화학공장의 접지

접지(接地) 또는 그라운드, 어스(ground, earth)는 전기 회로나 전기 기기 따위를 도체로 땅에 연결하는 것을 말한다. 이상 전압 발생시에도 고장 전류를 표면 전위가 영전위인 대지로 흘려보내, 같은 전위로 유지하여 기기와 인체를 보호한다. 지락(地絡)이라고도 부른다.

 

 

 

화학공장의 접지

위험물의 가연성 가스가 체류하고 있는 화학공장에서 위험물 취급시 폭발 대책으로는 전기설비의 방폭 기기 사용이 절대적 이다. 방폭 기기와 함께 기기 접지는 불안전한 전하 불평형 상태에서의 정전기를 효과적으로 흘려보낸다. 그리고 민감한 누설전류를 감지 차단할 수 있는 차단기 및 퓨즈 사용은 화학공장에서 여러 가지 위험요소를 경감 시킬 수 있는 주된 방법이다. 

 

 

접지 개요

⊙ 부적절한 접지 설계로 인한 중대 산업사고 중 화재와 폭발 위험성의 노출은 화학공장에서는 치명적이라 할 수 있다. 또한 접지의 미비나 오류로 인한 과전류나 이상전압 발생으로 인한 자동화 기기의 손상 또한 무시하지 못할 부분이다.

 

⊙ 저압의 전기기계기구의 외함, 철프레임, 조명기구, 가반형기계기구, 캐비닛, 금속관과 그의 부속품 등 노출된 금속제부분에는 기계기구의 철대, 금속관과 금속제 외함 및 금속프레임 등의 접지는 규정에 관계없이 전부 특별 제3종 접지공사에 의하여 접지하여야한다

 

⊙ 전로에 지락(地絡)이 생겼을 경우에는 이를 검출하여 경보하고 또한 전로를 자동차단하는 보호장치를 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우에 1항의 접지 저항치는 25 Ω 이하이어야 한다.

 

 

보호도체의 크기

⊙ 접지나 등전위 본딩 접속설비는 표 1에서 주어진 단면적을 갖는 최소한 하나 이상의 도체를 사용하여 효과적인 접속을 하도록 하여야 한다.

 

<표 1> 보호도체의 최소 단면적

⊙ 전기기기 외부의 접지나 본딩 접속설비는 적어도 단면적이 4 ㎟ 이상인 도체로 효과적인 접속을 하여야 한다.

 

 

접지저항 측정

접지 저항은 대지에 대한 전류의 흐름이 어렵다는 것을 나타내는 지표이다. 접지 저항이 너무 높으면, 대지로 전류가 흐르기 어려워지므로 접지의 의미가 없어져 버린다. 접지 저항의 값은 작으면 작을수록 좋고, 기기와 대지를 접지할 때는, 대지에 닿는 접지극을 가능한 한 물기가 있는 토질 부분에 매설하는 것이 일반적이다. 또 접지 저항은 전기설비 기술기준에서는 4종류로 분류되고 있다.

<표 2>접지공사의 분류

 

⊙ 전기기계·기구의 철대 및 외함의 접지선 굵기를 확인하고 접지저항을 측정하여 기준치 이하인지를 확인하여야 한다.

 

<표 3> 접지공사별 접지 기준

 

 

⊙ 접지설비는 대부분, 간접접촉보호의 안전을 담보로 하는 전제조건으로 시공되어 중요하므로 다음 내용을 확인하여야 한다.

1) 주 접지단자 : 인입구 부근에 주 접지단자가 시설되어 있는 것을 확인하고 다음의 등전위 접속용 도체 등이 여기에 확실하게 접속되어 있는가를 확인한다.

2) 보호도체의 최소단면적은 계산에 의한 방법과 표에 의한 방법이 있다. 보호도체가 전원케이블 또는 케이블외함의 일부로 구성되어 있지 않은 경우의 단면적은 기계적인 보호가 이루어진 경우는 2.5 ㎟ 이상, 보호되어 있지 않은 경우는 4.0 ㎟ 이상이어야 한다.

3) 주 등전위 접속용 도체는 설비 보호도체의 최대단면적 1/2 이상으로 최소 6 ㎟ 인가를 확인하여야 한다. 다만, 접속용 도체가 동이거나 단면적이 기타 다른 금속과 동등한 허용전류를 갖는 경우에는 25 ㎟를 초과할 필요는 없다.

4) 주 접지단자에 접속되는 등전위 접속선의 단면적은 동 6.0 ㎟, 알루미늄은 16.0 ㎟, 철 50 ㎟ 이상인지 확인한다.

 

⊙ 공통ㆍ통합 접지저항값: 공사계획신고 설계도서(접지계산서 및 설계도)의 접지저항 값이 다음 중 어느 하나에 해당되는 경우에는 공통ㆍ통합 접지저항값으로 인정.

1) 특고압계통 지락사고 시 발생하는 고장전압이 저압기기에 인가되어도 인체 안전에 영향을 미치지 않는 인체 허용접촉전압값 이하가 되도록 한 접지저항 값인 경우.

2) 통합접지방식으로 모든 도전부가 등전위를 형성하고 접지저항값이 10 Ω 이하인 경우.

 

⊙ 공통ㆍ통합 접지저항 측정방법: 아래 그림과 같이 보조극(P, C)은 저항구역이 중첩되지 않도록 접지극 규모의 6.5배 이격하거나, 접지극과 전류보조극간 80 m 이상 이격하여 측정.

 

<그림 1> 공통ㆍ통합 접지저항 측정법

 

 

 

절연저항 측정

케이블의 단면처럼 절연체로 절연된 전로와 전로(대지 포함) 사이의 저항, 전기가 흘러서는 안 되는 부분의 저항을 절연 저항이라고 한다. 절연 저항도 저항과 동일하게 단위는 옴(Ω)이다. 그러나 저항 값이 매우 크기 때문에 메가 옴(MΩ)이라는 단위를 사용하는 것이 일반적이다.

⊙ 500 V(SELV 제외) 이하의 기기 및 관련 케이블의 절연 저항은 500 V DC(직류)에서 측정해야 한다. 절연저항은 사용자 문서에 명확히 지정되어 있지 않은 경우 1.0 MΩ 이상이 바람직하다.

 

⊙ 사용전압이 저압인 전로의 전선 상호간 및 전로와 대지 사이의 절연저항은 개폐기 또는 과전류차단기로 구분할 수 있는 전로마다 다음 표에서 정한 값 이상이어야 한다.

 

<표 3> 저압전로의 절연저항 값

 

 

⊙ 고압모터의 절연저항

 

회전수를 고려하지 않는 식	회전수를 고려한 식

 

Reference : 한국전기안전공사 KESG - Ⅶ - EF - 31 - 2015 화학공장의 전기화재예방에 관한 기술