접지 방식이란 무엇인가?
전력 배전 시스템은 지중 케이블 또는 가공 배전망을 통해 발전소에서 수용가로 전기를 공급합니다. 배전 시스템은 전선 수에 따라 단상 2선식, 단상 3선식, 3상 3선식, 3상 4선식 등으로 구분됩니다.
이 글에서는 접지 방식의 유형을 살펴봅니다. 전력 배전 시스템은 대지와 전기적으로 어떻게 연결되는지에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
A) 접지된 전력 배전 시스템
이 시스템에서는 배전 시스템의 한 지점, 일반적으로 중성점이 대지에 직접 연결됩니다. 즉, 그 경로에 임피던스가 거의 없는 상태로 접지됩니다. 만약 시스템의 중성점이 아니라 한 상이 대지에 연결된 경우, 어느 한 상에서 지락 고장이 발생하면 다른 상의 대지 기준 전압은 선간전압과 같아집니다.
B) 비접지 전력 배전 시스템
비접지 배전 시스템에서는 시스템의 어느 지점도 대지에 직접 접지되지 않거나, 일반적으로 중성점이 지락 전류를 제한하는 임피던스를 통해 대지에 연결됩니다. 비접지 시스템에서 한 상이 지락되면, 다른 상의 대지 기준 전압은 선간전압과 같아집니다.
접지 시스템의 도체 유형
중성선 도체(N)
중성선 도체는 시스템의 중성점, 즉 0점에 연결된 도체입니다. 이 지점은 일반적으로 변압기 또는 발전기 권선의 중성점입니다. 중성선 도체는 전력 전달에 참여할 수 있습니다. 이 경우 시스템에는 선간전압 외의 전압도 존재하게 됩니다. 특수한 조건에서는 중성선과 접지를 하나로 통합할 수 있으며, 이를 TN-C 시스템이라고 합니다.
PEN 도체
PEN 도체는 보호 접지와 중성선의 기능을 동시에 수행하는 도체입니다.
보호 접지 도체(PE)
보호 접지 도체는 충전부로 인해 발생할 수 있는 감전 위험을 방지하기 위해 설치되는 도체입니다. 이 도체는 다음 지점 중 하나에 연결될 수 있습니다.
- 접지극
- 주 접지 단자
- 접근 가능한 도전성 물체
- 전원 측 접지점 및/또는 인공 중성점
- 의도치 않게 접촉될 수 있는 도전성 물체
표 1 — N, PE, PEN 도체 비교
| 도체 | 전체 명칭 | 주요 기능 | 색상(IEC) | 참고 사항 |
|---|---|---|---|---|
| N | 중성선 | 귀환 전류 운반 | 청색 | 전력 전달용, 보호용 단독 사용 금지 |
| PE | 보호 접지 | 노출 금속부 접지 보호 | 녹색-황색 | 정상 시 무전류, 전용 단자 필요 |
| PEN | N·PE 통합 도체 | N-PE 기능 통합 | 녹황색+청색 | TN-C 전용, 최소 Cu 10mm² / Al 16mm², RCD 불가 |
접지 시스템 표기 문자의 의미
일반적으로 배전 시스템의 접지 방식과 수용가 전기 설비의 접지 방식을 나타내기 위해 두 개 이상의 라틴 문자를 사용합니다. 첫 번째 문자는 배전 전력 시스템이 어떻게 접지되는지를 나타내고, 두 번째 문자는 수용가 전기 설비가 어떻게 접지되는지를 나타냅니다. 그 외 문자는 TN 시스템에서 보호 도체와 중성선이 통합되어 있는지 또는 분리되어 있는지를 나타냅니다. 일반적인 시스템은 TT, TN, IT입니다.
