소방안전-Eis2000 사용교재 (2) by KPC Korea

전기설비안전공학 이론 및 실습 (EIS-2000)

1. 감전재해의 개요 2. 전기설비의 점검 3. 감전사고 응급조치

1. 접지의 개요 2. 접지의 종류 3. 접지공사의 종류와 시설 장소에 따른 규정

1. 전자파 장해의 개요 2. 전자파 장해의 종류 3. 전자파 장해 방지 대책

1. 정전기 이론 2. 정전기 재해 3. 정전기 방지대책

1. 낙뢰 2. 낙뢰에 의한 피해 3. 낙뢰대책 5. 피뢰설비의 보호 영역 6. 뇌해 방지용 접지

제1장 총칙 제2장 사용전 점검 개요 제3장 사용전 점검 및 전기공급 절차 제4장 점검기준 및 방법

1. 단상전압 측정 2. 삼상전압 측정 3. 직류전압 측정 4. 검상 측정 5. 검전 측정 6. 저항 측정 7. 절연저항 측정 8. 접지저항 측정 9. 전류 측정 10. 누전차단기 시험

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1. 감전재해의 개요 2. 전기설비의 점검 3. 감전사고시 응급조치

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1. 감전재해의 개요 가. 감전 일반적으로 감전(感電, electric shock)이란 인체의 일부 또는 전체에 전류가 흐 르는 현상을 말하며 이에 의해 인체가 받게 되는 충격을 전격(電擊, electric shock)이라고 하는데, 전격은 사고의 결과로 일어나는 현상이기 때문에 전기적인 재해의 일종으로 통칭하는 경우가 많다. 전격은 간단한 충격으로부터 심한 고통을 받는 충격, 근육의 수축, 호흡의 곤란, 때로는 심실세동에 의한 사망까지도 발생한다. 이러한 전격의 정도는 통전전류의 크기, 통전경로, 통전시간, 전원의 종류, 주파수 및 파형에 따라 결정되는데, 통전전류가 크거나 또는 전류가 인체의 중요한 부분을 포함하는 경로를 따라 흐르거나 또 오랫동안 흐를수록 위험도가 높아진다. 한편 통전전류의 크기가 작거나 통전시간이 짧을 경우에는 의식을 잃지는 않지 만, 의식이 확실한 경우에도 신체의 움직임이 둔하게 되어 높은 곳에 있을 때에는 추락하는 경우가 종종 발생한다. 이 경우에는 대부분 추락이라는 2차적인 사고에 의해 재해가 발생하지만, 이러한 경우에도 감전을 1차적인 사고로 보아 감전사고로 인한 재해로 분류한다. 인체를 흐르는 통전전류는 접촉전압과 인체의 저항에 의해 영향을 받는데, 피부 의 저항이 전압의 크기에 관계없이 일정하다고 하면 인체의 내부저항은 거의 일정 하므로 통전전류는 접촉전압에 비례하게 되며, 따라서 접촉전압이 높을수록 전격의 위험도 그만큼 더 커지게 된다. 그러나 실제의 피부저항은 전압이 높아지면 상대적 으로 더욱 낮아지는 경향이 있고, 또 전압이 1000[V]이상으로 되면 절연파괴가 일 어나서 아크(arc)가 발생할 우려가 있으므로 더욱 위험하게 된다. 600[V]이하인 저압의 교류에서는 인체가 충전부분에 직접 접촉하여 감전사고가 발생하는 것이 일반적이며 화상을 동반하는 경우는 드물다. 그러나 600[V]가 넘는 고압에서는 인체가 충전부분에 직접 접촉하지 않더라도 어느 한계 이상으로 접근하 면 인체와 충전부분 사이에 있는 공기가 절연 파괴되어 섬락(閃絡, flash over)이 일어나는 경우가 있으며, 이 경우에는 섬락에 따른 아크로 인하여 심한 전기화상을 동반하게 된다. 감전사고로 인한 전기재해는 이상에서 언급한 전격재해 및 아크에 의한 화상 그 리고 2차적으로 발생하는 추락, 전도에 의한 재해 이외에도 통전전류의 발열작용에 의해 체온이 상승하여 사망하는 경우 등도 있다. 나. 전압의 구분 우리나라에서 사용하고 있는 전압은 크기에 따라 저압, 고압, 특별고압으로 구분 하고 있으며, 교류 60Hz인 경우는 약간 다르다. - 5 -

표1은 전압의 구분을 나타낸 것이다. 표 1 전압의 구분 구 분 저 압 고 압

교류(60[Hz])

직류

600[V] 이하인 것

750[V] 이하인 것

600[V]를 넘고

750[V]를 넘고

7000[V] 이하인 것

특별고압

7000[V]를 넘는 것

한편, 고압이상의 전압을 가리켜 고전압이라고 하는 경우도 있으며, 특별고압중 154[KV]이상의 것을 초고압, 765[KV]이상의 것을 초초고압이라고 하는 경우도 있으나 규정된 것은 아니다. 다. 감전사고의 형태 감전사고를 일으키는 주된 과정을 종합하여 보면, 대략 다음과 같이 5가지의 형 태로 나눌 수 있다. 1) 인체에 의한 대지경로의 구성 전선 등의 전기통로에 인체 등이 접촉되어 인체를 통해 지락전류가 흘러서 감전 되는 경우로서, 전기 작업이나 일반작업 중에 발생하는 대부분의 감전사고가 여기에 속한다.

그림 1. 대지경로의 구성에 의한 감전

2) 비충전부 접촉 누전상태에 있는 전기기기에 인체 등이 접촉되어 인체를 통해 지락전류가 흘러서 감전되는 경우로서, 절연불량의 전기기기 등에 인체가 접촉되어 발생하는 경우가 많 고, 또 이러한 불량전기설비가 시설된 철 구조물 등에 인체가 접촉되어 발생하는 경 우도 있다.

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그림 2. 비충전부 접촉에 의한 감전

3) 인체에 의한 단락경로의 구성 전기통로에 인체 등이 접촉되어 인체가 단락되거나 혹은 단락회로의 일부를 구성 하여 감전되는 경우, 예를 들면 전압이 걸려있는 두 전선 사이에 인체가 직접이거나 또는 도전성이 있는 물체를 통하여 접촉된 경우로서, 교류 아크용접기에 의한작업중 발생하는 감전사고 등이 있다.

그림 3. 단락경로의 구성에 의한 감전

4) 섬락의 통로 구성 고전압의 전선로에 인체 등이 너무 가깝게 접근하여, 공기의 절연파괴현상이 일 어나서 아크가 발생하여 화상을 입거나 인체에 전류가 흐르게 되는 경우.

그림 4. 섬락의 통로 구성에 의한 감전

5)정전유도 현상 전기의 유도현상으로 인해 인체를 통과하는 전류가 발생하여 감전되는 경우. 이 것은 인체가 초고압의 전선로에 근접하는 경우 인체에 유도 대전된 전하가 접지된 물체로 흘러서 감전되는 것으로, 주로 정전유도작용에 의해 발생하며 초고압의 전선

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로 주변에서 흔히 일어나는 현상이다. 이 결과는 적게는 짜릿한 느낌에서 크게는 전 격에 의한 사망재해까지도 발생시킨다.

그림 5. 정전유도 현상에 의한 감전

라. 전격현상과 전격위험인자 상용주파수의 전선로에 감전되어 사망하는 것은, 전격에 의한 화상과 쇼크에 의 해 높은 곳에서 추락하여 사망하는 것을 제외하면 일반적으로 다음 3가지 메카니즘 이 주된 원인으로 알려져 있다. ①

심장부에

전류가

흘러,

심실세동이

발생하여

혈액순환기능이

상실되

어 일어난 것. ② 뇌의 호흡중추신경에 전류가 흘러, 호흡기능이 정지되어 일어난 것. ③ 흉부에 전류가 흘러, 흉부수축에 의한 질식으로 일어난 것. 이상에서와 같은 전격의 위험을 결정하는 주된 인자로는 다음과 같은 것을 들 수 가 있다. ① 통전전류의 크기 ② 통전경로(전류가 신체의 어느 부분을 흘렀는가?) ③ 전원의 종류(교류, 직류별) ④

통전시간과

전격인가

위상(심장

맥동주기의

어느

위상에서

통전했는

가?) ⑤ 주파수 및 파형 기타 간접적으로는 인체저항과 전압의 크기 등이 관계하고 있다. 따라서 통전전 류가 크고, 신체의 중요한 부분을 흐르며, 또한 장시간 흐른 만큼 위험성이 크게 된 다. 1) 통전전류와 인체반응 전류가 인체에 흐르는 경우에는 그 크기에 의해 여러 가지 생리적인 영향이 나타 난다. 인체의 생리적 반응에 대한 실험결과는 개인차에 따라 당연히 달라지겠지만. 통계적인 처리를 통해 여러 가지의 의미 있는 결과를 얻을 수 있다. 표 2는 여러 가지 실험을 통해 얻어진 결과를 일반적으로 나타낸 것으로, 통전전류값에 대한 인 - 8 -

체의 영향을 보여주고 있다. 표 2 통전전류와 전격의 영향 직류[mA] 전격의 영향

남

느낄수 있음(최소감지전 5.2 류) 고통이 없는 쇼크, 근육 9 은 자유로움 고통이 있는 쇼크, 근육 62 은 자유로움(가수전류) 고통이 있는 쇼크, 이탈 74 한계(볼수전류) 고통이 격렬한 쇼크, 근 90 육경직, 호흡곤란 통전시간 : 심 실 세 동 0.03초 1,300 의 가능성 통전시간 : 3 500 초 심실세동이 확실하게 발생

교류(실효치)[mA] 60[Hz]

여

10,000[Hz]

남

여

남

여

3.5

1.1

0.7

1.8

1.2

10.5

1,300 500

1,000 100

1,000 500

1,100 500

위 값의 2.75배 한것

가) 최소감지전류(Perception Current) 인체에 전압을 인가하여 통전전류의 값을 서서히 증가시켜서 어느 일정한 값에 도달하게 되면, 고통을 느끼지 않으면서 짜릿하게 전기가 흐르는 것을 감지하게 되 는데 이때의 전류값을 최소감지전류라 한다. 이 전류의 값은 직류냐 교류냐에 따라 또 남녀·건강·연령에 따라서도 다르게 되며 표 2를 참고하면 쉽게 알 수가 있다. 교류인 경우 상용주파수 60[Hz]에서 건 강한 성인남자의 경우는 약 1[㎃] 정도이다. (1) 60[Hz] 정현파교류에 의한 감지전류 인체에서 가장 전류에 대하여 민감한 곳은 안구로서 20[㎂]의 전류에도 반응을 나타내고 있고, 다음은 혀끝으로서 45[㎂]의 아주 작은 값을 나타내고 있지만, 이러 한 부분을 제외하면 상용 주파수 정도의 정현파 교류의 경우 대체로 1[㎃]정도가 되어야 비로서 전격을 느낄 수 있다. 또 전격을 느끼는 정도는 그것을 예기하고 있는 가 아닌가에 따라 다르고, 전혀 예기하지 않을 때에 전격을 받으면 강하게 느낀다고 되어 있다. (2) 감지전류에 미치는 주파수의 영향 주파수를 증가시키면 감지전류도 증가해 간다.

