Ref. 접 지(Groundig or
Earthing)

1) 접지의 개념

접지를 유럽 권에서는 “Earthing”, 미국에서는 “Grounding” 이라고 표현하고 있다.
접지는  1754년 미국의 프랭크린이 연날리기에서 피뢰침을 착상하여 철봉을 건물에 접해서 세우고 그 하단을 지중에 매설한 것이
접지전극에 해당, 즉 피뢰침의 시작이다. 1835년에 피뢰침의 다음으로 접지가 필요하게 된 유선전신의 모르스에 의해 실용화되었다.
 1876년에 벨의 전화발명으로 전화용 가공선로에 낙뢰가 발생되면 시설 및 인명에 재해가 초래되기 때문에 이를 방지하기 위하여 등장한
것이 피뢰기이고 전화기의 보안기에도 접지가 필요하게 되었다.

이와 같이 초기의 접지는 낙뢰와 정전기 등으로부터 인명과 장치를 보호하는 역할에 주력하였으나,
오늘날의 접지는 낙뢰는 물론 원하지 아니하는 과전류 및 과전압 유입, 전기적 잡음으로부터 전원, 통신 제어시스템 등의 복잡한 전기, 전자적
시스템을 안정적으로 동작하게 하는 기능용 접지에 이르기 까지 매우 다양하게 응용되고 있다.  접지는 그 사용분야 및 목적에 따라
분류되며 인명이나 설비의 안전을 목적으로 한 경우에는 color=#e70c00>보안용 접지라 하며, 장비나 시스템의
안정적 가동이나 운용을 목적으로 한 경우에는 기능용
접지라 한다.

2) 접지의 최대 목적

접지시스템의 설치 목적은 감전방지 및 인명의 안전을 확보할 뿐만 아니라 전기, 전자, 통신 및
각종의 제어기기의 손상 방지와 안정적 운용에 있다. 이러한 필요성을 만족하기 위해서는 접지설계에서 시공까지 접지시스템에 대한 전반적인 이해 및
적용이 필요하다.

접지란 학문적인 정의에 의하면 color=#e70c00>전기설비를 전기적으로 대지와 결합하는 것을 의미한다. 이러한 접지시스템은 2가지의목적을
가진다.

첫째, 전력계통내부에서 야기되는 사고 또는 낙뢰와 같은 외부적인 요인에 의해 발생되는 고장전류 혹은
써지를 효과적으로 대지로 분산시킴으로서 기기의 절연파괴를 방지하는 기기보호측면에 기여하고, 무한대의 기준점을 '0'전위로 볼 때 접지점에서의
전위인 접지전위의 상승을 억제함으로서 안전사고와 같은 인적사고의 예방에 기여한다.

둘째로 확장된 접지시스템, 특히 직접접지방식의 경우에 꼭 필요한 기준전위는 대지를 '0'전위로
하므로, 양호한 접지를 통한 기준전위의 제공은 모든 전기전자 장비를 하나의 대규모 시스템이 되는 것을 가능하게 한다. 접지란 통신장비 혹은
전기설비와 같은 시스템을 대지 즉 지구에 전기적으로 접속시키는 것을 말한다. 이러한 대지와 설비 간의 전기적 접속을 통해 사람 및 전기설비 혹은
전기기기의 안전을 확보하며, 또한 통신장비, 제어장비 그리고 전자 및 전기 설비의 안정적 운용을 확보할 수 있게 한다.

그리고 접지설계단계에서는 설치 기기의 특성, 시공 위치의 지질 특성 및 외부 환경 등을 고려한
신뢰성 있는 설계를 통해 경제적으로나 안전면에서 최적의 접지시스템을 선택하고, 또한 기준 접지 저항치와 접지공법 그리고 접지재료의 선택까지
전반적인 접지특성이 반영되어야 한다.  신뢰성 있게 설계된 접지시스템의 효과를 최대한 얻기 위해서는 확실한시공이 병행되어야 하며, 또한
시공된 접지의 정확한 측정과 분석은 접지로 인하여 발생할 수 있는 만약의 사태를 최대한 예방한다.  또한 안정적 접지는 누설전류 혹은
고저압 혼촉에 의한 감전사고를 예방하고, 낙뢰나 뇌 서지로 인한 인명 혹은 설비의 피해나 화재를 예방하여 인명의 안전 및 기기의 안정적 운용을
확보할 수 있도록 한다.