표 2 — 접지 시스템 표기 문자 의미 (IEC 60364)
| 위치 | 문자 | 의미 |
|---|---|---|
| 첫 번째 문자 (전력 시스템 접지) |
T | 전원 측의 한 지점이 대지에 직접 연결됨(Terra) |
| 첫 번째 문자 (전력 시스템 접지) |
I | 모든 충전부가 대지와 절연되어 있거나, 한 지점이 높은 임피던스를 통해 대지에 연결됨(Isolé) |
| 두 번째 문자 (설비 접지) |
T | 노출 도전부가 전원 측 접지와 독립적으로 대지에 직접 전기적으로 연결됨 |
| 두 번째 문자 (설비 접지) |
N | 노출 도전부가 전력 시스템의 접지된 지점에 연결됨(Neutre) |
| 세 번째 문자 (TN 시스템에만 적용) |
S | 보호 기능과 중성선 기능이 별도 도체로 제공됨(Séparé) |
| 세 번째 문자 (TN 시스템에만 적용) |
C | 보호 기능과 중성선 기능이 하나의 PEN 도체로 통합됨(Combiné) |
| 세 번째 문자 (TN 시스템에만 적용) |
C-S | 전원 측에서는 PEN으로 통합되어 있다가, 분리 지점 이후 PE와 N으로 분리됨 |
접지 시스템에서 보호 도체의 역할
TT, TN, IT 시스템에는 보호 도체(PE)가 있습니다. 이러한 시스템에서는 고장 시 전압이 걸릴 수 있는 수용가 전기 장비의 접근 가능한 노출 금속부가 보호 도체에 확실하게 연결됩니다. 수용가 장비에는 보호 도체를 연결하기 위한 전용 단자가 마련되어 있습니다.
구리 도체 기준 16mm² 이하의 보호 도체 단면적은 상 도체 단면적과 동일하게 선정합니다. 보호 도체도 상 도체와 마찬가지로 보호하고 주의 깊게 설치해야 합니다. 여러 개의 별도 회로에 하나의 보호 도체를 공용으로 사용할 수도 있습니다. 이 경우 보호 도체의 단면적은 해당 회로들 중 가장 큰 상 도체 단면적과 동일하게 선정합니다.
수용가 전기 장비의 외함이나 금속 구조물 일부도 신뢰성 있는 전기적 연결이 확보되는 경우 보호 도체로 사용할 수 있습니다. 그러나 금속 수도 배관은 절연 피팅이 사용될 수 있으므로 보호 도체로 사용하는 것은 신뢰할 수 없으며 허용되지 않습니다. 또한 가스 배관과 난방용 라디에이터 배관도 보호 도체로 사용할 수 없습니다.
고정 배선 및 이동식 배선에서 녹색-황색 도체는 보호 도체 전용으로 사용됩니다. 각 건물에는 다음 도체들을 본딩하기 위한 주 등전위 본딩 도체를 설치해야 합니다.
- 보호 도체(PE) 또는 보호 중성선
- 인입 수도관
- 인입 가스관
- 난방 공급 배관 및 HVAC
- 건물 철골 구조물 및 가능한 경우 기타 금속 배관
등전위 본딩 도체의 단면적은 보호 도체 단면적의 절반 이상이어야 하며, 최소 6mm² 이상이어야 합니다. 구리 도체의 경우 등전위 본딩 도체 단면적은 20mm²를 초과할 필요는 없습니다.
표 3 — 보호 도체(PE)의 최소 단면적 (구리 도체 기준)
| 상 도체 단면적(mm²) | 최소 PE 단면적(mm²) | 적용 기준 |
|---|---|---|
| ≤ 16 | 상 도체와 동일 | PE = Sphase |
| 16 | 16 | PE = Sphase |
| 25 | 16 | PE = Sphase / 2 |
| 35 | 16 | PE = Sphase / 2 |
| 50 | 25 | PE = Sphase / 2 |
| 70 | 35 | PE = Sphase / 2 |
| 95 | 50 | PE = Sphase / 2 |
| 120 | 70 | PE = Sphase / 2 |
참고: 여러 회로가 하나의 PE를 공유하는 경우, 해당 회로 중 가장 큰 상 도체 단면적을 기준으로 선정합니다. 등전위 본딩 도체는 PE 단면적의 1/2로 선정하되 최소 6mm² 이상이어야 하며, 구리 도체 기준 최대 20mm²이면 충분합니다.