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(3) 직류에 의한 감지전류 직류에 의한 감지전류를 측정하여 실험한 결과로 평균치가 5.2[㎃]이고, 직류는 교류에 비해 약 5배의 수치가 되고 있다. 이상 서술한 것과 같이 감지전류 정도의 전류에서는 특별히 인체에 직접 위험을 수반하는 일은 거의 없지만, 이 정도의 전류라 하더라도 불안전한 자세로 작업을 하 고 있는 경우 등에 불의의 전격을 받게 되면, 그 쇼크(shock)로 깜짝 놀라서 높은 곳에서 추락하는 등의 2차적인 재해를 발생하게 된다. 나) 가수전류와 불수전류 통전전류가 최소감지전류보다 더 증가하면 인체는 전격(Electric Shock)을 받게 되지만 처음에는 고통을 수반하지는 않는다. 그러나 전류가 더욱 증가하면 쇼크와 함께 고통이 따르게 되며, 어느 한계 이상의 값이 되면 근육마비로 인하여 자력으로 충전부에서 이탈하는 것이 불가능하게 된다. 여기에서 인체가 자력으로 이탈할 수 있는 전류를 가수전류(Let-go Curr -ent)라 하며, 자력으로 이탈할 수 없는 전류를 불수전류(Freezing Current)라 한 다. 또한 전원이 교류인 경우에는 가수전류를 이탈전류라고도 부르며, 직류인 경우 는 교류와 구별하기 위하여 해방전류(Release Current)라고 한다. 한편, 불수전류는 인체가 충전부에 붙어있게 된다는 의미에서 교착전류라고도 부 르고 있다. (1) 60[㎐] 정현파교류에 의한 가수전류 실험에 의해 최대전류(가수전류)를 측정한 것에 의하면 남자 평균치가 16[㎃], 여자 평균치는 10.5[㎃]로서 대체로 10∼15[㎃]정도인데, 문헌에 따라서는 이 전 류를 마비한계전류라고 하는 경우도 있다.

최저가수전류치는 남자 9[㎃], 여자 6

[㎃]정도이다. (2) 직류에 의한 가수전류 실험에 의하면 직류의 경우 이탈할 수 있는 전류의 평균치는 남자의 경우 73.7 [㎃]이고, 여자의 경우는 약 50[㎃]이다. 직류 경우에는 교류와는 달리 이탈한계전 류 근처에서 심한 불쾌감을 느끼기 때문에 교류인 경우와는 구별하여 해방전류라고 부르고 있다. (3) 가수전류에 대한 탈출시간 18세에서 50세까지의 남자 32명에 대해 각 피험자에 대응한 60[㎐]의 교류(각 자의 가수전류보다 약간 많고 2∼4[㎃]를 넘지 않는 범위)를 인가하였다가 차단시 켜서, 쥐고 있는 직경 3.25[㎜]의 동선을 놓을 때까지의 시간을 측정하였을 때 전 원을 차단시켜도 0.4초 이내(평균 약 0.2초)는 팔의 근육이 일시적으로 동결되는 - 10 -

증상을 보이고, 순간적으로 탈출할 수 없는 것을 나타내고 있다. 따라서 안전한 60[㎐]의 가수 전류치로서는 최저치를 잡아서 남자 9[㎃], 여자 6[㎃]정도 이하로 보는 것이 좋다. (4)고통한계전류 통전전류가 최소감지전류보다 커지면 어느 순간부터는 고통을 느끼게 되는데, 이 것을 참을 수 있는 한계는 실험적으로 명확하게 밝혀진 것은 없지만 보통 7∼8[㎃] 정도가 되는 것으로 여러 문헌에서 기술하고 있다. 다) 심실세동전류 인체에 통전되는 전류가 더욱 증가되면 전류의 일부가 심장부분을 흐르게 된다. 이렇게 되면 심장이 정상적인 맥동을 하지 못하며 불규칙적으로 세동을 하게 되어 결국 혈액의 순환에 큰 장애를 가져오게 된다. 이와 같은 현상을 심실세동(Venticular Fibrilation)이라 부르며, 일단 이 상태가 되면 전류를 제거하여도 자연적으로는 건강을 회복하지 못하며 그대로 방치하여 두 면 수 분 내에 사망하게 된다. (1) 심실세동전류와 통전시간과의 관계 심실세동을 일으키는 전류값을 사람을 실험대상으로 하여 결정할 수 없으므로 여 러 종류의 동물실험을 통하여, 그 결과로부터 사람의 경우에 대한 전류값을 추정하 고 있다. 이렇게 추정된 심실세동전류값 I는 통전시간 T에 크게 관계되며, 전류값의 관계 식은 여러 사람에 의하여 주장되고 있으나 Dalziel에 의한 다음과 같은 식이 일반적 으로 널리 인정되고 있다.

165 T [㎃]

여기서 전류 I는 1,000명중 5명 정도가 심실세동을 일으키는 값이며, T는 통전 시간[sec]이다. 심실세동을 일으키는 위험한 전기에너지는 인체의 전기저항 R을 500[Ω]으로 보면 다음과 같다. 전기에너지를 W라 하면

W = I 2RT=( (165 2 ×10

-6

165 × 10 T

-3

)×500T

)×500 = 13.6[W․sec] = 13.6[J]

13.6×0.24[cal] = 3.3[cal] 즉, 13.6[W]의 전력이 1[sec]간 공급되는 아주 미약한 전기에너지이지만 인체 - 11 -

에 직접 가해지면 생명을 위협할 정도로 위험한 상태가 된다. 참고로 심실세동 전류의 종류를 보면 표 3과 같다. 표 3 심실세동 전류의 종류 심실세동전류의 체중 종류[mA] [kg]

통전시간[sec] 심실세동 발생률 0.005 0.03 1 (%)

위 험 전 류 위험한계전류

인가되는 전기에너지[J] (인체저항 500[Ω])

0.5

2,340

955

165.4

95.5

13.7

6,440

2,630

455

263

103.5

10,530 4,300

744

430

277

치 사 전 류

99.5

위 험 전 류

0.5

1,950

796

137.8

79.6

9.5

5,380

2,190

380

219

99.5

8,800

3,580

622

358

193

위험한계전류

57.4

치 사 전 류

(2) 심실세동전류에 미치는 전류경로의 영향 심장에 대한 전류의 분류비율은 머리→뒷발, 앞발→뒷발의 경로가 가장 크고, 손 표 4 심실세동전류에 미치는 전류경로의 영향(60㎐], 통전시간 3초) 전 류 [㎃] 전 류 경 로

羊의수

심실세동을 일으키는 최소전류

심실세동을 일으키지 않는 최대전류

평균

범위

평균

우측앞발→좌측뒷발

250

160∼390

240

우측앞발→좌측앞발

390

300∼370

360

머 리→좌측뒷발

300

120∼430

260

좌측앞발→우측흉부

240

140∼390

200

우측흉부→좌측흉부

260

170∼410

240

우측뒷발→좌측뒷발

12.4[A]까지 심실세동을 일으키지 않는다.

이나 앞발사이 그리고 발이나 뒷발사이는 상대적으로 매우 작은 편이었다. 그러나 발사이의 통전은 심장에 대한 위험도는 낮지만 전류의 크기에 따라서는 괴사가 발생하여 발을 절단해야하는 경우도 발생하기 때문에 이에 대한 안전도 고 려할 필요가 있다.

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표 5 심장부에 흐르는 전류비 전 류 경 로

심장부에 흐르는 전류비

손-손

1.0∼4.4％ 평균 3.3％

손-발

4.8∼87.5％ 평균 6.7％

발-발

0.4％ 이하

머 리-뒷발

8.3∼10.8％ 평균 9.0％

우측앞발-뒷발

6.2∼10.3％ 평균 7.6％

좌측앞발-뒷발

5.3∼8.0％ 평균 7.1％

뒷 발-뒷발

실험대상

사체에 대한 실험

살아있는 개에 대한 실험

-0

註) 죽은 후 30분간은 전류분포가 변화하지 않음을 확인했다.

(3) 심실세동에 미치는 전격인가위상의 영향 심실세동의 발생에 있어서는 심장맥동주기의 어느 위상에서 전격이 인가되는가가 또 하나의 중요한 인자로 되어 있다. 심장의 맥동주기를 심전도에서 보면 그림 6과 같이 P파(心房의 수축에 따른 파 형), Q-R-S파(心室의 수축에 따른 파형) 및 T파(心室의 수축 종료시 발생하는 파 형)로 구성하고, R-R간의 간격을 심장의 맥동주기라 한다. Ferris, King은 양에 대해서 60[㎐]의 전류를 0.03초간 통전하고 전격을 인가한 위상과 심실세동을 일으키는 확률에 대해서도 실험을 행하여 그림 7과 같은 결과를 얻고 있다.

