접지 시스템

Earthing system
이 기사는 전기 공급 접지 시스템에 대한 것입니다.접지 피트/접지는 접지(전기)를 참조하십시오.
관련 토픽
전기 설비
지역 또는 국가별 배선 관행
전기 설비의 규제
케이블 및 액세서리
스위칭 및 보호 장치

접지 시스템(영국 및 IEC) 또는 접지 시스템(US)은 안전 및 기능 [1]목적으로 전력 시스템의 특정 부분(일반적으로 지구 전도성 표면)을 접지와 연결합니다.접지 시스템의 선택은 설비의 안전 및 전자파 호환성에 영향을 미칠 수 있습니다.접지 시스템에 대한 규제는 국가마다 상당히 다르지만, 대부분은 국제 전기 표준 위원회(IEC)의 권고를 따릅니다.규정은 광산, 환자 치료 구역 또는 산업용 플랜트의 위험 구역에서 접지에 대한 특별한 경우를 식별할 수 있다.

전력 시스템 외에 안전 또는 기능을 위해 접지가 필요한 시스템도 있습니다.높은 구조물에는 낙뢰로부터 보호하기 위한 시스템의 일부로 피뢰침이 있을 수 있다.전신선은 접지를 회로의 하나의 도체로 사용할 수 있으므로, 긴 회로에 리턴 와이어를 설치하는 비용을 절약할 수 있습니다.무선 안테나는 정전기를 제어하고 번개를 방지하기 위해 특별한 접지가 필요할 수 있습니다.

목적들

접지에는 주로 세 가지 목적이 있습니다.

시스템 접지

시스템 접지는 전기적 고장으로 인한 것이 아닌 시스템 전체의 전기적 안전을 위해 사용됩니다.주된 목적은 정전기 축적을 방지하고 가까운 낙뢰나 전환으로 인한 [2]전력 서지로부터 보호하는 것입니다.예를 들어 바람이 라디오 돛대에 부는 경우와 같이 마찰에 의해 유도되는 정적 축적은 [3]지구로 소멸된다.서지 발생 시 피뢰기, 서지 피뢰기 또는 SPD는 기기에 [4]도달하기 전에 과도한 전류를 지구로 돌립니다.

또한 시스템 접지를 통해 모든 금속공장에 등전위 본딩이 가능하여 [5]이들 사이의 전위차를 방지할 수 있습니다.또한 어스를 공통 기준점으로 지정하면 전기 시스템의 전위차가 공급 [6]전압으로 제한됩니다.

기기 접지

장비 접지는 전기적 고장 시 전기적 안전을 위한 목적으로 사용됩니다.주요 목적은 장비 손상과 감전 위험을 방지하는 것입니다.이런 종류의 접지는 엄밀히 말하면 [7]접지 연결이 아닙니다.Class I 어플라이언스에서 라인 컨덕터가 접지면에 접촉하는 경우와 같이 전류가 라인 컨덕터에서 접지선으로 흐를 때 회로 차단기나 RCD 등의 공급(ADS) 장치의 자동 절단이 자동으로 회로를 개방하여 [8]고장을 제거합니다.

기능 접지

기능적 접지는 전기 [9]안전 이외의 목적으로 사용됩니다.예를 들어 EMI 필터에서의 Electronagnetic Interference(EMI; 전자간섭) 필터링, 단일 와이어 접지 리턴 분배 시스템에서의 복귀 경로로서의 어스 사용 등이 있습니다.

저전압 시스템

전력을 가장 광범위한 최종 사용자에게 분배하는 저전압 네트워크에서 접지 시스템 설계의 주요 관심사는 전기 기기를 사용하는 소비자의 안전과 전기 충격에 대한 보호입니다.접지 시스템은 퓨즈 및 잔류 전류 장치와 같은 보호 장치와 함께 궁극적으로 사람이 사람의 전위에 상대적인 전위가 안전 임계값을 초과하는 금속 물체와 접촉하지 않도록 해야 하며, 일반적으로 약 50V로 설정되어야 한다.

대부분의 선진국에서 접지 접점이 있는 220V, 230V 또는 240V 소켓은 제2차 세계대전 직전 또는 직후에 도입되었지만 국가적으로 상당한 차이가 있었다.그러나 1960년대 중반 이전에 설치된 전원 콘센트가 120V에 불과한 미국과 캐나다에서는 접지 핀이 일반적으로 포함되어 있지 않았습니다.개발 도상국에서는 현지 배선 방식에 따라 접지에 대한 연결이 제공될 수도 있고 제공되지 않을 수도 있습니다.