접지 시스템의 보호 장치
TT, TN, IT 시스템에서 일반적으로 사용되는 보호 장치는 다음과 같습니다.
- 과전류 보호 장치: 퓨즈, 배선용 차단기(MCB), 자동 차단기 등이 포함됩니다. 여기에는 정격 전류(IN)와 동작 전류(Ia)가 적용됩니다.
- 누전 보호 장치(RCD): 지락 전류를 감지하도록 설계된 장치입니다. 잔류 전류 릴레이는 교류 전류와 정현파 정류 교류 전류에 사용됩니다. 단, RCD는 단락 보호용 장치가 아니므로 단락 보호를 위해서는 별도의 적절한 보호 장치를 설치해야 합니다. 잔류 전류 릴레이와 자동 차단기(MCB)를 결합한 장치도 있으며, 이 장치는 감전, 단락, 과부하에 대한 보호를 함께 제공합니다.
- 절연 감시장치: IT 시스템에서 배전 도체와 대지 사이의 절연 상태를 감시하는 장치입니다. 선 도체와 대지 사이의 절연 저항이 일정 값 이하로 떨어지면, 청각 또는 시각 경보를 발생시킵니다.
이러한 보호 장치의 정격 선정과 협조 기준은 한국산업안전보건공단 자료에서도 확인할 수 있습니다.
표 4 — 접지 시스템별 허용 및 요구 보호 장치
| 보호 장치 | TN-S | TN-C | TN-C-S | TT | IT |
|---|---|---|---|---|---|
| 과전류 보호 장치(퓨즈/MCB) | 필수 | 필수 | 필수 | 필수 | 필수 |
| RCD(누전 차단기) | 허용 | 허용되지 않음 | 분리 지점 이후 허용 | 권장 | 허용 |
| 절연 감시장치 | 사용하지 않음 | 사용하지 않음 | 사용하지 않음 | 사용하지 않음 | 필수 |
| RCD+MCB 복합 장치(RCBO) | 허용 | 허용되지 않음 | 분리 지점 이후 허용 | 허용 | 허용 |
| 단극 중성선 개폐 | 조건부 허용 | 금지 | 분리 지점 이후 허용 | 조건부 허용 | 조건부 허용 |
접촉 전압이란 무엇인가?
접촉 전압은 고장 상태에서 사람이 동시에 접촉 가능한 두 부분을 만졌을 때 인체에 가해지는 전압을 의미합니다. 국제전기기술위원회(IEC)가 여러 국가를 대상으로 조사한 결과, 정상 조건에서 실효값 50V 미만의 AC 접촉 전압은 인체에 심각한 사고를 일으킨 사례가 없는 것으로 보고되었습니다. 따라서 인체에 대한 AC 접촉 전압의 일반적인 한계값은 50V로 봅니다. 실외 동물에 대한 접촉 전압 한계값은 25V로 적용합니다. 욕실과 같은 습한 환경에서는 허용 접촉 전압을 더 낮게 적용합니다.
정의상, 발생 가능한 접촉 전압은 인체에 해로운 영향을 남기지 않도록 일정 시간 이내에 차단되어야 합니다. 예를 들어 AC 230V 접촉 전압은 약 0.05초 이내에 차단되어야 합니다. 아래 표는 접촉 전압의 최대 허용 지속 시간을 나타냅니다.
표 5 — 접촉 전압의 최대 허용 지속 시간 (IEC 60364)
| AC 실효 전압(V) | DC 전압(V) | 최대 차단 시간(s) |
|---|---|---|
| 50 | 120 | 5 |
| 75 | 140 | 1 |
| 90 | 160 | 0.5 |
| 110 | 175 | 0.2 |
| 150 | 200 | 0.1 |
| 220 | 250 | 0.05 |
| 280 | 310 | 0.03 |
참고: DC 값은 리플이 없는 전압, 예를 들어 배터리 전압에 적용됩니다. AC를 정류하여 얻은 DC의 경우에는 AC 값을 적용합니다.