그림 6. 심장의 맥동주기

그림 7. 전격인가 위상과 심실세동 확률과의 관계

이에 따르면, 심실이 수축종료하는 T파 부분에서 전격이 인가되면 심실세동을 일 으키는 확률이 가장 크고 위험한 것으로 되어 있다. (4) 반전격(Counter Electric Shock) 심실세동전류를 넘어서는 통전전류에 대해서는, 심실세동의 비율이 증가하나 어

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느 정도 증가하면 극대점에 도달하여 그 이상 통전전류를 증가하면 오히려 심실세 동을 일으킬 확률이 감소한다. 그 이유는 대전류에 의해 전격을 받는 경우는 심장이 세동을 일으키지 않고 심장 근육이 일시에 수축하여 맥동이 정지되지만, 그것이 극히 짧은 시간 동안이면 전격 후 바로 정상맥동으로 돌아오기 때문이다. 따라서 저압전기에서 비교적 작은 전류가 흐르는 경우가 큰 전류가 흐르는 경우 보다 심실세동에 의해 사망하는 위험성이 오히려 더 크다고 할 수 있다. 이 사실을 역으로 이용하여 심실세동을 일으키는 경우의 회복을 위해서, 큰 전류 를 단시간 흘려서 심장의 맥동을 정상으로 돌리는(Defibrillator)가 이용되고 있는 데, 그중 한 종류의 예를 들어보면 다음과 같은 것이 있다. 전압 : AC 480[V] (대인용) 및 120[V](소인용) 전류 : AC 5[A] 통전시간 : 0.25초 이 장치는 9평방인치의 두 전극을 왼쪽 유두와 흉골 상부에 대고 스위치를 눌러 회복 쇼크를 심장에 공급하는 것이다. 라) 기타의 생리적 반응 (1) 고온증 통전시간이 길게 되면 인체저항 때문에 신체에 Joule열이 발생한다. 그 결과, 인 체조직의 온도가 상승하여 정상적인 기능이 상승되며 별다른 장애가 없이도 사망할 수가 있다. 특히 높은 주파수의 전류인 경우에는 유전체 손실과 저항의 표피효과 등도 문제 로 되기 때문에 고온증으로 사망하는 일이 많다. (2) 실신 전격을 받은 후 의식불명상태에 빠지는 것으로 짧으면 2∼3분, 길게는 20∼30분 까지 계속되는 경우도 있지만, 깨어난 후에는 두통이나 전신권태감이 생기는 외에는 특별한 후유증은 없는 경우가 많다. 실신율은 전압이 높을수록 커지며, 심한 경우는 호흡이 정지되는 경우도 있으므 로 응급조치후 병원에서 치료를 받도록 하는 것이 좋다

마) 통전전류에 따른 인체의 반응 동물실험을 통한 결과로부터 50[㎐] 전류에서 통전경로가 손-몸통-다리로 되 고, 통전시간이 1초인 경우의 생리적 반응을 관찰하여 표 7의 결과를 얻었으며, 생 리적 반응에 따라 전류범위를 4가지영역으로 나누었다. - 14 -

표 6 구분의 전류범위에 있어서의 생리적 반응 전류범위

생 리 작 용

전류[㎃]

Ⅰ

전류를 감지하는 상태에서 자발적으로 이탈이 불가 능하게된 상태, 심장박동리듬과 신경계통에는 영향이 없다.

약 25이하

Ⅱ

아직 참을 수 있는 전류로서 혈압상승, 심장맥동의 불규칙, 회복성 심장정지, 50㎃이상에서는 실신한다.

25-80

Ⅲ

실신, 심실세동

Ⅳ

혈압상승, 회복성 심장정지, 부정맥 폐기종

80-3000 약 3000이상

2) 감전전류 영향 기준 감전전류가 인체에 미치는 영향을 앞에서 설명하였으나 참고적으로 그동안 발표 된 몇 가지 기준에 대해 기술하면 다음과 같다. (1) 독일의 코펜(Koeppen)에 의한 기준 (가) 통전전류가 세로로 흐른 경우(50[㎐]) ① Ⅰ: 0∼25[㎃] -1[㎃]이하 : 거의 느끼지 못함 -5[㎃]이하 : 가벼운 경직 또는 마비 현상 -15[㎃]이하 : 이탈 가능한 경련현상 -15[㎃]이상 : 경련현상 ② Ⅱ: 25∼80[㎃] -

혈압이

상승하고

심장의

불규칙적인

박동,

50[㎃]이상에서는

실

신 ③ Ⅲ: 80[㎃]이상 3∼8[A]이하 - 약 0.3초 이상에서 심실세동으로 인한 사망 ④ Ⅳ: 3∼8[A]이상 - 고전압 감전의 경우로 피부의 내·외부화상과 통전 중 심장마비 - 화상 또는 탄화로 인한 사망 (나) 통전전류가 수평 또는 부분적으로 흐를 경우(50[㎐]) 인체에 심실세동의 한계를 넘는 전류가 흐르더라도 심장은 분로(Shunt) 역할을 하게 되므로 전류가 흐르는 경로에 따라 인체에 미치는 위험도는 달라지게 된다.

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표 7 통전경로별 위험도 통 전 경 로

위 험 도

왼손-가슴

1.5

오른손-가슴

1.3

왼손-한발 또는 양발

1.0

양손-양발

1.0

오른손-한발 또는 양발

0.8

왼손-등

0.7

한손 또는 양손-앉아 있는 자리

0.7

왼손-오른손

0.4

오른손-등

0.3

표 7에서 숫자가 클수록 위험도가 높아진다. 예를 들면 왼손과 오른손 간에 200[㎃]의 전류가 통전되는 것과 양손과 양발사이에 80[㎃]의 전류가 통전되는 것 은 그 위험도가 서로 동일하다. 이는 통전경로가 '왼손-가슴'인 경우에는 전류가 심 장을 관통하므로 가장 위험하게 되고(심실세동 전류 약 55[㎃]), '왼손-오른손'이 통전경로인 경우에는 심장이 분로가 되므로 심실세동이 일어나서 사망할 가능성은 그만큼 낮아진다는 것을 의미하고 있다. (2) 국제전기기술위원회에 의한 기준 국제전기기술위원회(IEC, International Electrotechnical Commission)에서는 전기설비 사용에 따른 감전의 안전한계에 대해 검토한 결과, 전류가 인체에 미치는 영향에 4개 Zone으로 결정 발표했다. Zone 1: 별다른 반응이 없는 지역 Zone 2: 일반적으로 위험한 반응이 없는 지영 Zone

인체조직의

파괴가

없는

지역,

즉

근육수축,

호흡장애,

회복성

심장정지등은 일어나나 심실세동은 일어나지 않음. Zone 4: 심실세동이 일어날 수 있는 지역 감지전류는 교류 0.5[㎃], 직류 2[㎃]이고 이탈전류는 교류 10[㎃], 직류 30 [㎃] 정도이다.

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2. 전기설비의 점검 가. 변압기 설비 부하측에서는 일반적으로 변압기의 1차측은 고압 또는 특별고압이고, 2차측은 저 압이지만 감전사고 방지대책으로는 고압측의 전압을 기준으로 한다 변압기의 시설방법은 전기설비기술기준에 관한 규칙 제 37조(고압용 기계·기구 의 설비)에 의하여 그림 13과 같이 지면상에 시설한 경우는 자격이 있는 사람외에 는 출입할 수 없게 울타리를 설치하고, 울타리의 높이 a와 울타리로부터 충전부분까 지 거리 b의 합계를 5[m]이상으로 하여야 한다. 또한 그림 14와 같이 조영재에 설치한 변압기나 주상변압기는 지면으로부터 4.5[m]이상의 높이에 시설하고 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 하여야 한다. 이때 변압기와 울타리의 거리 및 높이의 합은 전기설비기술기준에 관한 규칙 제 45조 규정된 바와 같이 표 17의 왼쪽에 제시한 사용전압의 구분에 따라 오른쪽에 제시한 값 이상으로 시설하여야 한다.

그림 14. 조영재 및 주상설치변압기

그림 13. 지상 설치 변압기

표 17 사용전압에 따른 울타리·담등의 시설거리 사용전압의 구분

울타리, 담 등의 높이와 울타리, 담 등으로부터 충전 부분까지의 거리의 합계

35,000[V]이하

5[m]

35,000[V]를 넘고 160,000[V]이하

6[m]

160,000[V]를 넘는 것

6[m]에 160,000[V] 또는 그 단수마다 12[cm]를 가한 값

나. 아크를 발생하는 기구 - 17 -

아크(Arc)를 발생하는 기구와 가연성 물질인 목재의 벽 또는 천정 등과의 이격 거리는 표 18과 같이 이격거리를 유지하고 있는가를 확인한다. 물론 작업시 운반물체를 방치하거나 운반할 경우에도 표 8과 같은 이격거리를 확 보하여야 한다. 표 18. 아크를 발생하는 기구와 목재의 벽 또는 천정과의 이격거리 아크를 발생하는 기구

이 격 거 리

개폐기, 차단기

① 고압용의 것은 1[m]이상

피뢰기, 기타 유사한 기7구

② 특별고압용의 것은 2[m]이상

다. 고압옥내배선 1) 애자사용 공사인 경우 ① 사람이 접촉될 우려가 없도록 배선이 되어 있는지 점검한다. ② 전선은 1.6[mm]이상의 연동선과 같은 세기를 가지는 굵기의 고압절연전선 또는 인상용 고압절연전선을 사용하였는지를 점검한다. ③ 전선의 지지점간의 거리는 5[m]이하가 되는지, 또 조영재면과 연하여 가설 된 경우는 2[m]이상마다 견고하게 지지되어 있는지를 점검한다. ④ 전선의 상호간격은 8[cm]이상 이격되어 있으며, 조영재와의 이격거리는 5[cm]이상 유지되었는지를 점검한다. ⑤ 전선이 조영재를 관통하는 경우는 그 부분에 전선마다 난연성 및 내수성의 절연관(애관)으로 보호되어 있는지를 점검한다. ⑥ 고압옥내배선이 저압옥내배선과 쉽게 식별할 수 있게 시설되어 있는지를 점 검한다. ⑦ 고압옥내배선이 다른 고압옥내배선 또는 저압옥내배선 및 수도관 등과 접근 이나 교차하는 경우에는 이격거리가 15[cm]이상 유지되어 있는지를 점검한 다. ⑧ 전선의 절연피복 부분에는 손상을 입은 곳은 없으며 전선접속부분은 적절하 게 절연이 되어 있는가, 또 말단부분의 처리는 안전하게 처리되었는지를 점 검한다. 2) 케이블공사인 경우 ① 케이블이 중량물의 압력 또는 기계적 충격을 받을 우려가 있는 장소에 시설 되어 있을때는 적당한 방호장치가 되어 있는지를 점검한다.