따라서 현대의 산업설비 및 기술의 눈부신 발전과 초 고속통신의 고도 정보화 시대에 맞는 접지의
중요성과 설치 목적에 부합된 접지시스템의 시공은 절대적이며, 이를 통해 우리는 안전성이나 경제성면에서 많은 유익을 얻을 수
있다.

style="MARGIN: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 140%; LETTER-SPACING: 1px"
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align=justify> 

align=justify>3) 접지의 필요성

align=justify>  * 전기적 피해로부터 시설물을 보호하기 위함
 

align=justify>  * 전기기기 원활한 기능을 확보하기 위함
 

align=justify>  * 전기적인 충격으로 부터 인명을 보호하기 위함
 

align=justify>  * 충격전류를 대지로 신속히 방류하기 위함
 

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align=justify>접지와 밀접한 관계인 전기적 특성에 영향을 미치는 불확실한 요소가 많아
접지저항치 결정이 이론적인 계산만으로는 결론을 내리지 못하는 경우가 많으므로 현장의 오랜 경험을 바탕으로 깊이 이해가 요구되고
있다.

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style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px; COLOR: black; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 130%; FONT-FAMILY: 한컴바탕; TEXT-ALIGN: justify"
align=justify> 

align=justify>4) 접지의
분류

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align=justify>접지는 여러 가지 분류 조건에 따라 다음과 같이 정리 할 수
있다.

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style="MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; MARGIN-LEFT: 25px; LINE-HEIGHT: 140%"
align=justify>① 접지의 사용분야 및 목적에 따른 분류

style="MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; MARGIN-LEFT: 25px; LINE-HEIGHT: 140%"
align=justify>② 접지 상호간의 접속 형태에 의한 분류

style="MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; MARGIN-LEFT: 25px; LINE-HEIGHT: 140%"
align=justify>③ 접지의 접속 위치에 의한 분류

style="MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; MARGIN-LEFT: 25px; LINE-HEIGHT: 140%"
align=justify>④ 접지의 시공 방법(공법)에 의한 분류

style="MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; MARGIN-LEFT: 25px; LINE-HEIGHT: 140%"
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align=justify>① 접지의 사용분야 및 목적에 따른 분류

align=justify> 

align=justify>가. 보안용 접지

align=justify>누전에 의한 감전 및 기기의 손상, 화재, 폭발방지 등 전기설비의 안전을
유지하기 위한 접지다.

align=justify> 

align=justify>  ◎계통 접지 : 고압전로와 저압전로가
혼촉되었을 때 감전이나 재해를 방지

align=justify>  ◎기기접지 : 누전되고 있는 기기에 접촉되었을
때 감전을 방지 (외함접지, 프레임 접지)

align=justify>  ◎뇌방지용 접지 : 낙뢰로부터
인명,화재,기기의 손상을 방지 (피뢰침, 피뢰기)

align=justify>  ◎정전기 방지용 접지 : 정전기의 축척에 의한
폭발 재해방지 (가공지선, 보안기 등)

align=justify>  ◎등전위 접지 : 병원에서 의료기기 사용시
안전확보

align=justify>  ◎잡음대책 접지 : 노이즈에 의한 전자기기의
오동작이나 손상을 방지 

align=justify> 

align=justify>나. 기능용 접지

align=justify>전기, 전자, 통신 설비기기의 안전을 목적으로 하는 접지다. 공장에서의
생산설비기기의 제어회로는 지락 사고등에 따라 오동작이 발생 하는 경우 중대한 위험이나 손해를 초래할 경우가 있으므로 계통 접지에는 특별히 주의가
필요하다. 따라서 제어전원은 한부분의 지락이라도 치명적인 위험이 발생하지 않도록 직류의 경우는 비접지로 하고, 교류의 경우에도 독립된 제어전원
변압기를 이용하는 경우는 비접지로 하는 것이 일반적이다. 그러나 다른 저압계통에서 직접 취할 경우는 접지선을 구별하여 만일의 경우 지락사고가
일어나더라도 중대한 오동작이 발생하지 않도록 배려해야 한다.

style="FONT-SIZE: 13px; MARGIN: 0px; COLOR: black; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 130%; FONT-FAMILY: 한컴바탕; TEXT-ALIGN: justify"
align=justify> 

align=justify>② 접지 상호간의 접속 형태에 의한 분류

align=justify> 

align=justify>가. 공통접지

align=justify>공통접지의 경우 접지전류에 의한 전위 상승이 접지를 공용하고 있는 모든 설비에
파급될 위험이 있다. 일반적으로 낮은 접지저항과 경제성 측면에서 공용접지를 많이 사용하고 있다.

align=justify> 

align=justify>  -직렬접지 : 접지점으로 부터 각각의 기기로 접지선을
직렬로 접속하는 것으로 시공이 간편하고 경제적이지만 각 장비 사이에 접지 전위차가 발생할 수 있다.

align=justify> 

align=justify>  -병렬접지 : 주접지점으로 부터 접지선을 병렬로 각각의
기기에 접속하는 것으로 각 장비간 등전위를 형성할 수 있으며 장비 상호간 영향을 받지 않아 양호한 접지를 구성할 수 있으나 시공이 복잡하고
비용이 많이 든다.  