TN 전력 시스템
TN 전력 시스템은 저압에서 가장 일반적으로 사용되는 보호 방식이며, 접지된 배전 시스템에 적용할 수 있습니다. 장비 외함에 위험한 접촉 전압이 발생하는 것을 방지하기 위해, 접근 가능한 도전부는 보호 도체 또는 보호 중성선을 통해 전력 배전 시스템의 접지된 지점에 연결됩니다.
전기 장비에 고장이 발생하면 해당 보호 장치가 고장 장비의 전원을 차단합니다. 이 시스템의 장점 중 하나는 상-중성선 단락이 발생했을 때 상-대지 전압이 약 절반으로 낮아진다는 점입니다. 예를 들어 220V에서 약 110V 수준으로 낮아져 감전 위험이 1/4 이하로 줄어듭니다. TN 시스템에는 여러 가지 변형 방식이 있습니다.
이 시스템에서는 에너지원, 즉 변전소 변압기 또는 발전기가 하나 이상의 지점에서 접지됩니다. 또한 설비의 접근 가능한 도전부와 외부 도전부는 접지 도체를 통해서만 전원 측의 접지 지점에 연결됩니다.
TN 전력 시스템에서 충족해야 하는 조건
배전 시스템의 한 지점, 스타 결선에서는 일반적으로 변압기 또는 발전기의 중성점이 대지에 직접 접지됩니다. 중성점이 없거나 접근할 수 없는 경우에는 한 상 도체를 접지할 수도 있습니다. 이 경우 보호 도체는 배전 시스템 전체에서 상 도체와 분리되어야 합니다.
변압기 또는 발전기에서 건물 내 배전 퓨즈까지의 도체 단면적은, 배전 시스템의 어느 지점에서든 상과 중성선이 단락될 경우 가장 가까운 과전류 보호 장치의 동작 전류(IN × 2) 이상이 흐를 수 있도록 선정해야 합니다. 또한 어떤 경우에도 배전 시스템의 전체 접지 저항은 상-대지 고장이 발생했을 때 중성점과 각 접지극 사이의 전압이 50V를 초과하지 않도록 해야 합니다. 이를 위해 일부 표준에서는 전체 접지 저항의 최대값을 2Ω, 각 접지극의 최대 접지 저항을 5Ω으로 정하기도 합니다.
수용가 전기 설비에서 충족해야 하는 조건
보호 대상이 되는 장비의 모든 접근 가능한 도전부는 직접 또는 보호 본딩 후 보호 도체 또는 보호 중성선에 연결되어야 합니다. 고장이 발생하면 과전류 보호 장치가 고장 장비의 전원을 차단합니다. 발생 가능한 접촉 전압은 배전 시스템 전압에 보호 도체 임피던스와 고장 루프 임피던스의 비율을 적용해 계산합니다. TN 시스템은 TN-S, TN-C, TN-C-S의 세 가지로 구분됩니다.
TN-C 접지 시스템
TN-C 접지 시스템에서는 중성선(N)과 보호 도체(PE)가 시스템 전체에서 동일한 도체로 사용되며, 이를 PEN 도체라고 합니다. 즉, 메인 판넬의 중성선 바에서 수용가로 공급되는 중성선 도체가 중성선과 접지의 역할을 동시에 수행합니다.
이 시스템의 주요 단점은 보호 중성선이 단선될 경우, 단상 배전 시스템에서 정상 장비의 접근 가능한 도전부와 대지 사이에 상-중성선 전압과 동일한 전압이 발생할 수 있다는 점입니다. TN-C 시스템은 고정 배선 설비에서 구리 도체 단면적이 10mm² 미만이거나 알루미늄 도체 단면적이 16mm² 미만인 경우 적합하지 않습니다. 또한 이 시스템에서는 누전 릴레이 사용이 허용되지 않습니다.
TN-C-S 접지 시스템
TN-C-S 접지 시스템에서는 시스템의 일부 구간, 일반적으로 시작 지점에서만 중성선과 접지가 통합되어 있습니다. 그 지점 이후부터는 중성선에서 다섯 번째 도체를 분기하여 수용가 장비의 외함에 별도로 연결합니다. 전원 측에서 분리 지점까지는 보호 중성선 도체인 PEN이 사용되고, 그 이후 PE와 N이 분리되는 경우 해당 시스템을 TN-C-S라고 합니다.
