접지저항 측정 결과 보고서

공정안정보고서(PSM)의 전기 설비 안전 관리 항목 중 접지저항 측정 결과 보고서(Grounding Resistance Measurement Result Report)는 화재 및 폭발 위험 장소에서 정전기 축적을 방지하고, 누전 시 인명 사고 및 설비 손상을 막기 위한 필수 기술 서류이다.

 

 

 

접지저항 측정 결과 보고서

접지(Grounding/Earthing)는 전기 설비의 외함이나 금속 구조체를 대지와 낮은 저항으로 연결하여 이상 전류를 대지로 방류하는 시스템이다.

접지저항(Ground Resistance)은 접지극(Grounding Electrode)과 대지(Earth) 사이의 전기적 저항을 의미한다. 전기 설비를 지면과 연결했을 때 전류가 얼마나 잘 흐르는지를 나타내는 지표이다.

접지저항 측정 보고서는 공정 내 잠재적 점화원을 관리하는 핵심 지표이다.

 

 

접지저항의 구성 요소 (Components of Ground Resistance)

접지저항 R은 단순히 도선의 저항만을 의미하지 않으며, 다음 세 가지 요소의 합으로 정의한다.

• 접지 도체 및 접지극의 저항: 접지선과 지중에 매설된 금속체 자체의 전기 저항이다.
• 접지극 표면과 토양 사이의 접촉 저항: 금속 전극 면과 흙이 맞닿는 부분에서 발생하는 저항이다.
• 주변 토양의 저항: 접지극 주위 토양 입자가 가진 고유 저항(Soil Resistivity)이다. 일반적으로 이 수치가 R 전체 값의 대부분을 결정한다.

 

 

접지저항의 측정 목적 (Measurement Purpose)

접지저항의 측정 목적은 다음과 같다.

• 화재 및 폭발 방지: 정전기 방전(Static Discharge)에 의한 점화원을 제거한다.
• 감전 방지: 설비 누전 시 접촉 전압을 억제하여 인명을 보호한다.
• 기기 보호: 낙뢰(Lightning)나 서지(Surge) 발생 시 유입 전류를 신속히 배출한다.

 

 

접지저항 관리의 중요성 (Importance of Management)

공정안전보고서(PSM) 체계 내에서 접지저항을 일정 수준 이하로 유지하는 이유는 다음과 같다.

• 전위 평형 유지: 설비 간 전위차(Potential Difference)를 최소화하여 불꽃 방전(Spark)을 방지한다.
• 차단기 동작 확실성: 지락 사고(Ground Fault) 발생 시 고장 전류가 충분히 흘러 보호 계전기가 즉시 작동하도록 유도한다.
• 정전기 축적 방지: 유체 흐름 등으로 발생하는 정전기를 대지로 상시 배출하여 가스 및 유증기 폭발을 예방한다.

 

 

보고서 필수 기재 항목 (Key Components of the Report)

보고서는 측정 대상별 위치도와 함께 구체적인 저항 수치를 명확히 기록한다.

1. 측정 대상 및 위치 (Measurement Targets)

• 전력 계통 접지: 변압기 중성점, 배전반 외함 등
• 정전기 접지: 위험물 저장 탱크(Tₐₙₖ), 반응기(Rₑₐ꜀ₜₒᵣ), 배관(Pᵢₚₑ) 플랜지 등
• 피뢰 접지: 피뢰침(Lightning Rod), 건축물 철골 등

2. 측정 결과 및 기준 (Measurement Results and Standards)

측정된 저항값(R)은 관련 법규(산업안전보건기준에 관한 규칙) 및 KOSHA Guide 기준을 준수해야 한다.

• R ≤ 10 Ω: 제1종 접지 및 특고압/고압 계통 (주요 변압기 등)
• R ≤ 100 Ω: 일반 저압 설비 외함 및 정전기 방지 접지
• R ≤ 10 Ω: 피뢰 설비 접지

3. 사용 장비 및 환경 조건 (Equipment and Environmental Conditions)

• 측정 기기: 접지저항계(Earth Tester)의 모델명 및 교정 유효기간
• 기상 상태: 측정 당시의 온도(Tₐ), 습도(Hᵤ), 토양 상태(습기 정도)를 기록한다.

 

 

측정 방법 및 절차 (Measurement Methods and Procedures)

접지저항 측정은 주로 전위강하법(Fall of Potential Method)을 사용하며 절차는 다음과 같다.