공공접속망보다 산업, 광산기기, 기계 등에서 주로 사용되는 240V~690V 이상의 위상~중성전압의 저전압망에서는 접지시스템 설계는 국내 사용자와 마찬가지로 안전상의 관점에서 중요하다.

1947년부터 1996년까지 범위(별도의 조리대와 오븐 포함)와 1953년부터 1996년까지 미국 전기 법규는 회로가 메인 서비스 패널에서 시작된 경우 접지 측 기기 인클로저 연결로 공급 중립 와이어를 사용할 수 있도록 허용했다.이는 플러그인 장비 및 영구 연결 장비에서 허용되었습니다.회로의 정상적인 불균형은 소형 장비를 접지 전압으로 만들고, 중성 도체 또는 연결부가 고장 나면 장비가 접지 120V까지 완전히 흐를 수 있으며, 이는 쉽게 치명적인 상황입니다.NEC의 1996년 이후 판에서는 더 이상 이 관행을 허용하지 않는다.비슷한 이유로 대부분의 국가는 이제 거의 보편화된 전기 소비 장치 배선에 전용 보호 접지 연결을 의무화하고 있습니다.접속이 적고 취약한 배전망에서는 접지와 중립이 도체를 공유하도록 허용하는 국가가 많습니다.

실수로 통전된 물체와 전원 연결부 사이의 고장 경로가 낮은 임피던스를 갖는 경우 고장 전류가 너무 커서 회로 과전류 보호 장치(퓨즈 또는 회로 차단기)가 열려 접지 고장을 제거합니다.접지 시스템이 기기 인클로저와 전원 리턴 사이에 저임피던스 금속 도체를 제공하지 않는 경우(예: TT 별도 접지 시스템) 고장 전류는 더 작으며 과전류 보호 장치를 반드시 작동시키지는 않습니다.이 경우 잔류 전류 장치가 설치되어 접지로 누출되는 전류를 감지하고 회로를 차단합니다.

IEC 용어

국제 표준 IEC 60364는 두 글자로 된 코드 TN, TT 및 IT를 사용하여 접지 배치의 세 패밀리를 구분한다.

첫 번째 문자는 접지와 전원장치(발전기 또는 변압기) 사이의 연결을 나타냅니다.

"T" - 접지와 점 직접 연결(라틴어: terra)
"I" - 높은 임피던스를 사용하는 경우를 제외하고 어떤 지점도 지구(라틴어: nsnsulatum)와 연결되어 있지 않습니다.

두 번째 문자는 접지 또는 네트워크와 공급되는 전기 장치 간의 연결을 나타냅니다.

"T" — 접지 연결은 보통 접지 막대를 통해 접지(라틴어: terra)에 로컬로 직접 연결됩니다.
"N" - 접지 연결은 전기 공급 네트워크에 의해 중성 도체(TN-S)에 개별적으로 공급되며 중성 도체(TN-C)와 결합되거나 둘 다(TN-C-S)에 의해 공급됩니다.이것들은 이하에 설명하겠습니다.

TN 네트워크의 종류

TN-S: 변압기에서 소비 장치로 분리된 보호 접지(PE) 및 중성(N) 도체. 건물 배전 지점 이후 어떤 지점에서도 서로 연결되어 있지 않습니다.
TN-C: 변압기에서 소비 장치까지 PE와 N 도체의 결합.
TN-C-S: 변압기에서 건물 배전점까지의 PEN 도체를 조합하지만, 고정 실내 배선 및 플렉시블 전원 코드에서는 PE 도체와 N 도체를 분리합니다.

TN 접지 시스템에서는 발전기 또는 변압기의 점 중 하나가 접지(일반적으로 3상 시스템의 스타점)와 연결됩니다.전기 장치의 본체는 변압기에서 이 접지 연결을 통해 접지와 연결됩니다.이 약정은 특히 [10]유럽에서 주거용 및 산업용 전기 시스템에 대한 현행 표준이다.

전기 소비 장치의 노출된 금속 부품을 연결하는 도체를 보호 접지(PE; 참고 항목: 접지)라고 합니다.3상 시스템에서 스타 포인트에 연결되거나 단상 시스템에서 리턴 전류를 전달하는 도체를 중성(N)이라고 합니다.TN 시스템에는 다음 3가지 종류가 있습니다.

