(10Ω 이하)다. 제2종은 변압기 중성선 접지용, 제3종·특별 제3종은 저압 기기 외함용이므로 피뢰기에는 맞지 않는다. 특고압-저압 결합 변압기의 저압측 1단자 접지는 제2종이고, 특고압 결합 조건에서 접지저항은 10Ω 이하로 낮춘다(일반 제2종 기준값인 100Ω과 구분한다).
가공 접지선의 최소 굵기 문제는 '가공 접지선 + 동선 = 지름 4mm 이상의 연동선' 하나로 해결한다. 3.2mm처럼 가는 선은 기준에 미달한다. 설치 장소 문제는 부정어 하나를 바꾼 선지를 노리는데, 가공·지중 전선로가 '접속하지 않는' 곳은 설치가 필요 없는 곳이다.
저압 가공전선과 굴뚝 등의 금속제 부분이 굴뚝 등의 도괴에 의하여 접촉할 우려가 있을 경우에는 전선으로 케이블을 사용하여야 한다. 그러나 굴뚝 등에 제 몇 종 접지공사를 시행하면 그러하지 않아도 되는가?
정답 ③ · 전기설비기술기준에 따르면 저압 가공전선이 굴뚝 등의 도괴로 인해 접촉할 우려가 있는 경우에는 케이블을 사용해야 합니다. 다만, 굴뚝 등에 제3종 접지공사를 시행한 경우에는 케이블을 사용하지 않아도 되는 예외가 인정됩니다.
굴뚝 도괴로 저압 가공전선과 접촉할 우려가 있으면 케이블 사용이 원칙이나, 제3종 접지공사를 시행하면 예외가 된다.
특별고압 전선로의 철탑의 가장 높은 곳에 220V용 항공 장애등을 설치하였다. 이 등기구의 금속제 외함은 몇 종접지공사를 하여야 하는가?
정답 ① · 특별고압 전선로의 철탑 등과 같은 지지물에 시설하는 저압 전기기구의 금속제 외함 및 철대에 대하여는 제1종 접지공사를 하여야 합니다. 문제에서 특별고압 전선로의 철탑에 220V용 항공장애등(저압 기구)을 설치하였으므로, 해당 등기구의 금속제 외함은 고압측 사고 시 저압 회로로의 이상 전압 침입을 방지하기 위해 가장 엄격한 제1종 접지공사를 시행해야 합니다.
특별고압 전선로 지지물(철탑)에 시설한 저압 기기의 금속 외함은 제1종 접지공사를 한다.
제1종 접지공사의 접지선은 인장강도 1.04[kN] 이상의 금속선 또는 지름이 몇 [㎜] 이상의 연동선이어야 하는가?
정답 ③ · 문항은 제1종 접지공사에서 접지선이 만족해야 할 연동선 지름을 묻고 있다. 제1종 접지공사의 기준에 따르면 접지선은 인장강도 1.04 kN 이상인 금속선이거나 연동선의 경우 지름이 2.6 mm 이상이어야 한다.
제1종 접지공사 접지선은 인장강도 1.04kN 이상 금속선 또는 지름 2.6mm 이상 연동선이다.
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