TN-S 접지 시스템
TN-S 접지 시스템에서는 한 지점이 대지에 직접 접지되며, 전기 설비의 도전성 물체는 보호 도체, 즉 접지 도체를 통해 그 지점에 연결됩니다. 중성선 도체와 보호 도체는 배전 시스템 전체에서 분리되어 있습니다. 메인 전기 판넬에는 중성선 바와 별도의 접지 바가 있으며, 접지극에서 오는 주 접지 도체가 이 접지 바에 연결됩니다. 이후 접지 도체는 중성선 및 상 도체와 함께 5선식 구성으로 수용가 장비까지 배선됩니다.
TN-S의 주요 장점은 보호 도체가 단선되더라도 보호 방식 자체로 인해 즉각적인 위험이 발생하지 않으며, 별도의 보호 도체가 있어 누전 차단기(RCD)와 같은 추가 보호 장치를 사용할 수 있습니다.
표 6 — TN 시스템 방식 비교: TN-S, TN-C, TN-C-S
| 항목 | TN-S | TN-C | TN-C-S |
|---|---|---|---|
| N과 PE 도체 | 전체 구간에서 분리(5선식) | 전체 구간에서 PEN으로 통합(4선식) | 전원 측 PEN 통합, 분리 지점 이후 PE+N 분리(5선식) |
| RCD 사용 가능 여부 | 가능 | 불가 | 분리 지점 이후에만 가능 |
| PE 또는 PEN 단선 시 위험 | 낮음 — PE만 단선 시 즉각적 위험 없음 | 높음 — PEN 단선 시 모든 노출 금속부에 상전압 발생 가능 | PEN 구간은 높음, 분리 지점 이후는 낮음 |
| 최소 도체 단면적(구리 기준) | PE에 대한 특별 제한 없음 | PEN은 구리 10mm² 이상 또는 알루미늄 16mm² 이상 | PEN 구간은 구리 10mm² 이상 또는 알루미늄 16mm² 이상 |
| 중성선 개폐 | 중성점 전위 0 확인 시 허용 | 금지 — PEN은 절대 차단 불가 | PEN 구간은 금지, 분리 지점 이후는 허용 |
| 화재 위험(누설 전류) | 낮음 — 절연된 중성선으로 가능성 감소 | 높음 — PEN에 표류 전류 발생 가능 | 보통 |
| 종합 평가 | 가장 안전하고 유연함 | 가장 단순하지만 제한이 가장 많음 | 가장 일반적이며 비용 효율적인 절충안 |
TT 접지 시스템
TT 접지 시스템에서는 배전 변압기의 중성점이 대지에 직접 접지되고, 전기 설비의 도전성 물체는 시스템 접지와 독립적으로 접지됩니다. 이 시스템에서는 네트워크와 설비가 서로 별도의 두 접지 연결을 가집니다. 변압기 중성점, 즉 전기적 접지는 직접 접지되며, 이 지점에서 도체를 인출해 시스템 중성선으로 사용합니다.
장비의 기본 절연이 손상되어 전기 장비의 접근 가능한 도전부에 전압이 걸리면, 보호 장치가 동작하여 고장 장비의 전원을 차단합니다. TT 시스템에서는 과전류 보호 장치와 누전 릴레이를 사용할 수 있습니다. 누전 릴레이가 적용된 TT 시스템은 일반적으로 전체 접지 저항값이 낮아 TN 시스템을 사용할 수 없는 곳에서 사용됩니다.
IT 접지 시스템
IT 접지 시스템에서는 중성선 도체와 대지 사이에 직접적인 연결이 없지만, 전기 설비의 도전성 물체는 보호 도체를 통해 대지에 연결됩니다. 변압기 중성점은 대지로부터 완전히 절연되어 있거나 큰 저항을 통해 대지에 연결됩니다. IT 시스템은 비접지 배전 시스템에 적용할 수 있습니다.