TN−S
PE와 N은 전원 근처에서만 서로 연결되어 있는 별개의 도체입니다.
TN−C
조합된 PEN 도체는 PE 도체와 N 도체 양쪽의 기능을 수행한다.(보통 배전망에만 사용되는 230/400V 시스템)
TN−C−S
시스템의 일부에서는, PEN 도체를 조합해 사용하고 있습니다.이 도체는, 어느 시점에서 별개의 PE 라인과 N 라인으로 분할됩니다.결합된 PEN 도체는 일반적으로 변전소와 건물 진입점 사이에서 발생하며, 서비스 헤드에서 접지와 중성선이 분리됩니다.영국에서 이 시스템은 또한 보호용 다중 접지(PME)라고도 알려져 있는데, 이는 소스의 로컬 접지봉에 최단 실행 가능한 경로를 통해 그리고 각 구내 배전망을 따라 간격을 두고 접속하여 시스템 접지와 장비 접지를 모두 제공하기 때문입니다.이 [11][12]장소들 각각.호주와 뉴질랜드의 유사한 시스템은 다중 접지 중립(MEN)으로, 북미의 경우 다중 접지 중립(MGN)으로 지정된다.

TN-S와 TN-C-S의 양쪽 전원장치를 같은 트랜스로부터 취득할 수 있습니다.예를 들어 일부 지하 케이블의 피복이 부식되어 양호한 접지 연결을 제공하지 않으므로 고저항 "나쁜 접지"가 발견된 가정은 TN-C-S로 변환될 수 있습니다.이것은, 네트워크상에서, 중립이 장해에 대해서 적절히 견고하고, 변환이 항상 가능한 것은 아닌 경우에만 가능합니다.개방 회로 PEN은 파손 시 시스템 접지 다운스트림에 연결된 모든 노출된 금속에 전체 위상 전압을 인가할 수 있으므로 PEN은 고장 대비 적절하게 강화되어야 합니다.대체 방법은 로컬 접지를 제공하고 TT로 변환하는 것입니다.TN 네트워크의 주된 매력은 L-N 또는 L-PE 장애에 대해 동일한 브레이커 또는 퓨즈가 동작하므로 L-PE 간 단락의 경우 고전류 회로에서 저임피던스 접지 경로를 통해 쉽게 자동 절단(ADS)할 수 있으며 접지 결함을 검출하기 위해 RCD가 필요하지 않다는 것입니다.

TT 네트워크

TT(라틴어: terre-terre) 접지 시스템

TT(라틴어: terre-terre) 접지 시스템에서 전기 소비자를 위한 보호 접지 접속은 로컬 접지 전극(Terra-Firma 접속이라고도 함)에 의해 제공되며 제너레이터에 독립적으로 설치된 또 다른 접지 접속이 있습니다.둘 사이에는 '접지선'이 없다.폴트 루프 임피던스는 더 높아 전극 임피던스가 매우 낮은 경우를 제외하고 TT 설치에는 항상 첫 번째 아이솔레이터로서 RCD(GFCI)가 필요합니다.

TT 접지 시스템의 큰 장점은 다른 사용자의 접속 장비로부터의 전도 간섭이 줄어든다는 것입니다.TT는 항상 간섭 없는 접지로부터 혜택을 받는 통신 사이트와 같은 특수 애플리케이션에 선호되어 왔습니다.또, 중립이 깨져도, TT네트워크는 심각한 리스크를 수반하지 않습니다.또한 오버헤드 배전이 이루어지는 장소에서는 예를 들어 쓰러진 나무나 나뭇가지에 의해 오버헤드 배전선이 파손되어도 접지 도체가 활선 상태가 될 위험이 없습니다.

(L-N 또는 L-PE 중 하나의 장애에 대해 동일한 브레이커 또는 퓨즈가 작동하는 TN 시스템과 비교하여) 회선 간 단락의 경우 신뢰할 수 있는 자동 연결(ADS)을 배치하는 것이 어려웠기 때문에 RCD 이전 시대에는 TT 접지 시스템이 일반적인 용도로는 매력적이지 않았습니다.그러나 잔류 전류 장치가 이러한 단점을 완화함에 따라 모든 AC 전원 회로가 RCD로 보호된다는 전제 하에 TT 접지 시스템이 훨씬 더 매력적이 되었습니다.일부 국가(영국 등)에서는 저임피던스 등전위 구역이 결합을 통해 유지하기가 비현실적이거나 이동식 주택 및 일부 농업 환경에 대한 공급과 같은 상당한 옥외 배선이 있거나 연료 저장고 또는 마린과 같이 높은 고장 전류가 다른 위험을 초래할 수 있는 상황에 TT를 권고한다.

TT 접지 시스템은 일본 전역에서 사용되고 있으며, 대부분의 산업 환경이나 가정에서도 RCD 유닛이 사용되고 있습니다.이로 인해 고주파 노이즈를 접지 도체에 전달하는 필터가 많은 가변 주파수 드라이브 및 스위치 모드 전원 장치에 추가 요구사항이 부과될 수 있습니다.

IT네트워크

IT 네트워크(분리형)에서 배전 시스템은 접지 연결이 전혀 없거나 고임피던스 연결만 있습니다.