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② 케이블을 조영재에 연하여 배선할때는 지지점간의 거리가 2[m]이하이고 또 한 견고하게 지지되어 있는지를 점검한다. ③ 케이블의 방호장치 및 전선의 접속기 등의 금속부분에는 제1종 접지공사가 적절하계 시설되어 있는지를 점검한다. ④ 케이블이 저압옥내배선 및 수도관과 접근 또는 교차하는 경우에는 이격거리 가 15[cm]이상 유지하고 있는지를 점검한다. ⑤ 케이블의 단말처리는 안전하게 처리되었는지를 점검한다. 라. 저압옥내배선 ① 저압옥내배선은 시설장소에 따라서 표 19과 같이 적정한 배선방법에 의하여 시설되어 있는지를 확인한다. ② 저압옥내배선에 사용된 전선의 허용전류는 부하의 용량 등에 적합한 굵기의 전선이 사용되고 있는지를 확인한다. 절연전선등의 허용전류(안전전류)는 내 선규정 제130조 제1항에 규정하고 있다. ③ 옥내배선에 적합한 절연전선이 사용되어 있는지를 점검한다. 표 19 시설장소에 적합한 공사방법 사용전압의 구분 시설장소의 구분

전개된 장소

400[V]이하인 것

400[V]를 넘는 것

애자사용공사, 목재몰드 공사, 합성수지몰드공사, 애자사용공사, 금속닥트공 건조된 장소 금속몰드공사, 금속닥트 사 또는 버스닥트공사 공사 또는 버스닥트공사 기타의 장소 애자사용공사

애자사용공사

애자사용공사, 목재몰드 공사, 합성닥트공사, 금 애자사용공사, 금속닥트공 건조된 장소 점검할 수 있는 속몰드공사, 금속닥트공 사 또는 버스닥트공사 사 또는 버스닥트공사 음 폐 장 소 기타의 장소 애자사용공사 점검할 수 없는 음 폐 장 소

건조된 장소

애자사용공사

애자사용공사 또는 플로 애자사용공사 어닥트공사

마. 분전반·배전반·개폐기 등 ① 분전반·배전반·개폐기 등 정격치가 적합한 것이 사용되고 있는가를 설계 도면과 대조하면서 점검한다. ② 분전반·배전반 등은 견고하게 고정되어 있는지를 점검한다. ③ 단자와 전선의 접속부분이 견고하게 조여져 있는지를 점검한다.

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④ 전선의 피복에 손상을 입은 곳은 없으며, 말단처리는 안전하게 처리되어 있 는지를 점검한다. ⑤ 전등분전반인 경우는 단상 3선식에서 중성선에 퓨즈의 사용없이 전선으로 직결되어 있는지를 점검한다. ⑥ 분전반이나 배전반이 옥외에 시설되어 있는 경우는 방수형 또는 방수구조로 된 것으로 사용되고 있는지를 점검한다. ⑦ 분전반 및 배전반 등의 금속제 외함에는 사용전압에 따르는 접지공사 (400[V]이하는 제3종 접지공사, 400[V]를 넘는 저압용의 것은 특별 제3종 접지공사)가 되어 있는지를 점검한다. 바. 전등시설 전등의 시설방법에 관하여 점검하는 요점은 다음과 같다. ① 백열전등이 옥내에 시설되어 있는 경우는 대지전압이 150[V]이하인 회로에 서 사용되고 있는지를 점검한다. ② 공장 등에서는 다음과 같이 시설되어 있으며 300[V]이하에서 사용할 수 있 으므로 다음의 사항을 점검한다. ㉮ 기구 및 전로는 사람이 쉽게 접촉될 우려가 없게 시설되어 있는가? ㉯ 백열전등 및 방전등용 안정기는 옥내배선과 직접 접속하여 사용하고 있는 가? ㉰ 백열전등의 소켓트에는 키(key)나 그 외의 점멸기구가 없는 것인가? ③ 조명기구는 견고하게 시설되어 있는지를 점검한다. ④ 옥외에서 사용하는 조명기구는 방수형이거나 방수함 내에 내장되어 시설되 었는지를 점검한다. ⑤ 작업장에서의 이동용 백열전등은 방폭구조로 되어 있는지를 점검한다. 사. 전동기 설비 전동기는 시설방법 및 배선방법 등에 관하여 점검한다. ① 전동기는 설치장소는 원칙적으로 점검하기 쉬운 장소인지를 확인한다. ② 전동기는 기초콘크리트에 견고하게 고정되어 있는지를 점검한다. ③ 전동기를 조작하는 개폐기 등은 취급자가 조작하기 쉬운 장소이며, 전동

기

가 사람의 눈에 발견되기 쉬운 장소에 설치되어 있는지를 점검한다. ④ 고압 전동기인 경우는 사람이 쉽게 접촉될 우려가 없게끔 주위에 철망

또

는 울타리 등이 시설되어 있는지를 점검한다. ⑤ 전동기의 주위에는 인간공학을 고려한 작업공간이 확보되어 있는지를 점검한 다. ⑥ 전동기 및 제어반 등에는 사용전압에 따르는 접지공사가 외함이나 철대에 - 20 -

견고하게 시설되어 있는지를 점검한다. ⑦ 전동기에 접속된 전선의 시공상태는 적절하며, 단자는 견고하게 조여져 있는 지를 점검한다.

3. 감전사고시 응급조치 가. 감전자 구출 감전사고가 발생한 경우 피해자를 위험지역으로부터 구출할 때는, 우선 피해자가 접촉된 충전부나 누전되고 있는 기기의 전원을 차단하고 피해자를 위험지역으로부 터 신속히 이탈시켜야 한다. 그렇지 않으면 구출자까지도 감전사고를 당할 가능성이 크다. 감전자가 자기 스스로 충전부로부터 이탈할 능력을 상실한 것을 발견한 사람은 당황하여서는 안되며 순간적으로 피해자의 감전상황을 판단하여야 한다. 또한 감전자의 몸이나 손 또는 손에 들고 있는 금속물체가 전선·스위치·전동 기·용접기의 금속제 외함에 접촉되지 않은가를 관찰하여야 한다. 왜냐하면 잘못하여 구출자까지 감전되어 2차재해를 당하는 일이 있어서는 안되기 때문이다. 피해자가 계속하여 전기설비에 접촉되어 있다면 우선 그 설비에 공급되는 전원을 차단하여야 한다. 전원의 차단은 가능한한 신속히 하며, 이를 위해서는 평소에 각 설비의 전원 스위치 위치를 근로자 모두가 숙지하고 있어야 한다. 나. 증상의 관찰 우선 피해자의 상태를 정확·신속하게 관찰하며, 다음 구명시기를 놓치지 않기 위해서는 불필요한 시간을 허비해서는 안된다. 감전에 의하여 넘어진 사람에 대한 중요한 관찰사항은 ① 의식의 상태 ② 호흡의 상태 ③ 맥박의 상태이며, 높은 곳에서 추락한 경우는 ④ 출혈의 상태 ⑤ 골절의 이상유무를 확인하는 것이다. 의식상태의 파악은 피해자의 귀밑에 입을 가까이 하고 2∼3번 큰소리로 불러 본 다. 이때 아무 응답이 없으면 볼을 가볍게 두드려 보거나 꼬집어 본다. 그런 후 반응이 있으면 반 혼수상태이고, 반응이 없으면 혼수상태이다. 호흡상태 는 피해자의 입이나 코에 손 또는 볼을 가까이 대고 숨을 쉬고 있는지를 확인한다. 또 손바닥을 복부에 가볍게 얹어서 움직임을 알아 본다.

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맥박은 손목의 동맥이나 목의 양옆에 있는 동맥을 짚어 봄으로써 정확하게 알수 있다. 계속해서 동공의 상태·입술과 피부의 색깔·체온의 상태·전류의 유출입부 상태 등을 관찰한다. 관찰 결과 의식이 없거나 호흡·심장이 정지해 있거나 출혈을 많이 하였을 때에 는 관찰을 중지하고 곧 필요한 응급처치를 하여야 한다. 다. 전격에 의한 인체상해 전류가 인체를 통과하여 흐를 때 전압이 낮은 경우는 저항이 작은 신경이나 혈관 등을 통하여 흐르는 경우가 많으며, 전압이 높은 경우에는 접촉부위와 접지사이의 가장 짧은 경로를 흐르므로 통전시간이 짧으며 또한 인체가 접촉부위에서 튕겨져 나와 추락 등으로 인한 2차재해를 일으키는 경우가 많다. 전격에 의한 인체상해는 통전전류와 시간 그리고 통전경로에 따라, 크게는 사망부터 넓은 창상이나 좁쌀만한 작은 상처자국을 남기게 된다. 또한 감전시 생성된 열에 의해서 피부조직의 손상을 초래할 경우도 있으며, 피부의 손상은 50[℃]이상에서 세포의 단백질이 변질되고 80[℃]에 이르면 피부세포가 파괴되어 부분절단 등의 수술을 받는 경우도 있다. 1) 감전사 (가) 심장·호흡의 정지 감전에 의한 사망재해의 대부분은 감전발생 직후 즉사하는 경우가 많다. 이와 같은 재해는 충전부에 인체가 접촉되어 감전될때 감전전류가 심장을 관통하 는 경우가 많으므로 사인의 대부분은 심실세동에 의한 것으로 나타나고 있다. 심실세동이란 평상시에는 주기적인 수축운동을 하던 심장에 갑자기 외력이 가하 여져 수축운동의 주기가 불규칙하게 되는 현상을 말한다. 평상시 심장은 그림 15와 같이 심실과 심방의 수축·팽창운동으로 전신에 혈액 을 순환시키는 펌프역할을 하고 있다. 그림의 점선 ①과 같이 심실이 부풀어 커짐으로써 정맥으로부터 혈액을 받아 들 였다가 ②와 같이 수축함으로써 혈액을 동맥으로 밀어 보내고 있다. 감전이 되었을 경우 심장에 어떤 일정치 이상의 전류가 흐르면 심장의 근육은 경 련을 일으키며 펌프작용을 정상적으로 하지 못하게 된다. 따라서 혈액순환이 정지되므로 호흡도 멈추게 되어 곧 사망하게 된다. 심실세동이 발생하여 호흡정지 현상이 발생하는 이유는 다음과 같다.

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그림 15. 심장의 운동

① 심실세동 때문에 뇌에 혈액공급이 되지 못하므로 호흡을 명령하는 뇌의 기능 이 상실된다. ② 호흡운동을 하고 있던 근육에 감전전류가 흐르면 근육이 경직되면서 호흡운동 이 중단된다. ③ 전격을 받은 신경이 반사적으로 호흡을 정지하도록 작용한다. 하여튼 심장과 호흡은 서로 밀접한 관계가 있으므로 감전에 따른 의식불명 시에 는 즉시 구급처치를 하여 심장을 되살려 주어야 한다. 구급법으로서는 인공호흡과 심장마사지가 있다. (나) 인체의 훼손 감전에 의한 즉사의 원인으로서는 심장기능의 상실 이외에도 몇가지의 형태가 있 다. 그 하나로서 머리에 감전되어 뇌에 큰 전류가 흘러 뇌를 치명적으로 파손시키는 (뇌사) 경우가 있다. 또 목부분에 감전되어 충전부가 칼날과 같이 작용하여 목의 양 옆에 있는 동맥(경동맥)을 절단하여 출혈사되는 경우도 있다. 그러나 실제로는 손을 통전한 감전사고인 경우가 많으므로 뇌사 및 출혈사보다는 심장사가 대부분이다. 2) 감전지연사 감전사고가 발생한 다음 병원에서 치료하는 도중에 사망하는 것을 지연사라 한 다. 통계에 의하면 감전사고가 발생하는 즉시 사망하는 즉사와 재해발생 당일 사망 하는 통계가 전체의 85％정도로서 6시간 내지 24시간 이내의 사망이 대부분이다. 따라서 감전사고를 당하여도 당일만 넘기면 생명을 구할 수 있는 확률이 높음을 알 수가 있다. 감전사고의 지연사에 대한 몇 가지 유형을 보면 다음과 같은 것이 있다.