align=justify> 

align=justify>  -직 병렬접지 :분전반 단위로 병렬접지를 하고 전체를
직렬접지 하는 것으로 경비,성능비에서 권장할 만한 방법이다.  

align=justify> 

align=justify>나. 단독접지

align=justify>접지에 따른 노이즈와 서지는 상당한 문제여서 기기의 정상적인 동작이 가능하도록
하는 기능성 접지가 중요시되면서 회로마다 독립적으로 단독접지를 한다. 접지극간의 전위상호 간섭문제 때문에 전위상승 파급의 위험이 있는
제2종접지, 피뢰기용 접지, 전력회사의 케이블 시스템 접지등으로 한다. 단독접지를 할 ?는 접지간의 상호 간섭을 줄일 수 있도록 접지 사이를
최대한 멀리 떼어 놓는 것이 필요하다.

align=justify>전자기기는 다른 계통에서 접지선을 통해 전류가 흐르는 경우가 있기 때문에 단독
접지를 권장한다.

align=justify> 

[표3] 공통접지/단독접지의
장단점

align=justify> 

align=justify>다. 공통/단독접지

align=justify>단독접지의 문제를 최소화하기 위해서는 평시에는 단독접지로 사용하고 낙뢰 등으로
단독접지 가운데 하나가 다른 접지와 전위차가 많아지면 이 전위차를 해소하도록 독립접지간에 전위차감소기를 설치하여 공통접지가 되도록 하는 접지
방식이다.

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align=justify> 

align=justify>③ 접지의 접속 위치에 의한
분류

align=justify> 

align=justify>가. 전원접지(Main Ground)

align=justify>전원접지는 전원의 인입단에 접지를 하여 전원의 기준 전위를 제공하며, 모든
전원은 전원접지를 제로(zero)전위로 하여 상대적 전압이 걸리게 된다. 전원 접지는 모든 접지의 기준점이 되어 분기하게 되며 변압기의 중심점과
접속하여등 전위의 형성을 유도, 안전을 주 목적으로 한다.

align=justify> 

align=justify>나. Local 접지

align=justify>분전반의 접지단자에 Main접지로 부터 분기된 접지선을 접속 시켜, 분전반
전원을 사용하는 모든 기기를 분전반 접지와 접속시킨다.

align=justify> 

align=justify>다. 통신/신호접지

align=justify>통신,신호 등 제어신호의 기준전위 제공 및 기기의 원활한 동작을 주 목적으로 한
접지로 통신 및 신호는 광대역의 주파수에 낮고 안정된 임피던스를 갖도록 설계 시공되어야 하고 전원접지와 공통접지 또는 별도접지를 할 수
있다.

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align=justify>라. UPS접지

align=justify>UPS 외함에 접속되는 보안용 접지다.  

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align=justify>마. 장비접지

align=justify>장비에 접속되는 접지는 피뢰기의 접지단자를 통해 하나의 접지에 병렬로 접속되어야
한다.

align=justify> 

align=justify>사. 보안접지(Frame Ground)

align=justify>장비의 외함, 분전반의 외함 등 금속제에 접지하는 것으로 전기적인 이상이 발생시
누설전류를 접지로 방류하여 인체 접촉시 전기적 충격을 받지 않도록 하고 공중파 또는 유도장애를 차단하여 기기를 보호한다. 보안접지는 전원접지
점으로 부터 분기하여 접속되는 전원접지의 일종이다.

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align=justify> 

align=justify>④ 접지의 시공 방법(공법)에 의한 분류

align=justify>가. 접지봉 공법

align=justify>접지봉은 접지공사시 시공이 용이하여 가장 많이 사용되고 있으며 직 병렬식으로
시공할 수 있다. 특히 병렬식의 접지봉 전극은 요구되는 접지저항값이 얻어질 때까지 연접하여 시공한다.

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align=justify>나. 매설지선 공법

align=justify>접지도선 단면적 22~28㎟ 동선을 20~40m 길이로 하여 접지지점을 기준으로
깊이 50~80cm 방사상 도랑을 파서 접지도선 단면적 22~28㎟ 동선을 20~40m 정도 묻고 접지도선 주위를 접지저감제 또는 접지 시멘트로
채운다. 이 방법은 송전선의 철탑, 송신소 등의 저저항 접지에 적합하다.

