전기설비 2009/7 21

Ⅰ. 접지 목적 및 필요성

1-1 접지의 정의

접지란 대지에 전기적 단자를 시설하는 것을 말한다.

즉, 전기, 통신설비, 건축물 등의 접지대상물을 낮은 저항인 대지에 전기적 접속을

실현하는 기술로서 접지대상물의 전위를 대지와 등전위 또는 최소의 전위차로 하기

위한 방법이다.

1-2 접지의 목적

접지의 목적은 인명 및 가축의 안전을 확보할 뿐만아니라 전기, 전자, 통신 및 각

종 제어기기의 손상 방지와 안정적 운용에 있다.

1-3 접지의 필요성

① 대지에 대한 기준전위 안정화

② 낙뢰, 이상전류, 이상전압으로부터 인명 및 시스템 보호

③ 낙뢰 및 전원시설에서 발생되는 surge에 대한 방전경로 제공

④ 정전기로부터의 시스템 보호

⑤ 고조파 전위의 제거 또는 감소

Ⅱ. 접지저항의 정의 및 구성요소

2-1 접지저항의 정의

�접지되어 있는 설비에서 접지선, 접지

전극을 거쳐 대지로 접지전류 가 흐르

고 접지전극 주변에는 전위가 상승한

다. 이때, 전위상승값과 접지전류의 비

[Ω]를 접지저항이라 한다.

∴ R=P [Ω]

2-2 접지저항을 구성하는 요소

① 접지선 및 동봉 등의 접지전극 자체의 도체저항

② 접지전극의 표면과 이에 접하는 토양사이의 접촉저항

③ 전극 주위의 토양이 나타내는 저항

ℓA

접지저항의 정의 및 구성요소

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기획 접지설계

원봉주한전통신계획팀차장

접지설계

접지란 대지에 전기적 단자를 시설하는 것을 말한다.

즉, 전기, 통신설비, 건축물 등의 접지대상물을 낮은 저항

인 대지에 전기적 접속을 실현하는 기술로서 접지대상물의

전위를 대지와 등전위 또는 최소의 전위차로 하기 위한 방

법이다.

접지의 목적은 인명 및 가축의 안전을 확보할 뿐만아니라

전기, 전자, 통신 및 각종 제어기기의 손상 방지와 안정적

운용에 있다.

전기설비 2009/7 23

■기타

3-3 대지고유저항 결정

① 광석, 암반의 위치 및 지질학적 현상을 규명하여 지표면 밑의 지구물리학적 조

사(터널, 지하수 개발, 매립지 조사 등 활용)

접지저항의 정의 및 구성요소

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☞ 대지고유저항

※ 위 3가지 요소 중 ③이 접지저항에 가

장 중요하고 큰 영향을 미침

Ⅲ. 접지설계

3-1 접지설계 단계별 흐름도

3-2 시설계획 수립 (설치기기별 접지저항)

기획 접지설계

�설치기기의 특성

�접지대상물 결정

�목표접지저항 결정

�대지Parameter 측정�신뢰도 평가(Web용 분석System)�등가 대지고유저항

�공법별 경제성 분석

�공법 및 물량 결정

�접지설계

�접지 시공단계별

접지저항 측정

�도달시 공사 종료

단계 시설계획 대지고유저항 접지 설계 접지 시공

중점추진사항

구 분 설비 또는 기기 접지저항 비 고

배전

�중선선접지단독접지 100Ω 이하

합성저항 5Ω/㎞ 이하

�특고압선로 : 매 전주마다

(야외지역은 300m이하)

�저압선로 : 매 3경간이하

�피뢰기접지입상케이블보호용 10Ω이하

주상기기 또는 선로보호용 25Ω 이하

�가공지선접지입상Cable 또는 주상기기보호용 25Ω 이하

선로보호용 25Ω 이하�배전선로 200m마다

송전

�765kV선로

�345kV선로

�154kV선로

15Ω이하

20Ω이하

15Ω이하

변전 �변전소접지 1Ω 이하(추정)접촉전압 및 보폭전압

으로 결정

통신

유도

대책

�유도중화코일

�차폐케이블(차폐선)