비교

TT IT부문 TN-S TN-C TN-C-S
접지 고장 루프 임피던스 높은 가장 높은 낮다 낮다 낮다
RCD를 원하십니까? 네. 네. 선택적. 아니요. 선택적.
현장에 접지 전극이 필요합니까? 네. 네. 아니요. 아니요. 선택적.
PE 도체 비용 낮다 낮다 가장 높은 최소한 높은
PEN 컨덕터 파손 위험 아니요. 아니요. 높은 가장 높은 높은
안전. 안전한 안전성이 낮다 가장 안전하다 안전성이 낮다 안전한
전자파 간섭 최소한 최소한 낮다 높은 낮다
안전상의 위험 고루프 임피던스(스텝 전압) 이중 고장, 과전압 고장난 펜 고장난 펜
이점 안전성과 신뢰성 운용의 연속성, 비용 가장 안전하다 비용. 안전성 및 비용

기타 용어

많은 국가의 건물에 대한 국가 배선 규정은 IEC 60364 용어를 따르지만, 북미(미국 및 캐나다)에서는 "장비 접지 도체"라는 용어는 분기 회로의 기기 접지 및 접지선을 가리키며, "접지 전극 도체"는 접지/접지 로드를 접합하는 도체에 사용됩니다.서비스 패널 또는 이와 유사합니다."로컬" 접지/접지 전극은 설치된 각 건물에 "시스템 접지"[13]를 제공합니다.

"접지" 전류 전달 도체는 시스템 "중립"입니다.호주 및 뉴질랜드 표준은 다중 접지 중립(MEN)이라 불리는 수정된 보호 다중 접지(PME) 시스템을 사용합니다.중성선은 각 소비자 서비스 포인트에서 접지(접지)되므로 LV 라인 전체 길이를 따라 중성 전위차가 0으로 효과적으로 이동합니다.북미에서는 "다원형 중립" 시스템(MGN)이라는 용어를 사용한다.[15]

영국과 일부 영연방 국가에서는 위상 중립 어스를 의미하는 "PNE"라는 용어는 3개(또는 비단상 연결의 경우 그 이상) 도체가 사용되었음을 나타내기 위해 사용된다(예: PN-S).

저항 가공 중립(인도)

저항 접지 시스템은 중앙 전기 당국 규정에 따라 인도에서 채굴에 사용됩니다.접지 측 전류를 750mA 미만으로 제한하기 위해 중성 접지 저항(NGR)이 사용됩니다.단층 전류 제한으로 인해 가스 [16]광산이 더 안전합니다.누전이 제한되므로 누전 보호 장치를 750mA 미만으로 설정할 수 있습니다. 이에 비해 고체 접지 시스템에서는 접지 고장 전류는 사용 가능한 단락 전류만큼 될 수 있습니다.

중성 접지 저항을 모니터링하여 중단된 접지 연결을 감지하고 고장이 [17]감지되면 전원을 차단합니다.

누전 방지

우발적인 충격을 방지하기 위해 전류 감지 회로가 소스에서 사용되어 누출 전류가 일정 한계를 초과할 때 전원을 차단합니다.이 목적에는 잔류 전류 디바이스(RCD, RCCB 또는 GFCI)가 사용됩니다.기존에는 누전회로 차단기를 사용한다.산업용에서는 별도의 노심 평형 전류 [18]변압기와 함께 누전 릴레이가 사용됩니다.이 보호는 밀리암페어 범위에서 작동하며 30mA에서 3000mA까지 설정할 수 있습니다.

접지 연결 점검

접지선 외에 분배/장비 공급 시스템으로부터 별도의 파일럿 와이어를 실행하여 와이어의 연속성을 감독합니다.이것은 채굴 [19]기계의 견인 케이블에 사용됩니다.접지선이 끊어진 경우 파일럿 와이어를 통해 소스 엔드의 감지 장치가 기계의 전원을 차단할 수 있습니다.이러한 유형의 회로는 지하 광산에서 사용되는 휴대용 중전기 장비(LHD(Load, Harl, Dump Machine)에 필수적입니다.

특성.

비용.

  • TN 네트워크는 각 소비자의 사이트에서 임피던스가 낮은 접지 접속 비용을 절감합니다.IT 및 TT 시스템에서 보호 접지를 제공하기 위해서는 이러한 연결(매설된 금속 구조물)이 필요합니다.
  • TN-C 네트워크는 별도의 N 및 PE 연결에 필요한 추가 도체 비용을 절감합니다.단, 중성 부위의 위험을 줄이기 위해서는 특수한 케이블 타입과 접지 접속이 필요합니다.
  • TT 네트워크에는 적절한 접지 장애 인터럽터(RCD) 보호가 필요합니다.