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(가) 전기화상 전기불꽃 즉 아크열에 의하여 일어나는 화상을 특히 전기화상이라 한다. 전기화상도 외부적으로는 보통의 화상과 같으나, 고온의 아크열에 의한 열상이기 때문에 제2도 화상 또는 제3도 화상이 대부분이며 생명에 위험이 있다. 일반적으로 노인을 제외한 성인이 인체표면의 절반가량에 제2도 화상을 입으면 50％정도가 단시일내 사망한다고 하며, 화상을 입은 피부면적이 넓을수록 생명의 위험도 커진다. 밀폐된 방안에서 화상을 입게 되는 경우는 유독가스에 의한 질식사도 일어난다. 또 목구멍으로부터 폐에 이르는 부분에 화상을 입은 기도화상은 생명에도 위험이 있고 치료가 어려운 화상중의 하나이다. (나) 급성 신부전 감전사고를 당한 후에 방뇨가 곤란한 증세가 발생하는 경우가 있는데, 그 원인은 ① 감전직후의 쇼크에 의한 쇼크신 ② 신장 또는 신장의 혈관이 감전전류에 의하여 파손 ③ 감전전류에 의하여 근육이 넓어지고 심하게 열을 받은 상태의 3가지를 들 수 있다. (다) 패혈증 세균 등의 병원체가 인체내에 침입하면 인체는 감염증이라고 하는 생체반응을 일 으키는데, 감전상해나 전기화상을 입으면 일정시간이 지난 다음 반드시 국소감염증 이 발생한다. 이 현상으로 주로 염증이 생기는데 그 원인은 상해를 받은 부분에 병원체가 혈액 속으로 침입하여 급성염증을 일으키는 패혈증이되고, 생명에 치명적인 원인이 되는 경우가 있다. (라) 소화기 합병증 감전으로 인한 스트레스로 급성 위궤양 또는 급성 십이지장궤양 등의 합병증이 발생하기도 한다. 이들 궤양때문에 토혈·하혈 또는 궤양의 천공에 의한 급성 복막염이 일어나 원 래의 감전상해와 복합되어 치명상이 되기도 한다. (마) 2차적 출혈 감전사고가 발생한 후 1∼4주 정도 지나서 상처부위로 부터 다량의 출혈이 발생 하는 경우가 있다. 이것은 겨드랑이 밑의 동맥에서 쇄골 밑까지 화상을 입을 때는 동맥이 파손될 수 가 있기 때문에 그들 동맥으로부터 출혈하는 경우이며 지혈이 쉽지 않다. (바) 암의 발생 감전상해를 입은 상처부위에는 십여년이 지난 후에 암이 발생하는 수도 있다.

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3) 감전에 의한 국소증상 감전으로 인하여 손상을 받으면 국소증상으로서 피부표면에 좁쌀만한 작은 상처 자국이 남는가 하면, 넓은 범위에 걸쳐 상처자국이 남게 되는 경우도 있다. 또 상처 의 정도에 따라서 상처의 깊이도 여러가지로서 심한 경우에는 피하·근육·혈관 등 이 노출되는 경우도 있다. 특히 혈관이 손상되면 혈액의 순환이 곤란하게 되고 말초 신경이 기능을 상실하게 되어 절단할 수밖에 없는 경우도 있다. (가) 피부의 광성변화 감전사고시 전선로의 선간단락 또는 지락사고로 전선이나 단자 등의 금속 분자가 가열 용융되어 피부속으로 녹아 들어가는 현상. (나) 표피박탈 전선로나 기계·기구에서 선간단락, 고전압에 의한 아크 등으로 폭발적인 고열이 발생하여 그 때문에 인체의 표피가 벗겨져 떨어지는 현상. (다) 전문 감전전류의 유출입 부분에 회백색 또는 붉은색의 수지상 선이 나타나는

현상.

이와 같은 현상은 낙뢰로 인한 감전에서 흔히 나타난다. (라) 전류반점 감전시 특유의 피부손상이며, 감전전류의 유출입 부분으로 표피가 넓고, 평평한 모양 또는 선상으로 융기하여 푸르스름하게 또는 회백색으로 반점이 생기고, 융기된 주앙부분은 약간 오목한 원형 또는 선상의 조금 들어간 모양이 된다. 그러나 통증·출혈도 없으며 염증이 생기는 일도 없다. (마) 감전성 궤양 감전전류의 유출입 부분에 아크압력에 의한 기계작용 또는 그 외의 전기적 장해 에 의하여 궤양이 생긴다. 이때 여러가지 크기의 궤양이 만들어지며, 심한 경우에는 뼈부분까지 깊게 파고 들어가 혈관·신경에까지 장해를 미치는 일도 있다. 4) 감전 휴유증 감전사고의 휴유증은 전신에 영향을 미치는 심근경색이라는 증상이 발생하는 경 우가 있다. 여기서 심근경색이라 함은 심장에 영양분, 산소 등을 공급하는 혈관인 관동맥에 혈전이 생기거나 관동맥경화증 순환장애를 일으켜 심근전층에 경색괴저가 일어나 발작성으로 쇼크상태가 되는 심장질환을 말한다. 또 뇌의 파손 또는 경색(연 화)때문에 발생하는 운동 및 언어 등의 장애도 있다.

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라. 응급처치 1) 기도의 확보 피해자의 기도가 열려있지 않으면 인공호흡으로 폐를 부풀게 할 수 없다. 따라서 손가락으로 혀를 꺼내어 주고 입속에 이물질이 있으며 제거하여 주어야 하며, 호흡 이 쉽도록 아래턱을 들어올리고 머리를 뒤로 젖혀서 기도를 확보하여 준다. 2) 인공호흡 호흡이 정지된 후 1분이내 인공호흡을 실시하여 소생률이 95％정도이나 3분이내 에는 75％, 4분이내에면 소생률은 50％, 6분이내면 25％정도로 크게 떨어진다. 그러므로 피해자의 호흡이 정지되어 있으면 심장기능이 정지되기 전에 신속히 인 공호흡을 시켜 생명을 소생시켜 주어야 한다. 피해자의 생명이 소생되면 지체없이 병원으로 운반하여 의사의 진료를 받게 한다. 인공호흡은 매분 12∼15회로 30분 이상을 실시한다. 3) 심장마사지 감전사고를 당하면 즉사하는 경우가 많은데 그 원인은 심실세동이다. 맥박이 정 지되어 있을 때는 호흡도 정지되어 있으므로 인공호흡과 심장마사지를 동시에 하여 주면 더욱 좋다. 이것을 심폐소생법이라 한다. 심폐소생법은 우선 피해자를 딱딱하 고 평평한 곳에 눕히고 행한다.

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1. 접지의 개요 2. 접지의 종류 3. 접지공사의 종류와 시설 장소에 따른 규정

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1. 접지 개요. 가. 접지란 전기사용 시설물에서 접지는 가장 기본적인 안전장치이다. 안전장치인 접지시설 이 부적합 하면 인명의 감전사고나 전자장비의 파손 및 오동작의 주원인이 된다. 인명사고 방지 및 고가의 장비 보호와 오동작 방지를 위한 완벽한 접지시설을 유 지하여야 한다. 접지시설은 준공검사를 위한 시설이 아니라 안전을 위한 시설이므로 설계에서 시 공 및 관리까지 완벽해야 한다. 나. 접지의 중요성. 접지시설이 부적합 할 때 문제 발생 내용. ① 과부하나 장비 및 기계의 문제 발생 시에 전기 차단기가 정확한 동작을 하지 못해 화재나 장비의 파손을 막지 못 하고 손해를 발생한다. ② 장비로 부터 누전이 될 때 누전차단기가 정격동작을 하지 못해 인체에 감전사 고를 일으키고(특히 습도가 많은 우천 시에는 아주 위험함) ③ 여름철의 낙뢰로 인한 서지전압(수억-수십억[V]) 발생시 화재, 장비파손 및 인명사고를 일으킬 수 있다. ※ 용어의 정의 접지공사란 전기기기, 금속관 등 접지해야 할 것과 대지를 전기적으로 접속하는 공사이다. 접지공사의 목적은 인축의 보호, 전기시설 또는 건조물에의 장해, 재해를 방지하기 위한 것이다. - 접지전극 : 전기를 이용한 컴퓨터, 전자장비, 계측장비, 기계설비를 전기 적으로 대지와 접속을 위한 단자를 말한다. - 접지저항 : 접지전극과 대지 사이의 전기적 접촉저항을 말한다. 접촉저항 은 A와 B 두 물체를 전기적으로 연결(접속) 할 때 접촉 저항 이다. 지락전류, Noise전류, 유도전류, 서지전류 등이 발생시 접지저항(접지전극의저항) 으로 인한 전위상승으로 시스템에 장애를 일으키고 심하면 인명사고나 장비가 파손 된다.