절연 감시장치는 배전 시스템의 상 도체와 보호 도체 사이에 연결됩니다. 이 장치는 절연 수준이 크게 저하되면 청각 또는 시각 신호로 이를 알려줍니다. IT 시스템에서는 단일 고장이 발생했을 때 장비 전원을 반드시 차단할 필요는 없습니다. 그러나 고장 상태에서 또 다른 독립 고장이 발생하면, 적절한 보호 장치가 고장 장비의 전원을 차단해야 합니다.
IT 시스템의 장점은 한 상이 우발적으로 대지에 접촉해도 큰 전류가 형성되지 않아 차단이나 정전이 발생하지 않는다는 점입니다. 또 다른 장점은 사람이 대지 위에 서서 한 상을 접촉하더라도 위험 전류가 형성되지 않기 때문에 감전되지 않는다는 점입니다.
IT 시스템은 어디에 사용되는가?
- 노천 광산 및 지하 광산
- 연속 생산 라인
- 안전등 전원 공급
- 병원 수술실 및 이와 유사한 장소
병원의 전기 설비는 TN-S 시스템을 기반으로 설계되며, 병원 수술실의 전력 시스템은 IT 시스템으로 구성됩니다. 또한 병원과 같은 장소에서는 TN-C 사용이 금지되며, 해당 장소의 시스템이 TN-C인 경우 TN-S로 전환해야 합니다.
표 7 — TT, TN, IT 접지 시스템 전체 비교
| 항목 | TN | TT | IT |
|---|---|---|---|
| 중성점의 대지 연결 | 직접 접지(변압기 중성점) | 직접 접지(변압기 중성점) | 없음 또는 고임피던스 연결 |
| 설비 접지 연결 | PE 또는 PEN을 통해 전원 측 접지점에 연결 | 독립 접지극 사용 | PE를 통해 독립 접지극에 연결 |
| 첫 번째 지락 고장 시 고장 전류 | 큼(단락 수준) | 중간(접지 저항을 통해 흐름) | 매우 작음(의미 있는 전류 없음) |
| 자동 차단 필요 여부 | 필요, 첫 번째 고장 시 | 필요, 첫 번째 고장 시(RCD 권장) | 첫 번째 고장 시 불필요(감시 필요) |
| 첫 번째 고장 시 접촉 전압 | 감소(약 절반 상전압) | 상당할 수 있음 | 매우 낮음(감전 없음) |
| RCD 사용 | TN-S/TN-C-S 가능, TN-C 불가 | 권장 또는 필요 | 허용 |
| 절연 감시장치 | 불필요 | 불필요 | 필수 |
| 최대 접지 저항 | 전체 2Ω, 각 접지극 5Ω | 가능한 낮게 | PE-접지극 간 20Ω 이하 |
| 일반 적용 분야 | 공장/작업장(의무 적용) | TN 적용이 어려운 곳 | 광산, 병원 수술실, 생산 라인 |
| 전원 연속성 | 고장 시 차단 | 고장 시 차단 | 첫 번째 고장 시 운전 유지 |
IT 시스템에서의 중성선 배전
일반적으로는 IT 시스템에서 중성선을 배전하지 않는 것을 원칙으로 합니다. 만약 중성선을 배전하는 경우, 각 회로별로 중성선을 직접 보호해야 하며, 고장 발생 시 해당 구간의 모든 도체, 즉 상 도체와 중성선을 함께 차단해야 합니다.
다음 조건에서는 중성선 보호가 필요하지 않습니다.
- 시스템 상위 구간의 중성선에 단락 보호가 적용되어 있는 경우
- 중성선 도체의 허용 전류의 0.15보다 작은 값으로 설정된 누설 전류 보호 장치가 있고, 고장 발생 시 모든 도체를 차단하는 경우
다음 조건을 만족하면 중성선 보호를 생략할 수도 있습니다.
- 정상 조건에서 최대 중성선 전류가 중성선의 허용 전류보다 작은 경우
- 상 도체에 설치된 보호 장치가 중성선도 간접적으로 보호하는 경우
중성선 개폐 및 보호 일반 원칙
하나의 누전 차단 장치로 함께 보호되는 수용가 전기 장비의 모든 접근 가능한 도전부는 직접 또는 본딩 후 보호 도체에 연결되어야 합니다. 보호 도체는 적절한 접지극에 연결됩니다. 고장이 발생했을 때 고장 전류가 릴레이의 동작 전류 IΔN에 도달하면, RCD는 0.2초 이내에 동작하여 고장 장비로 공급되는 모든 극을 차단합니다.