안전.

  • TN에서는 절연 결함이 높은 단락 전류로 이어져 과전류 회로 차단기 또는 퓨즈를 트리거하고 L 도체를 분리할 가능성이 매우 높습니다.TT 시스템에서는 접지 장애 루프 임피던스가 너무 높아서 이 작업을 수행할 수 없거나 필요한 시간 내에 수행할 수 없기 때문에 보통 RCD(구 ELCB)가 사용됩니다.이전의 TT 설비는 이 중요한 안전 기능이 부족할 수 있으므로 CPC(회로 보호 도체) 및 관련 금속 부품(노출 전도 부품 및 외부 전도 부품)이 고장 조건에서 장시간 통전될 수 있으며, 이는 실제 위험합니다.
  • TN-S 및 TT 시스템(및 분할 지점 이후 TN-C-S)에서는 추가 보호를 위해 잔류 전류 장치를 사용할 수 있습니다.전기 소비 장치에 절연 결함이 없는 경우 IL2+IL3+IN = 0이라는 방정식이L1 유지되며, 이 합계가 임계값(일반적으로 10mA – 500mA)에 도달하면 RCD가 전원을 차단할 수 있습니다.L 또는 N과 PE 사이의 절연 장애는 높은 확률로 RCD를 트리거합니다.
  • IT 및 TN-C 네트워크에서는 잔류 전류 장치가 절연 장애를 검출할 가능성이 훨씬 낮습니다.TN-C 시스템에서는, 다른 RCD 또는 실제의 접지와의 회로의 도체간의 접촉에 의한 바람직하지 않은 트리거에 매우 취약하기 때문에, 이러한 도체를 사용할 수 없게 됩니다.또한 RCD는 보통 중성 코어를 격리합니다.TN-C 시스템에서는 안전하지 않기 때문에 TN-C의 RCD는 회선 도체만 방해하도록 배선해야 합니다.
  • 접지와 중성선이 결합된 단상 시스템(TN-C 및 결합된 중성선과 접지 코어를 사용하는 TN-C-S 시스템의 일부)에서 PEN 도체에 접촉 문제가 있는 경우 접지 시스템의 모든 부분이 L 도체의 전위까지 상승합니다.불균형 다상 시스템에서는 접지 시스템의 전위가 가장 부하가 높은 라인 도체의 전위를 향해 이동합니다.파단을 넘어 중성 전위의 이러한 상승을 중성 [20]반전이라고 합니다.따라서 TN-C 접속은 플러그/소켓 접속 또는 플렉시블케이블을 경유해서는 안 됩니다.고정 배선보다 접촉 문제가 발생할 가능성이 높습니다.케이블이 파손될 위험도 있습니다.이것은 동심원 케이블 구조 및 복수의 접지 전극을 사용함으로써 경감할 수 있습니다.중성적인 금속이 손실될 경우 '아치드' 금속 작업이 위험 전위까지 상승할 위험이 있고, 참지와의 양호한 접촉으로 인한 충격 위험도 증가하기 때문에 영국에서는 캐러밴 현장 및 보트에 대한 해안 공급에 TN-C-S 공급의 사용이 금지되어 있으며, 농장 및 야외 건물 현장에서의 사용을 강력히 권장하고 있습니다.이러한 경우에는 모든 옥외배선 TT를 RCD와 별도의 접지전극으로 하는 것이 좋다.
  • IT시스템에서는 단 하나의 절연결함으로 인해 위험한 전류가 인체에 흐를 가능성은 낮습니다.이는 전류가 흐를 수 있는 저임피던스 회로가 존재하지 않기 때문입니다.그러나 첫 번째 절연장애는 IT시스템을 효과적으로 TN시스템으로 전환하고 두 번째 절연장애는 위험한 차체전류로 이어질 수 있습니다.더 나쁜 것은 다상 시스템에서 라인 도체 중 하나가 접지에 접촉하면 다른 위상 코어가 위상 중립 전압이 아닌 접지에 상대적인 위상 전압으로 상승하게 됩니다.또, IT시스템은, 다른 시스템보다 일시적인 과전압도 커집니다.
  • TN-C 및 TN-C-S 시스템에서는 중성 및 접지 코어와 지구 본체의 결합이 정상 조건에서 상당한 전류를 전달할 수 있으며 중성 상태가 깨진 상태에서는 더 많은 전류를 전달할 수 있습니다.따라서 주요 등전위 본딩 도체는 이 점을 염두에 두고 크기를 조정해야 합니다. TN-C-S는 매립된 금속 구조물과 폭발성 가스가 많이 사용되는 주유소와 같은 상황에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다.