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다. 접지의 목적 표 1. 접지의 구분 및 목적 구 분

목 적

전기설비의 보안용 접 전기설비에 있어서 전로나 비충전 금속부분을 접지하 지 뇌해방지용 접지 정전기장해방지용 접지 잡음방지용 접지 기능용 접지 회로용 접지

는 것에 의해 감전이나 화재를 방지한다. 피뢰침이나 피뢰기의 접지로 뇌방전 전류를 안전하게 대지로 흘려보내는 것을 목적으로 한다. 정전기를 안전하게 대지로 방류하기 위한 접지 통신설비 등에 있어서 잡음에너지를 대지에 방류하기 위한 접지 전자계산기 등에 있어서 전위의 안정된 기준을 얻기 위한 접지 전기방식에서 대지를 회로의 일부로서 이용하기 위한 접지

2. 접지의 종류 가. 접지의 종류 1) 보안용 접지(강전용 접지) : 인명과 설비의 안전을 목적으로 한다. 2) 기능용 접지(약전용 접지) : 전자.전기 장비나 시스템의 안정적인 운용을 목적으로 한다. 3) 형태별 접지 : 단독접지, 공용접지 4) 배전 접지 : 고압과 저압의 혼촉에 의해 발생하는 재해를 예방하기 위해 변압기 2차측(중성선)에 설치 한다. 주로 고압 수.변전설비시 시설한다. 5) 기기 접지 : 일명 Frame 접지라 하며 기기의 외함,철가에 하는 접지를 말한다. 기기의 절연이 파괴되어 노출된 금속제로 전류가 흘러 감전되는 사고를 방 지 하기 위함이다. 6) 정전기 방지 접지 : 장비내에 축적된 정전기를 대지에 방전 시키지 못하 면 기기에 내장된 IC나 UNIT에 장해 및 파손을 입힌다. 기기를 보호하고 안정적 장비 운용을 확보하기 위해서 정전기 방지용접지의 중요성이 강조된다. 7) Noise(잡음) 방지 접지: 전자장치에 의해 발생된 고주파나 저주파 에너 지의 영향을 받아 기기의 오동작를 일으키는 장해를 방지하기 위한 접지를 말한다. 8) 등전위(공용)접지 : 현대 장비는 첨단의 IC를 사용하기에 서지전압이나 Noise 전압에도 손상되기 쉽기때문에 장비나 시스템간의 전위차를 없애 이를 방지 - 30 -

하기 위해 모든 기기를 등 전위구성 해야한다. 참고로 장비간 전위차가 발생하면 한쪽장비가 손상을 입을 수 있다. 9) 단독접지 : 각 접지공사별 접지저항치를 규정에 맞게 시설유지를 하는 것을 말한다. 특히, 피뢰설비의 접지공사는 타 접지와 20M이상 이격 시설하여 타 기기와 전위 차가 발생 하지 않도록 하여야 한다. 참고 : 위의 모든 접지는 정확한 접지가 된 경우이며, 확실한 접지극 공 사가 안된 상태에서는 상기 내용의 접지를 한다 해도 실효가 없 다. 따라서 접지극, 접지시스템의 중요성을 다시 한번 강조한다. 10) 의료용 접지 : 한국산업안전 보건법에서 규정한 접지공사 시설기준을 참고한다. 11) 피뢰 접지 : 낙뢰는 뇌운속에서 전하의 축적에 따라 그 바로 아래의 지 표면에는 운저 전하와 역극성 전하가 유기되므로 양자간 전계강도의 증가로 공기 절 연 파괴 내력을 넘으면 양자 사이에 불꽃 방전이 발생하고 이른바 낙뢰(대지 뇌격) 가 발생한다. 이런 낙뢰로 부터 피해를 방지하기 위한 피뢰침을 설치하는데 구성요 소중 피뢰침(수뢰부),피뢰 인하도선, 접지극으로 구성되는데 그중 접지극을 대지에 시설하는 접지설비를 피뢰접지라 한다. 12) 회전구체법(Rolling Sphere Method) : 뇌전류 크기에 따른 보호범위 를 3차원적 개념으로 해석한 것으로 뇌격거리로 보호범위를 설정한다. 13) 뇌서지 보호설비: 내부에 설치된 첨단통신시스템, 계측장비, 컴퓨터 등 약전 설비는 낙뢰로 인한 뇌전류나 뇌서지에 피해를 받기 쉬우므로 장비 및 인명의 보호 와 안정적 장비운용을 위해서는 서지보호기(Surge Protector)나 TVVS(Transient Voltages Suppression)를 설치해야 한다.

GOON SYSTEM에서는 최신의 서지보

호기와 TVVS(피뢰탄기반)를 설치한다. 나. 형태별 접지 1) 단독접지 이상적인 독립접지란 2개의 접지극이 있을 경우 한쪽 접지전극에 접지전류가

흘

러도 다른쪽 접지극에는 전혀 전위상승이 일어나지 않는 것을 말한다. 그러나 대도시에 좁은 건축공간에서 이상적인 접지를 하기 위해 무한거리로 지를 실시 할 수 없어서 문제가 된다.

- 31 -

접

그림 1. 2개의 접지전극 간의 상호 간섭

그림 2. 독립접지 전극 간의 간섭

표 2 독립접지 이격거리(m) 전위상승 허용값 ΔV 어떤접지전류 2.5V

25V

50V

318

100

637

타 접지극 전위상승에 영향을 주는 이격거리 결정은 - 접지전류의 최대값 - 전위상승의 허용값 - 그 지점의 대지 저항률에 따라 결정된다. 가) 단독접지의 장점 - 다른 접지의 전위상승 영향을 주지도 받지도 않는다. - 컴퓨터등 전산기기의 정상 가동을 확보한다. - 선로의 노이즈(Noise)를 피할 수 있다. 나) 단독접지의 단점 - 접지 저항값을 얻으려면 고가의 시설비가 소요된다. - 제한된 면적에서 단독 접지의 효과를 얻으려면 시공상 어려움이 많다. - 32 -

다) 단독접지의 시공방법 - 접지봉 사용 경우 접지봉; 직경 8(m/m)길이 0.9(m)이상의 것 접지선; GV 14(mm")이상 또는 나동선 매설깊이; 0.75(m)이상 접속부는 황동 땜으로 전기적인 완전 접속 병렬접지는 3(m) 이상 이격 - 접지판 사용시 접지동판; 두께 0.7(m/m) 면적 900(cm") 이상 접지선; 14(mm")이상의 GV또는 나동선 매설깊이; 0.75(m) 이상 라) 단독접지의 적용; 피뢰용 접지 및 컴퓨터 및 통신기기의 접지

2) 공용접지 공용접지란 여러 다른시설인 전기설비, 통신시스템, 제어설비 및 피뢰설비와

같

이 전체설비를 하나의 접지전극에 공통으로 접속하여 사용하는 접지방식을 말한다.

그림 3. 접지방식의 형태

가) 공용접지의 장점 - 접지 전극의 연접으로 합성 접지 저항치를 저감 시킨다. - 접지극의 신뢰도를 향상 시킨다. - 접지극의 수량이 감소한다. - 계통 접지를 단순화 할 수 있다. - 철골 구조물의 연접을 통하여 거대한 접지 전극화 할 수 있다. - 33 -

나) 공용접지의 단점 - 계통 접지의 이상 전압 발생시 유기 전압의 상승 - 다른 계통의 사소 파급의 우려가 있다. - 초고층의 경우 단독 접지와 병행할 경우 단독 접지의 효과가 감소한다.

그림 4. 공용접지의 전위상승

다) 공용접지의 문제점 (1) 전위상승 파급의 문제점이다. (2) 공용 접지에 발생하는 지락 전류의 성질 - 지락 전류의 크기, 계속시간, 발생확률등이 다양하다. - 피뢰기, 피뢰침의 경우; 큰지락 전류(접지전류)가 발생하며 계속 시간은 짧 고 발생 빈도는 낮다. - 제 2종 접지 공사의 접지극의 경우 ; 부하기기의 절연이 저하되면 누설전류 가 발생하고 모두 제 2종 접지극으로 환류하여 접지점의 전위가 상승한다. - 컴퓨터 및 주변기기의 경우; 전로와 대지간에 이어지면 상당한 변위 전류가 대지로 흐르게 된다. (3) 전위 상승이 다른 기기에 미치는 영향 (가) 큐비클식 수전 설비의 경우 - 피뢰기를 단독 접지한 이유; 피뢰기가 방전 했을때 방전 전류에 의한 접지 전위 상승을 방지하기 위함이다. - 큐비클에 공용 접지된 경우 부하기기의 절연 저하로 인하여 누설 전류 발생 시 모두 제 2종 접지극으로 환류하여 접지점의 전위가 상승하게 된다. - 그러므로 규비클에 접촉시 감전될 우려가 있으므로 제 2종 접지는 단독으로 시공함(단독접지)이 바람직 하다. - 34 -

(나) 기기의 프레임 전압 - 위의 상황에서 A, B, C 기기에서 단락 사고가 발생한 경우 접지저항 2(Ω), 단락전류 100(A) 분기 차단기 정격전류 125(A)로 가정하면 - C기기의 단락 사고에도 불구하고 분기 차단기는 차단되지 않고 전류는 계속 되는데 이때 전원으로 부터 접지선거리에 비례하여 각 부하기기의 프레임에 접촉 전압이 발생한다.

Service equipment Equipment Grounding bus

Neutral bus

Building steel

Full size grounding electrode Conductor per Table 250-94

Full size

Underground Water pipe

Concrete - encased electrode

Ground rod

Not larger than Conductor used For ground ring

Ground ring

그림 5, IEC 규정에 의한 공용접지 구성 예

라) 공용접지의 시공방법 1) 건축 구조물의 이용; 건축 구조물이 철골인 경우 접지극 각 부분에 공용으로 연접한다. 2) 방사상 매설 지선 방식 3) 환상 매쉬 방식 3)전자계산기의 기준전위 확보 및 잡음방지용 접지

- 35 -

그림 6. 접지시스템

그림 7. 기준접지에 의한 접지 임피던스의 저감

3. 접지공사의 종류와 시설 장소에 따른 규정 가. 접지공사의 종류 1) 접지목적에 따른 분류 가) 단독접지 공사: 접지공사의 종류별로 개별적인 접지방식 나) 공용(등전위)접지공사: 모든 종류의 접지공사를 병렬로 연접하여 접지 사고시 전위상승을 억제하는 접지 방식 2)접지 시공법에 의한 분류 가) 병렬접지 - 접지봉 매설법 접지봉의 규격은 10Ø, 12Ø, 14Ø, 17Ø, 19Ø 등이 있으며 이는 접지 저 항치는 깊이 매설할수록 접지봉의 지름이 굵을수록 저감되며, 규정된 저항값 이 나오지 않을 경우 다수의 접지봉을 병렬로 연접하여 사용하는데 편리하다. 그러나 접지봉의 선단이 수분이 많은 층에 닿으면 갑자기 접지 저항치가 저 하하는 수가 있다. - 접지판 매설법 좁은 면적에서 원하는 접지 저항치를 얻는데 유리하고 접지봉보다 허용 전류나 접지저항치 등이 좋으며, 접지극을 병렬접속하여 사용하면 효과 가 좋다. 단점으로는 터파기의 인력투입이 많아질 수 있다.