�함체접지

10Ω 이하

합성저항 2Ω/㎞ 이하(400m 마다 10Ω 이하)

100Ω 이하

접지종별 접지저항 배전설비또는기기

제1종 10Ω이하

1.피뢰기

2.특고압주상변압기외함과중성점(다중접지계)

※주상또는접근우려가없을때25Ϊ 이하

3.특고압기기류의외함(옥내,지상,주상설치)

4.고압기기류의외함(옥내,지상설치)

5.철탑,강관주(고압,특고압선로용)

6.보호망(직교류전차선아래,특고압선교차)

제2종[150/I]Ω이하

(I는1선지락전류)1.고압주상변압기외함과중성점(비접지계)

제3종 100Ω이하

1.고압기기류의외함(주상)

2.400V미만저압기기의외함(옥내,지상설치)

3.보호망,보호선(약전류전선교차)

4.철탑,강관주(400V미만저압)

5.완철(고압,특고압용)

6.가공케이블조가선,차폐선(저압,고압,특고압용)

7.다중접지중성선및저압선의접지측전선

특별제3종 10Ω이하 1.400V초과저압기기의외함(옥내,지상설치)

A. 대지고유저항 분석 흐름도

B. 대지고유저항 활용범위

전기설비 2009/7 25

� 측정방법

① 보링(Boring)법 : 실제적 조사방법 (비용 과다, 토지여건에 따른 한계)

② 전기탐사법 : 흙이나 암석의 전기적 성질을 이용하여 인위적으로 전계를 가해

지층의 구조나 상태를 추정하는 방법

③ 기타 : 탄성파나 음파를 이용(유전탐사)

� 배열방법

① 웨너배열 ② 슐럼버져배열

(1) 표준곡선을 이용한 대수곡선 일치방식

접지저항의 정의 및 구성요소

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② 지하에 있는 여러 금속관들의 부식정도를 파악(저항 감소→부식증대)

③ 전력선으로 인한 유도전압 계산 및 접지시스템의 설계에 직접 적용하기 위함.

대지고유저항을 결정하는 요소는 토양의 종류, 공극률과 포화도, 지하수, 풍화나 변

질에 수반되는 점토 광물의 함유량, 온도 등에 의해 변화한다.

일반적으로 점토 광물의 함유량이 많을수록, 체적 함수율(포화도×공극률)이 높을

수록 대지고유저항은 낮아지며 주요 요소의 특징은 다음과 같다.

(1) 토양의 종류

(2) 토양의 습도 : 땅속으로 들어 갈수록 수분함유량이 증가하여 대지저항은 감소

(3) 토양의 온도 : 빙점이하시 수분이 동결되어 대지저항 증가(동결심도깊이 고려)

기획 접지설계

C. 대지고유저항을 결정하는 요소

D. 대지Parameter 측정방법

E. 대지고유저항 해석기법

[토양별 대지고유저항]

주) 1) 수평측정: 지하구조의수평적변화를조사하는탐사방법

2) 수직측정: 특정위치에서지하천부에서심부까지의물성분포를구하고자하는탐사방법

전기설비 2009/7 27

�배전선로 접지설계 : 2.55m

�송전선로 접지설계 : 0.75m

�변전소 접지설계 : 154kV 15m, 345kV 20-25m, 765kV 60m

�전력유도 영향평가 : 50m

�유도대책공사 접지설계

a) 접지봉 공법 : 2.55m

b) 보링 공법 : 경제성이 확보되는 최적층의 깊이 (5-100m)

3.4 접지공법의 종류 및 특성

① 1개의 접지봉 시공시의 접지저항

접지저항의 정의 및 구성요소

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(2) 컴퓨터를 이용한 선형해석기법

처음에 대지고유

저항 구조의 모델을

가정하고 그 다음에

모델에 대한 전위의

이론값을 계산하여

측정값과 이론값과

의 오차가 작아지도

록 모델을 반복하여

수행하는 해석방법

① 측정자료 입력

② 신뢰도 평가

a) 측정값과 이론값의

오차가 20% 초과

여부 확인 ⇒ 측정

오차가 20% 초과

개소가 3개소 이상

시 : 재측정

③ 모델 보정

a) 최적지층값 선정

(기본값 4층)

b) 오차율 20% 초과

개소 제외

기획 접지설계

[대지고유저항 분석프로그램 현황]