전자파 적합성

  • TN-S 및 TT 시스템에서는 전기 소비 장치가 접지에 대한 저노이즈 접속을 가지며, N 도체에 리턴 전류 및 해당 도체의 임피던스의 결과로 나타나는 전압에 영향을 받지 않습니다.이는 일부 유형의 통신 및 측정 장비에서 특히 중요합니다.
  • TT 시스템에서는 각 전기 소비 장치가 자체 접지 연결을 가지며, 공유 PE 회선의 다른 전기 소비 장치에 의해 발생할 수 있는 전류를 감지하지 못합니다.

규정

  • 미국 전기 규정 및 캐나다 전기 규정에서는 배전 변압기의 공급은 중성 도체와 접지 도체를 조합하여 사용하지만 구조 내에서는 중성 도체와 보호 접지 도체가 별도로 사용됩니다(TN-C-S).중립은 고객의 차단 스위치의 전원 공급 측에서만 접지에 연결해야 합니다.
  • 아르헨티나, 프랑스(TT) 및 호주(TN-C-S)의 경우 고객은 자체 접지 연결을 제공해야 합니다.
  • 일본의 어플라이언스는 PSE법에 준거해야 하며 건물 배선은 대부분의 설비에서 TT 접지를 사용합니다.
  • 호주에서는 다중 접지 중립(MEN) 접지 시스템이 사용되며 AS/NZS 3000의 섹션 5에 설명되어 있습니다.LV 고객에게는 거리의 변압기에서 구내로 가는 TN-C 시스템(중립선은 이 세그먼트를 따라 여러 번 접지됨)과 설비 내부의 TN-S 시스템(주 배전반에서 아래쪽으로)이 해당됩니다.전체적으로 보면 TN-C-S 시스템입니다.
  • 덴마크에서는 고전압 규제(Stérkströmsbekendtgörelsen)와 말레이시아에서는 1994년 전기 조례에서 모든 소비자가 TT 접지를 사용해야 한다고 명시되어 있다. 단, 드문 경우 TN-C-S는 (미국과 동일한 방식으로 사용됨) 허용될 수 있다.대기업에 관한 한 규칙은 다르다.
  • 인도에서는 CEAR, 2010 규칙 41에 따라 접지, 3상 4선 시스템의 중성선 및 2상 3선 시스템의 추가 3선 규정이 있다.접지 작업은 두 개의 별도 연결로 이루어집니다.또한 접지 시스템에 적어도2개 이상의 접지 피트(전극)가 설치되어 있어야 합니다.규칙 42에 따르면 연결하중이 5kW 이상인 설비는 250V를 초과하는 경우에는 접지고장 또는 [21]누출시 부하를 격리하기 위한 적절한 접지누설보호장치를 갖추어야 한다.