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나) 그 외의 접지 시공법으로는 메쉬 공법, 방사상 메쉬 공법, 화학적 저감법, 심 타법 등이 있다. 3) 공사별 분류 구내 변전실의 접지공사 피뢰침 설비의 접지공사 동력설비의 접지공사 가로등의 접지공사 맨홀의 접지공사 의료용 접지공사 통신용 접지공사

4) 접지 공사는 아래 표와 같이 분류된다.

- 37 -

표 6 접지공사의 분류 접지공사의 종류 제1종 접지공사

적 용 고압 및 특고압의 전기기기의 철대, 외함 등의 접지

접 지 저 항 10Ω 이하

변압기의 고압측 또는 특별고 고압 및 특고압전로와 저압전 압측 전로의 1선지락전류의 제2종 접지공사 로를 결합하는 변압기의 중성 암페어수로 150을 나눈값과 점 또는 단자 등의 접지 같은 Ω수 300V 이하의 저압의 전기기계 100Ω 이하 제3종 접지공사 기구의 철대, 외함 등의 접지 300V 초과의 저압의 전기기계 10Ω 이하 특별3종접지공사 기구의 철대, 외함 등의 접지 특별3종 접지공사 300V 초과의 저압의 전기기계기구의 철대, 외함 등의 접지10Ω 이하 비고) 1. 제2종접지 공사에서 변압기의 고압측 전로 또는 사용전압이 35,000V 이하

의

특별고압측 전로가 저압측 전로와 혼촉하여 저압측 전로의 대지전압이150V를 넘는 경우에, 1초를 넘고 2초 이내에 자동적으로 고압전로 또는 사용전압이 5,000V 이하의 특별고압전로 를 차단하는 장치를 설치할 때의 접지 저항치는 1선 지락전류의 암페어수로 300을 나눈 값 과 같은 Ω수 이하로 하고, 1초 이내에 자동적으로 고압전로 또는 사용전압 35,000V 이하의 특별고압전로를 차단하는 장치를 설치할 때의 접지 저항치는 1선 지락

전류의 암페어 수

로 600을 나눈 값과 같은 Ω수로 한다. 2. 저압전로에서 그 전로에 지기가 생겼을 경우에 0.5초 이내에 자동적으로 전로 를 차단하는 장치를 시설하는 경우에는 이 표의 규정에도 불구하고 제3종 및 특별3종접지 공사의 접지 저항치는 자동차단기의 정격감도전류에 따라 다음 표에서 정한 값 이하로 하 여야 한다. 표 7. 정격감도전류에 의한 접지저항치 정 격 감 도 전 류

접 지 저 항 치

30 mA

500 Ω

50 mA

300 Ω

100 mA

150 Ω

200 mA

75 Ω

300 mA

50 Ω

500 mA

30 Ω

나. 접지 공사별 접지선의 굵기

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1) 제1종 접지공사의 접지선의 굵기 제1종 접지공사의 접지선의 구조 고정하여 사용하는 전 기기계기구에 접지공사 를 하는 경우 및 이동 하면서 사용하는 전기 기계기구에 접지공사를 하는 경우에 가요성을 필요로 하지 아니하는 경우

이동하면서 사용하는 전기기계기구에 접지공 사를 하는 경우로서 가 요성을 필요로 하는 부 분

접지선의 굵기

접지선의 종류

동

알루미늄

2.6mm ―

이상

3.2mm

(5.5㎟

이상

이상) 3종 클로로프렌 캡타이어 케이블, 3종 클로로폰화 폴리에틸렌 캡타이 어케이블, 4종 클로로프렌 캡타이어 케이블, 4종 클로로폰화 폴리에틸렌 캡타이어케이블 또는 고압용의 캡 8㎟이상 타이어케이블의 1심 또는 다심 캡 타이어케이블이나 고압용의 캡타이 어케이블 또는 고압용의 캡타이어 케이블의 차폐 금속체 또는 접지용 금속선

―

2) 제2종 접지공사의 접지선의 굵기 변압기 1상분 용량

접지선의 굵기

110V

220V

380V

동 선

5.5kVA까지

11.0kVA까지

19.0kVA까지

5.5㎟ 이상

8㎟ 이상

11.0kVA까지

22.0kVA까지

38.0kVA까지

8㎟ 이상

14㎟ 이상

22.0kVA까지

44.0kVA까지

76.0kVA까지

14㎟ 이상

22㎟ 이상

44.0kVA까지

82.5kVA까지

152.0kVA까지

22㎟ 이상

38㎟ 이상

66.0kVA까지

137.5kVA까지

228.0kVA까지

38㎟ 이상

60㎟ 이상

82.5kVA까지

165.0kVA까지

285.0kVA까지

50㎟ 이상

80㎟ 이상

110.0kVA까지

220.0kVA까지

380.0kVA까지

60㎟ 이상

100㎟ 이상

137.5kVA까지

275.0kVA까지

475.0kVA까지

80㎟ 이상

125㎟ 이상

비고) 1. "변압기 1상분의 용량"이라함은 다음의 값을 말한다.

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알루미늄

가. 삼상변압기의 경우는 정격용량의 1/3을 말한다. 나. 같은 용량의 단상변압기 3대로서 Δ결선 또는 Υ결선하는 경우에는 단 상변압기 1대의 정격용량을 말한다. 다. 단상변압기 V결선의 경우 1)

같은

용량의

단상변압기

2대로

V결선하는

경우는

단상변압기

1대

의 정격용량을 말한다. 2)

다른

용량의

단상변압기 2대로 V결선하는

경우에는

큰

용량의

단상

변압기 정격용량을 말한다. 2. 변압기가 2뱅크 이상으로 병렬 연결되어 저압측이 1대의 변압기로 보호 되는 경우는 각 뱅크에 대한 상기 2항의 용량의 합계치로 한다. 3. 저압측이 다선식인 경우에는 그 사용 전압중 최대전압을 적용한다. 예 : 단상3선식 220/380V와 같은 경우에는 380V급을 사용한다.

3) 제3종 또는 특별제3종 접지공사의 접지선 굵기 접 지 선 의 굵 기

접지하는 기 계기구의 금 속제외함, 배관등의 저 압전로 전원 측에 시설되 는 과전류차 단기중 최소 의 정격전류 용

일 반 의 경 우

동

알루미늄

이동하면서 사용하는 기계기 구에 접지를 하여야 할 경우 로서 가요 성을 필요로 하는 부분에 코드 또는 캡타이어 케이블을 사용하는 경우 2심을 접지선 으로 사용하는 단선의 굵기 경우 1심의 굵 기

20A 이하

1.6mm이상 2㎟이상

2.6mm이상 1.25mm이상

0.75mm이상

30A 이하

1.6mm이상 2㎟이상

2.6mm이상

2mm이상

1.25mm이상

50A 이하

2.0mm이상 3.5㎟이상 2.6mm이상

3.5mm이상

2mm이상

100A 이하

2.6mm이상 5.5㎟이상 3.2mm이상

5.5mm이상

3.5mm이상

150A 이하

8㎟이상

14㎟이상

8㎟이상

5.5mm이상

200A 이하

14㎟이상

22㎟이상

14㎟이상

5.5mm이상

400A 이하

22㎟이상

38㎟이상

22㎟이상

14㎟이상

600A 이하

38㎟이상

60㎟이상

38㎟이상

22㎟이상

800A 이하

60㎟이상

80㎟이상

50㎟이상

30㎟이상

1,000A 이하

60㎟이상

100㎟이상

60㎟이상

30㎟이상

1,200A 이하

100㎟이상

125㎟이상

80㎟이상

38㎟이상

다. 접지선의 최소 굵기 - 40 -

접지공사의 종류

접 지 선 의 굵 기

제1종 접지공사

지름 2.6mm 이상

제2종 접지공사

지름 4mm(고압 또는 중성점 다중접지방식의 특별고압 가공전 선로의 전로와 저압전로를 변압기에 의하여 결합하는 경우에는 지름 2.6mm)이상

제3종 접지공사

지름 1.6mm 이상

특별 제3종 접지 공사

지름 1.6mm 이상

비고) 1. 이 표에서의 접지선은 연동선 또는 이와 동등이상의 세기 및 굵기로서 쉽 부식하지 않는 금속선을 사용하여야 한다.(전기설비기술기준 제22조)

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게

라. 시설장소에 따른 접지공사

접지공사의 종류

내

용

1) 변압기로 특별고압전선로에 결합되는 고압전로의 방전장치 2) 특별고압 계기용 변압기의 2차측전로 3) 고압용 기계기구의 철대 및 금속제외함 4) 고압전로에 시설하는 피뢰기 및 방출보호통 기타 피뢰기에 대용하는 장치 5) 고압옥측전선로의 시설로 관 기타의 케이블을 넣는 방호장 치의 금속제 부분, 금속제전선접속함 및 케이블의 피복에 대용하는 금속체* 6) 특별고압가공전선이 가공약전류전선 등과 근접 또는 교차 시의 보호망 7) 고압옥외배선에 사용하는 관 기타의 케이블을 넣는 방호장 치의 금속제 부분, 금속제전선접속함 및 케이블의 피복에

제1종 접지 공사

대용하는 금속체* 8) 방전등용 안정기의 외함 및 방전등용 전등기구의 금속제부 분(관등회로의 사용전압이 고압이고 또한 방전등용 변압기 의 2차단락전류 또는 관등회로의 동작전류가 1A가 넘는 경우) 9)

옥측

또는

옥외에

시설하는

관등회로의

사용전압이

1000V를 넘는 방전등 10) 전극식온천용승온기 차단장치의 전극 11) 풀장용 수중조명등 등에 사용하는 절연변압기의 1차 권 선과 2차권선과의 사이에 시설하는 금속제의 혼촉방지판 12) 고압의 표피전류가열장치에 사용하는 발열관(박스를 포함 한다)

접지공사의 종류

내

용

1) 고압전로과 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측의 중성 점 또는 1단자(사용전압이 300V이하의 경우이고 당해 접 지공사를 변압기의 중성점에 시설하기 어려울 때) 제2종 접지 공사 2) 고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기로 고압권선과 저 압권선과의 사이에 시설하는 금속제의 혼촉방지판 3) 다심형전선을 사용하는 경우의 중성점 또는 접지측전선용 으로서, 절연물로 피복하지 아니한 도체