대기 과전압으로 인한 누전 릴레이의 불필요한 트립에 대한 조사도 이루어졌습니다. 이러한 조사에 따르면 TT 시스템에서 누전 릴레이의 불필요한 트립은 TN 시스템보다 더 높게 나타났습니다. 또한 지중 케이블 선로보다 가공 선로에서 불필요한 트립이 더 많이 발생했습니다. 독일과 오스트리아의 기상 조건에서는 TT 시스템의 최대 불필요 트립률이 41%까지, TN 시스템은 33%까지 나타났습니다.
적합한 접지 시스템 선정 시 주요 고려 사항
이 글에서 언급한 시스템 유형 중 공장과 작업장에서는 원칙적으로 TN 접지 시스템을 사용하는 것이 의무입니다. 다만 공장 또는 작업장의 특성상 TT 또는 IT 시스템이 필요한 경우에는 별도의 승인을 받아야 합니다. TN 방식의 세 가지 유형 중에서는 TN-C-S가 가장 일반적으로 사용됩니다.
고압 설비 또는 1kV를 초과하는 설비의 보호 접지 저항은 일반적으로 약 5Ω으로 봅니다. TN 및 TT 시스템에서는 상-대지 고장 시 정상 상의 전위 상승이 과도하게 높아지지 않도록 변압기 스타점의 접지 저항을 가능한 낮게 유지해야 합니다. 이를 위해 전기적 접지의 총 허용 저항은 2Ω으로 제시됩니다.
중성선 도체(N)와 보호 도체(PE)는 서로 분리되어야 하며, 한 지점, 즉 전원 측에서만 서로 연결되어야 합니다. 또한 중성선과 보호 도체가 분리된 이후에는 다른 지점에서 다시 연결해서는 안 됩니다. 중성선과 접지를 여러 지점에서 반복 연결하면 루프가 형성되고, 이로 인한 순환 전류가 통신 및 전자 시스템에 간섭과 노이즈를 발생시킬 수 있기 때문입니다.
모든 전력 배전 시스템에서 중성선 개폐를 고려하는 경우에는 다음 사항을 반드시 확인해야 합니다.
- 중성선 도체는 상 도체보다 먼저 연결되어야 합니다.
- 중성선 도체는 상 도체보다 나중에 차단되어야 합니다.
IEC 60364가 정의하는 이 세 가지 접지 방식은 국내에서는 한국전기안전공사가 관리하는 한국전기설비규정(KEC)을 통해 적용됩니다. 국내 현장에 접지 방식을 설계할 때는 국제 표준의 원리와 함께 KEC의 국내 세부 기준을 함께 확인하는 것이 안전합니다.
결론
접지 방식은 전원 측과 수용가의 설비가 대지에 어떻게 연결되는지에 따라 정의되며, 일반적인 방식으로는 TT, TN, IT가 있습니다. 올바른 선정과 적용은 N, PE, PEN 도체의 역할, 접촉 전압 한계와 차단 시간, 그리고 과전류 보호 장치, RCD, IT 시스템의 절연 감시장치와 같은 보호 장치의 협조에 따라 결정됩니다. 또한 위험한 접촉 전압과 의도하지 않은 전류 루프를 방지하기 위해 중성선 개폐와 N, PE의 분리 또는 통합은 정해진 규칙을 따라야 합니다. 이러한 원칙을 신중히 적용하고, 검사와 시험을 통해 성능을 확인해야 안전한 운전을 확보할 수 있습니다.
접지 방식은 배전반과 부스바 설계의 출발점이기도 합니다. 페이야프레스의 부스바 가공기는 이러한 접지·보호 설계 기준에 맞춰 정확한 치수로 부스바를 절단·펀칭·벤딩할 수 있도록 돕습니다.
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