응용 프로그램 예시

  • 지하 전원 케이블이 널리 사용되는 영국 지역에서는 TN-S 시스템이 [22]일반적입니다.
  • 인도에서 LT 공급은 일반적으로 TN-S 시스템을 통해 이루어집니다.중립은 각 배전 변압기에서 이중 접지됩니다.중성 도체와 접지 도체는 오버헤드 배전선 상에서 개별적으로 동작합니다.케이블의 가공선과 아머링을 위한 별도의 도체가 접지 접속에 사용됩니다.추가 접지 전극/피트가 각 사용자 끝에 설치되어 접지에 [23]대한 중복 경로를 제공합니다.
  • 유럽의 대부분의 현대 가정은 TN-C-S 접지 [citation needed]시스템을 가지고 있다.결합된 중성 및 접지는 가장 가까운 변압기와 서비스 차단(미터 앞의 퓨즈) 사이에서 발생합니다.그 후, 모든 내부 배선에 별도의 접지 코어와 중성 코어가 사용됩니다.
  • 영국의 오래된 도시 및 교외 주택은 지하 납 및 종이 케이블의 납 피복을 통해 접지 연결이 전달되는 TN-S 공급 장치를 사용하는 경향이 있습니다.
  • 노르웨이에서는 상간 230V의 IT시스템이 매우 광범위하게 사용되고 있습니다.전체 가구의 70%가 IT [24]시스템을 통해 그리드에 연결되어 있는 것으로 추정됩니다.그러나 새로운 주거 지역은 대부분 TN-C-S로 건설되는데, 전기 자동차 충전소와 같은 소비자 시장을 위한 3상 제품이 단계 간 400V의 TN 시스템이 우세한 [25]유럽 시장을 위해 개발된다는 사실에 의해 크게 좌우된다.
  • 일부 오래된 주택, 특히 잔류 전류 회로 차단기 및 유선 홈 영역 네트워크의 발명 이전에 지어진 주택은 자체 TN-C 배치를 사용합니다.이것은 더 이상 권장되지 않습니다.
  • 절연결함의 위험이 높은 엔진발전기를 통해 공급되는 실험실, 의료시설, 건설현장, 수리작업장, 이동식 전기설비 및 기타 환경에서는 절연변압기에서 공급되는 IT접지장치를 사용하는 경우가 많습니다.IT 시스템의 2가지 장애 문제를 완화하기 위해 격리 변압기는 각각 적은 수의 부하만 공급하고 절연 모니터링 장치로 보호해야 합니다(일반적으로 의료, 철도 또는 군용 IT 시스템에서만 사용, 비용 문제).
  • 추가 PE 도체의 비용이 로컬 접지 접속 비용을 초과하는 원격 지역에서는 일부 국가, 특히 오래된 부동산이나 시골 지역에서 TT 네트워크가 일반적으로 사용되며, 그렇지 않으면 쓰러진 나뭇가지 등에 의한 오버헤드 PE 도체의 파손으로 인해 안전이 위협받을 수 있습니다.개별 특성에 대한 TT 공급은 개별 특성이 TN-C-S 공급에 적합하지 않다고 간주되는 대부분 TN-C-S 시스템에서도 볼 수 있다.
  • 호주, 뉴질랜드 및 이스라엘에서는 TN-C-S 시스템을 사용하고 있지만, 배선 규칙에는 각 고객이 전용 접지 전극을 통해 별도의 접지 연결을 제공해야 한다고 명시되어 있습니다.(소비자 시설로 들어가는 모든 금속 수도관은 분배 배전반/패널의 접지 지점에 "본딩"되어야 합니다.)호주 및 뉴질랜드에서는 메인 배전반/패널의 보호 접지 막대와 중성 막대를 연결하는 것을 다중 접지 중립 링크 또는 MEN 링크라고 합니다.이 MEN 링크는 설치 테스트를 위해 분리할 수 있지만, 정상 서비스 중에 잠금 시스템(예: 잠금 너트) 또는 두 개 이상의 나사로 연결됩니다.MEN 시스템에서는 중립의 무결성이 가장 중요합니다.호주의 경우, 새로운 설비는 젖은 지역에서 보강된 기초 콘크리트를 보호 접지 도체(AS3000)에 접합해야 하며, 일반적으로 접지(즉, 저항 감소)의 크기를 증가시키고 욕실과 같은 영역에 등전위 평면을 제공해야 합니다.이전 설치에서는 수도관 본드만 발견되는 경우가 드물지 않으며, 수도관 본드는 그대로 유지되지만 업그레이드 작업을 수행할 경우 추가 접지 전극을 설치해야 합니다.들어오는 보호 접지/중립 도체는 중립 바(전기 계량기 중립 연결부의 고객 측에 있음)에 연결되고, 이 바는 고객의 MEN 링크를 통해 접지 바에 연결됩니다. 이 지점 이후로는 보호 접지 도체와 중성 도체가 분리되어 있습니다.

고전압 시스템

1층 토양의 다중 접지 시뮬레이션

일반인이 접근하기 훨씬 어려운 고전압 네트워크(1kV 이상)에서는 접지 시스템 설계의 초점은 안전성이 아니라 공급의 신뢰성, 보호의 신뢰성 및 단락이 있는 기기에 미치는 영향에 있습니다.접지 시스템의 선택에 따라 가장 일반적인 위상 대 접지 단락의 크기만 크게 영향을 받습니다. 전류 경로는 대부분 접지를 통해 폐쇄되기 때문입니다.배전소에 있는 3상 HV/MV 변압기는 배전망의 가장 일반적인 공급원이며, 그 중립의 접지 유형에 따라 접지 시스템이 결정됩니다.

중성 접지에는 [26]5가지 유형이 있습니다.

  • 솔리드 에치 뉴트럴
  • 발굴된 뉴트럴
  • 저항 가공 중립
    • 저저항 접지
    • 고저항 접지
  • 리액턴스 중성
  • 접지 변압기 사용(지그재그 변압기 등)

솔리드 에치 뉴트럴

고체 또는 직접 접지된 중성에서는 변압기의 스타 포인트가 지면에 직접 연결됩니다.이 솔루션에서는 접지고장전류가 닫히기 위한 저임피던스 경로가 제공되며, 그 결과 그 크기는 3상고장전류에 [26]필적한다.중성선은 접지와 가까운 전위에 있기 때문에 영향을 받지 않는 단계의 전압은 고장 전과 유사한 수준으로 유지됩니다. 따라서 이 시스템은 절연 비용이 [27]높은 고전압 전송 네트워크에서 정기적으로 사용됩니다.