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align=justify>다. 보링접지

align=justify>공법보링기계로 직경 5~10cm의 구멍을 깊이 10m이상, 경우에 따라
30m정도 굴삭하고 봉상태의 접지 전극을 넣는다. 전극과 구멍의 공간에는 접지저감제 등을 넣는다. 이 방법은 대지 저항율이 높고 부지면적이 좁은
장소나 저저항의 독립접지가 필요한 장소에 적합하다. 접지 재료의 특성에 따라서 약간의 공사방법은 달리하고 있으나 접지목적을 실현하는데는 커다란
차이가 없으며 방법이나 재료 선정시 경제성을 먼저 계산하여 채택하는 것이 바람직하다. 보링의 직경은임의로 적용하기도 하지만 접지의 근본개념이
대지와의 접촉면적의 확대와 대지고유저항의 결정에 의존하므로 지질의상태와 작업여건에 따라 결정하는 것이 경제적이다.

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align=justify>라. 메쉬(Mesh:망상) 공법

align=justify>접지도선을 메쉬형태로 포설하고 교차되는 부분의 접속을 화학반응을 이용한
용접방법으로 접속하고, 필요시 접지도선 주위를 접지저감제로 채운다. 매설 후 접지도선과 저감제가 하나의 전극을 형성한다. 대지저항율이 높고
부지가 넓은 곳에 시공하기 적합하다. 메쉬공법은 접지공사 방법 중 경제성이 뛰어나며 접지 시스템 또한 비교적 안정적이어서 널리 사용하고 있다.
특히 구간별 선로접지나 전력용 접지를 신설시에는 가장 효율적인 방법이다.

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align=justify>5) 접지저항 저감제

align=justify>흙이라는 성질은 워낙 많은 변수(Factor)에 의해 요구하는 접지저항값은
설계대로 얻기에는 상당히 곤란하다. 때문에 여러가지 방법에 의해 대지를 조사하게 되는 것이다. 때에 따라서는 이런 방법에 의해 설계가 되어도
요구 저항치를 얻는 것이 곤란을 겪기도 한다. 때문에 과거로부터 이러한 문제를 해결하고자 수많은 사람들이 고민한 결과, 인위적으로 접지 저항값을
쉽게 얻어낼 수 있도록 고안한 것이 접지저항 저감제라고 할 수 있다.

align=justify>접지저항을 낮추기 위한 수단으로서는

align=justify>   * 접지전극을 길고, 크게 하는 것

align=justify>   * 양질의 대지를 선정하는 것 등이 주종을
이루어 왔다.

align=justify>그러나 최근에는 이들 모두 원하는 것을 얻기에는 부족함이 많다. 그리고 접지극을
길게, 크게 하기에는 공사비등의 비용이 다소 소요됨에 따라 자연적으로 접지저항 저감제의 사용이 고려되 었다. 과거에는 이러한 점에 의해 토양을
인위적으로 치환하고자 소금물, 숯가루, 분뇨등을 이용 접지극 주변에 사용되었다. 이는 대지의 토양성분을 화학적으로 치환하여 대지저항율을 낮추고자
함이었다. 그러나 이들의 사용상 단점으로는 일시적으로는 양호한 효과를 볼 수는 있지만 빗물이나 지하수의 흐름으로 인해 소멸되어 장기간 동안의
효과가 없어진다는 것이다. 또한 숯가루, 연탄재 등의 사용은 부식 작용으로 접지선의 단선 사고를 유발시킬 수 있어 이의 사용이 엄격히 규제되고
있다.

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align=justify>6) 토양별 대지저항률

align=justify>대지저항률에 영향을 미치는 요인으로는 대지내의 수분의 함유량, 수분의 화학적
성분, 토양의 종류, 지질 성분, 대지의온도 및 기후 그리고 지역적 특성 등이 있다. (표-4), (표-5)은 ANSI & IEEE에서
규정한 대지저항률의 특성을 보여준다.

align=justify> 

[표4] 토양별 고유저항

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[표5] 지역에 따른 대지저항률

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align=justify>대지고유저항은 동일지역이라도 각 지층별로 그 값이 틀리고 특히 지표면
10m이내는 지층 구성의 변동이 매우 심하여 측정장소에 따라 그 값이 변동이 심하다.  그 값은 주로 토양의 종류에 따라서
결정된다.

align=justify> 

7) 접지공사의 종류(전기 제19조 및 제20조)

[표6] 접지공사의 종류

8) 접지대상기기

가. 전기

[표7] 접지대상기기(전기)

나. 통신

[표7] 접지대상기기(통신)

size=2>다. 공통접지 기술규정(Common Grounding)

[표8] 공통접지 기술규정

align=left> 

align=justify>9) 접지와 Surge의 관계

align=justify>인명이나 기기의 보호를 위해서 접지는 설치가 필수적이지만, Surge의 측면에서 보면 접지가
있으므로 인하여 훨씬 많은 Surge가 유입되며 접지의 성능이 우수할수록 Surge의 유입은 많아진다. 그 이유는 낙뢰등으로 지면에 형성된 강한
Surge가 접지선을 타고 들어가 전기.전자 기기의 Ground의 전위가 상승하므로 부품의 파손을 일으킨다.

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