주) 프로그램판매특성: 프로그램무단Copy 사용을방지하기위하여보안Key로구동

F. 대지고유저항 분석방법(한전시스템)

G. 접지설계에 적용하는 등가 대지고유저항 적용깊이

(1) 접지봉 공법

[역산 해석결과 이론자료와 탐사자료의 비교]

No 극간격측정

Potential겉보기

값이론값[3층]

이론값[4층]

이론값[5층]

이론값[6층]

이론값[7층]

1

2

3

4

5

6

7

8

2

4

6

10

15

30

60

80

8.33

5.59

3.89

31.2

2.24

1.42

1.63

2.55

104.678

140.492

146.65

1960.354

211.115

267.664

512.08

961.327

105.1(0.4％)136.8(2.6％)151.9(3.6％)176.7(91％)201.5(4.6％)303.5

(13.4％)465.3(9.1％)543.7(43.4)

106(1.2％)135.7(3.4％)150.3(2.5％)176.2(91％)204.5(3.1％)307.1

(14.7％)458.6

(10.4％)531.4

(44.7％)

104.7(0％)137.6(2％)151.7(3.5％)173.9

(91.9％)199.9(5.3％)308.6(15.3)459.2

(10.3％)528.8(45％)

105.1(0.4％)136.9(2.5％)151.6(3.4％)175.8(91％)201.9(4.3％)307.3

(14.8％)457.2

(10.7％)526.6

(46.2％)

105.1(0.4％)137.1(2.4％)151.3(3.2％)174.8

(91.1％)201.6(4.5％)308.2

(15.1％)457.7

(10.6％)527

(45.2％)

[역산 결과별 등가대지 고유저항]

총계수 5m 10m 15m 20m 25m 50m 최종RMS잔차

3

4

5

6

7

133.5

131.0

136.7

133.4

134.2

155.1

150.3

144.5

151.7

145.6

184

169.9

147.3

156.2

160.2

168.8

166.3

173.9

167.9

174.1

179.2

197.8

205

200.9

202.1

340

342.9

349

347.8

349.3

0.171

0.184

0.192

0.109

0.19

[등가 대지고유 저항]

등가심도[m]

5 10 15 20 25 40 50 60 70 80 100

등가저항[ohm-m] 123 169 201 236 264 320 286 265 251 242 230

측정오차발생부문

최정 지층

※범례 : 실측자료 : 예측자료

전기설비 2009/7 29

금속판을 깊이 50~70cm 정도의 지중에 수평 또는 수직으로 매설하는 공법으로 매

설되는 금속판은 주로 동판(예: 900×900×1.5mm)이 사용된다.

지표면에 50~75cm 깊이로 굴착하고 이 속에 나동선(동선, 철선, 강연선 등)을 매

설하는 공법임.

이 공법은 매설접지선 공법과 동일하게 나동선을 매설하는 방식이지만 도선을 망

상(mesh)으로 구성하는 방식이다.

접지저항의 정의 및 구성요소

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② n개의 접지봉을 병렬 시공시의 접지저항

여기서, R : 목표저항값

ρ: 등가 대지고유저항

a : 연동선의 반경(보링의 경우 보링반경)

ℓ : 도선의 매설길이(총 보링깊이 m)

보링기계로 대지에 깊은 구멍(Ф75~150mm, 깊이 5~100m)를 굴착하고, 그 구멍

에 금속선, 금속대, 금속관 등을 삽입한 뒤에 주변공간에는 도전성 물질을 충전하여

전극을 구성하는 방식이다. (M : 보정계수)

기획 접지설계

(2) 보링 공법

(3) 접지판 공법

(4) 매설지선 공법

(5) 매쉬(mesh) 공법

[보링공법 접지] [접지판공법 접지]