저항 가공 중립

단락 접지 고장을 제한하기 위해 변압기의 스타 포인트 중립과 접지 사이에 중성 접지 저항(NER)이 추가됩니다.

저저항 접지

저항이 낮은 고장에서는 전류 한계가 상대적으로 높습니다.인도에서는 CEAR, 2010 규칙 100에 따라 노천 캐스트 광산의 경우 50A로 제한됩니다.

고저항 접지

고저항 접지 시스템은 접지 고장 전류를 해당 시스템의 용량성 충전 전류와 같거나 약간 더 큰 값으로 제한하는 저항을 통해 중립을 접지합니다.

발굴된 뉴트럴

IT시스템과 같이 발굴, 격리 또는 부동 중립시스템에서는 스타포인트(또는 네트워크상의 다른 포인트)와 접지가 직접 연결되어 있지 않습니다.그 결과 접지단층전류는 닫히는 경로가 없어 크기가 무시할 수 있다.그러나 실제로는 고장 전류가 0이 되지 않습니다.회로 내 도체(특히 지하 케이블)는 접지 측 고유 캐패시턴스를 가지며 상대적으로 높은 [28]임피던스 경로를 제공합니다.

격리된 중립 시스템이 계속 작동할 수 있으며 접지 [26]결함이 있는 경우에도 중단 없이 전원을 공급할 수 있습니다.그러나 고장이 존재하는 동안에는 접지에 대한 다른 두 상 전위가 정상 작동 전압의 3에 도달하여 절연에 대한 추가 부하가 발생합니다. 절연 고장으로 인해 시스템에 추가적인 접지 고장이 발생할 수 있으며,[27] 이제 훨씬 높은 전류가 흐를 수 있습니다.

중단되지 않는 접지 고장이 존재할 경우 심각한 안전 위험이 발생할 수 있습니다. 전류가 4A – 5A를 초과할 경우 전기 아크가 발생하며,[28] 고장이 해소된 후에도 이러한 현상이 지속될 수 있습니다.그 때문에, 주로, 신뢰성이 높고, 비교적 인간과의 접촉 가능성이 낮은 지하 네트워크나 해저 네트워크, 산업 애플리케이션에 한정된다.여러 개의 지하 공급기가 있는 도시 배전망에서는 용량 전류가 수십 암페어에 도달하여 기기에 상당한 위험을 초래할 수 있습니다.

낮은 고장 전류와 그 이후에도 시스템 작동이 계속되는 이점은 고장 위치를 [29]감지하기 어려운 고유한 단점으로 상쇄됩니다.

접지봉

IEEE 규격에 따르면 접지봉은 구리와 강철 등의 재료로 만들어진다.접지봉을 선택할 때는 부식 저항성, 고장 전류에 따른 직경, 전도성 등의 [30]여러 가지 선택 기준이 있습니다.구리 및 강철에서 파생된 몇 가지 유형이 있습니다. 구리 본드, 스테인리스강, 고체 구리, 아연도금강 연마입니다.최근 수십 년 [31]동안 천연 전해염을 함유한 저임피던스 접지용 화학 접지봉과 나노 탄소 섬유 접지봉이 [32]개발되었습니다.

접지 커넥터

접지 커넥터

접지 설치용 커넥터는 접지 및 피뢰 설비의 다양한 구성 요소(접지 로드, 접지 도체, 전류 리드, 버스바 등) 간의 통신 수단입니다.

고압 설치의 경우 지하 연결에는 발열 용접이 사용됩니다.

내토성

토양의 수직 응력

내토성은 접지 시스템/접지 설비의 설계 및 계산에 있어 중요한 측면입니다.저항은 불필요한 전류를 제거하여 0 전위(접지)로 전환하는 효율에 따라 달라집니다.지질 물질의 저항은 금속 광석의 존재, 지질층의 온도, 고고학적 또는 구조적 특징, 용해된 소금, 오염 물질, 다공성 및 투과성 등 여러 가지 요소에 따라 달라집니다.토양 저항을 측정하는 몇 가지 기본적인 방법이 있습니다.측정은 두 개, 세 개 또는 네 개의 전극으로 수행됩니다.측정방법은 극극, 쌍극자 다이폴, 극극자 다이폴, 웨너법 및 슐럼버거법입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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일반
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  • John Whitfield:제16판 IEEE 규정 섹션 5.2: 접지 시스템, 제5판 전기 기사 가이드
  • Geoff Cronshaw: Earthing: 당신의 질문들이 답했습니다.IEE 배선 문제, 2005년 가을.
  • EU 레오나르도 에너지 접지 시스템 교육 센터: 접지 시스템 리소스