1. 측정점 선정: 대상 접지극(E)으로부터 일정 거리 떨어진 곳에 보조 전위극(P)과 전류극(C)을 설치한다.
2. 측정 실시: 보조극 간의 거리를 조정하며 저항 수치를 확인한다.
3. 데이터 기록: 측정값 R이 기준치 이내인지 확인하고, 초과 시 접지봉 보강 등 개선 조치를 실시한다.
4. 연속성 확인: 배관 연결부 등은 본딩(Bonding) 상태를 점검하여 전기적 연속성이 유지되는지 확인한다.

 

 

접지저항 기준치 세부 내용

공정안전보고서(PSM) 및 전기 설비 안전 기준에서 제시하는 접지저항 기준치는 '이상 전류 발생 시 대지로 얼마나 빠르고 안전하게 전류를 방류할 수 있는가'에 대한 허용 한계치를 의미한다. 저항값(R)이 작을수록 전류가 흐르는 방해 요소가 적어 안전성이 높음을 나타낸다.

각 기준의 구체적인 의미와 적용 대상은 다음과 같다.

1. R ≤ 10 Ω (제1종 접지 및 특고압/고압 계통)

고전압을 사용하는 설비에서 사고가 발생했을 때, 치명적인 전압 상승을 억제하기 위한 가장 엄격한 기준이다.

• 의미: 특고압(7000V 초과) 또는 고압(600V 초과 7000V 이하) 전력 계통에서 지락 사고(Ground Fault)가 발생할 경우, 대지 전위 상승을 최소화하여 인근 인명과 설비를 보호한다.
• 적용 대상: 변압기 중성점, 고압 전동기 외함, 특고압 차단기 프레임 등 주요 전력 설비가 해당한다.

 

2. R ≤ 100 Ω (일반 저압 설비 및 정전기 방지 접지)

우리가 흔히 사용하는 저압(600V 이하) 기기와 정전기 폭발 방지를 위한 범용적인 기준이다.

• 의미: 누전 시 차단기가 확실히 작동할 수 있는 최소한의 전류 통로를 확보하고, 사람이 설비에 접촉했을 때 흐르는 누설 전류를 안전한 수준으로 제한한다.

       - 정전기 방지: 공정 내 흐르는 유체나 분체에 의해 발생하는 정전기가 축적되지 않고 실시간으로 방류될 수 있는 저항 수준이다.

• 적용 대상: 일반 전동기(Motor), 펌프 외함, 위험물 저장 탱크(Tₐₙₖ), 배관(Pᵢₚₑ) 본딩 등 공정 내 대다수 금속 구조체가 포함된다.

 

 

3. R ≤ 10 Ω (피뢰 설비 접지)

낙뢰(Lightning)와 같은 초고에너지 전류를 처리하기 위한 특수 기준이다.

• 의미: 뇌격 전류(Lightning Current)는 수만 암페어(A)에 달하므로, 접지저항이 높으면 엄청난 전위 상승이 발생하여 주변 설비로 역류(Backflashover)하거나 화재를 유발한다. 이를 막기 위해 매우 낮은 저항값을 유지하여 대지로 즉시 소산시킨다.
• 적용 대상: 건축물 옥상의 피뢰침, 피뢰 도선, 서지 보호 장치(SPD)의 접지단 등이다.

 

4. 요약 및 비교 (Summary and Comparison)

구분	기준값 (R)	주요 목적	비고
특고압/고압	10 Ω 이하	고압 사고 시 전위 상승 억제	사고 전류가 매우 큼
저압/정전기	100 Ω 이하	감전 방지 및 정전기 소산	일반적인 공정 설비 기준
피뢰 설비	10 Ω 이하	직격뢰 전류의 안전한 방류	순간적 대전류 처리용

 

 

PSM 심사 시 주요 착안 사항 (Critical Checkpoints for PSM)

• 측정 주기 준수: 통상 연 1회 이상 정기적으로 측정하여 이력을 관리하는지 확인한다.
• 이력 관리: 과거 측정값과 비교하여 저항값이 급격히 상승한 경우 토양 건조나 접지선 부식 여부를 검토한다.
• 도면 일치성: 단선결선도(Single Line Diagram) 및 접지평면도(Earthing Layout)와 실제 측정 지점이 일치해야 한다.