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접지공사의 종류

내

용

1) 고압계기용 변압기의 2차측전로 2) 400V 미만의 저압용 기계기구의 철대 또는 금속제외함 3) 저압가공전선 또는 고압가공전선에 케이블을 사용하고, 이 것을 조가하는 경우의 멧샌져와이어 및 케이블의 케이블의 피복에 사용하는 금속관 4) 다심형전선을 사용하는 경우의 멧센져와이어용으로서 절연 물로 피복하지 아니한 도체 5) 고압가공전선이 교류전차선 등의 위에서 교차하여 시설될 경우의 고압 가공전선로의 완철류 6) 보호망 7) 보호관 8) 관, 암거 기타 지중전선을 넣는 보호장치의 금속제부분, 금 속제의 전선접속함 및 지중전선의 피복에 사용하는 금속체 9) 터널내에 고압전선로를 시설하는 경우, 케이블을 사용할 때 방호장치의 금속제부분, 금속제전선접속함 및 케이블의 피복에 사용하는 금속체 제3종 접지 공사 10) 고주파전류 의한 장해방지를 위하여 시설하는 콘덴서 및 네온점멸기의 고주파발생방지장치 접속단자의 접지측단자 11) 400V 미만의 합성수지관공사에 사용하는 풀박스 또는 분진방폭형 플렉시블 휘팅 12) 400V 미만의 금속관배선에 사용하는 관 13) 금속몰드배선에 사용하는 몰드 14) 400V 미만의 금속제가요전선관배선에 사용하는 금속제 가요전선관 15) 400V 미만의 금속덕트배선에 사용하는 덕트 16) 400V 미만의 버스덕트배선에 사용하는 덕트 17) 플로어덕트배선에 사용하는 덕트 18) 400V 미만의 케이블배선에 사용하는 관 기타의 전선을 넣는 방호장치의 금속제부분, 금속제전선접속함 및 전선의 피복에 사용하는 금속체 19) 방전등용안정기의 외함 및 방전등용 전등기구의 금속제부 분(제1종접기공사, 특별제3종접지공사의 조건이외의 경 우)

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접지공사의 종류

내

용

20) 400V 이상, 1000V 이하의 전등회로의 배선으로 다음에 해당하는 것 가. 합성수지관배선에 의한 경우의 풀박스 또는 분진방폭형 플레시블 휘팅 나. 금속관배선에 의한 경우의 금속관 및 금속제의 전선접속 함. 다. 금속몰드배선에 의한 경우의 금속몰드 및 금속제의 전선 접속함 라. 금속제가용전선관배선에 의한 경우의 금속제 가요전선관 및 금속제의 전선접속함. 마. 케이블배선에 의한 경우의 관 기타 케이블을 넣는 방호장 치의 금속제부분, 금속제 전선접속함, 랙크 등 지지물의 금속체부분, 케이블을 조가할 경우의 멧션져와이어 및 케이블의 피복에 사용하는 금속체 21) 에스컬레이터내의 관등회로 배선으로 전선과 접촉하는 금 속제의 조영재 22) 네온변압기를 넣는 외함의 금속제부분 제3종 접지 공사 22) 네온변압기를 넣는 외함의 금속제부분 23)

옥측

또는

옥외에

시설하는

관등회로로서

사용전압

1000v이하의 방전등 24) 교통신호등 제어장치의 금속제외함. 25) 발열선 또는 발열선과 직접 접속하는 전선의 피복에 사용 하는 금속체 및 방호장치 26) 전열보드의 금속제외함 또는 전열시트의 금속제피복 27) 전극식온천용승온기에 사용하는 절연변압기의 철심 및 금 속제 외함. 28) 전기욕기에 사용하는 절연변압기의 철심 및 금속제외함 29) 전기방충용전원장치를 넣는 금속제의 외함 30) 아크용접장치의 피용접재 또는 이것과 전기적으로 접속되 는 기구, 정반 등의 금속체 31) 엑스선발생장치의 변압기 및 콘덴서의 금속제외함 32) 엑스선관도선의 노출하는 퉁전부분에 1m이내로 접근하는 금속체 33) 라이팅덕트 배선에 사용하는 덕트 34) 표피전류가열장치에 사용하는 발열관(박스를 포함한다.)

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접지공사의 종류

내 용 1) 400V 이상의 저압용기계기구의 철대 및 금속제외함 2) 400V 이상의 합성수지관배선에 사용하는 풀박스 또는 분

진방폭형 플렉시블 휘팅* 특 별 제3종 접지 공사 3) 400V 이상의 금속관배선에 사용하는 관* 4) 400V 이상의 금속제가요전선관배선에 사용하는 금속제가 요전선관* 접지공사의 종류

내 용

5) 400V 이상의 금속덕트배선에 사용하는 덕트* 6) 400V 이상의 버스덕트배선에 사용하는 덕트* 7) 400V 이상의 케이블배선에 사용하는 관 기타전선을 넣는 방호장치의 금속제부분, 금속제전선접속함, 랙크등 지지물 의 금속제부분, 케이블을 조가할 경우의 조가용선 및 케이 블의 피복에 사용하는 금속체* 8) 방전등용안정기의 외함 및 방전등용전등기구의 금속제부분 (관등회로의 사용전압이 400V 이상의 저압이고 또한 방전 등용변압기의 2차단락전류 또는 관등회로의 동작전류가 1A를 넘는경우) 9) 옥측 또는 옥외에 시설하는 관등회로의 사용전압이 특 별 1,000V 이하의 방전등 제3종 접지 공사 10) 풀용 수중조명등에 사용하는 자동차단장치 등을 넣는 금 속제의 외함 11) 풀장용 수중조명등을 넣는 용기 및 방호장치의 금속제부 분 12) 400V 이상의 저압의 발열선 또는 발열선과 직접접속하 는 전선피복에 사용하는 금속체 및 방호방치* 13) 400V 이상의 저압의 직접가열장치에 사용하는 발열체의 단열재의 금속제외피 및 절연물을 중간에 둔 금속제 비충 전부분* 14) 400V 이상의 저압의 표피전류가열장치에 사용하는 발열 관(박스를 포함한다)* 비고 1. *표는 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설하는 경우에는 제3종 접지공사를 할 수 있다. 비고 2. 접지공사 그 자체는 규제되어 있지 아니하나 소정의 접지공사를 할 경우 에 시공방법이 완화되는 것으로는 다음의 것이 있다. (1) 고압용 기계기구를 금속제의 함에 넣는 경우 (2) 저고압가공전선과 삭도(케이블카 등)등의 근접 또는 교차 (3) 저고압가공전선과 굴둑 등이 접촉될 우려가 있는 경우 (4) 저고압옥내배선과 약전류전선의 접근 또는 교차 (5) 옥내에 시설하는 저압트롤리선의 공사 (6) 전극식온천용승온기의 시설 (7) 전기집진장치의 시설

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마. 기계기구의 구분에 따른 접지공사의 적용

기 계 기 구 의 구 분

접 지 공 사

400V 미만의 저압용

제 3 종 접 지 공 사

400V 이상의 저압용

특 별 제 3 종 접 지 공 사

고압용 또는 특별고압용

제 1 종 접 지 공 사

바. 접지 설치의 수명 1) 구리연선(단면적14SQ,1.6mm 7가닥 꼬음)자연 침식에 의한 경년변화 매설 년수 (년)

사이즈 변화(mm)

계산 단면적(SQ)

7/1.44

11.4

7/1.28

9.0

7/1.12

6.9

7/0.96

5.1

2) 동의 부식당량 : 1.0931(g/A.s) 강철의 부식당량: 1.2366(g/A.s) 접지인하 도선 및 접지극에는 접지전류의 방출로 부식이 진행되기 때문에 매년 정 기 점검으로 확실한 접지저항을 유지하여, 접지도선 및 접지시스템의 전위상승을 억 제하여 시스템 및 인명사고를 방지해야 한다. 중요한 것은 설계에서부터 안정적인 접지설계를 반영하여야 완벽한 접지를 수행 하며 아울러 고가의 첨단장비를 보호하고, 인명사고를 방지하며, 효율적인 장비운용 이 된다. 사. PGS - BRP.PGS-ANT 접지의 장단점 PGS-BPR PGS-ANT PGS공법 -BPR/ANT

단 점

장 점

적용장비

1)BP R-I 형(직선 1)온도,습도 등의 외부환 1)고 신뢰성 및 정밀 경에영향이 거의없음. 장비에 적합함. 봉)시공시 천공 장비 사용 - 46 -

PGS-BPR PGS-ANT

단 점 2)BPR-L형 및 ANT형은 천공 장비 필요없음

장 점

적용장비

2)매우 안정적이며,보수

2)매우낮은 안정적인

및 재시공이 필요없음.

접지저항이 요구되

3)수명이 길고,시간이 경 과됨

는곳에 적합함. 3)대지 저항률에 크

(50년이상 수명유지) PGS공법

4)유지보수가 간단함.

-BPR/ANT

5)시공면적

및

게 관계없이 적절 한사용

공간이 4)컴퓨터,전산장비 정

좁은곳에 적합.

밀 계측장비실.

6)피뢰접지, Noise 제거

첨단 통신장비,유선

에 적합 신속하고 안정

이동전화교환.기지

적

국.

전류방출.

전위차

극소화. 등전위 구성

참고로 PGS -BPR/ANT형 접지공법은 PCS 광케이블 전송선로 지지선 접지나 기지 국,중계기 접지에도 사용할 때 낙뢰,Noise방지및 기존 건물의 접지 보수 공사시 시 과 비용을 절감 할 수 있다.

아. 일반접지봉(Driven Rod)의 장단점.

접지봉

단 점 1)온도,습도,기후

장 점

등의 1) 초기시공비가 저렴 1)4-5년이내 시

외부환경, 계절의 영 함.

및

보수 요함.

2) 작업이 비교적단순 2)범용장비에 적

향을 크게받음

2)시공공간이 넓고 낮 함. 일반접지봉

적용장비

은 접지저항을 얻기 3)낮은 적합

어려움. 3)수명이 짧다 (5년이내) 4)시간경과후 보수, 재 시공 필요함.

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용 대지저항률에

간

자. 망상(Mesh unding)의 장단점. Mesh

단 점

장 점

1)초기시공비가 비쌈. 2)높은대지저항률에

1 ) 온 도 , 습 도 기 후 1)공장,대형빌딩,플 적

합. 망상접지 Mesh

적용장비

등의

외부환경

에 영향적음.

3)넓은 시공장소가 필요 2)수명이 함

김.

랜트 등에 적합. 및 보수 요함.

비교적 2)유지보수가

불가

능

4)작업이 어려움. 5)시간경과후 보수,재시 공 보강이 필요함.

참고 : 신축 대형빌딩은 망상 접지와 PGS접지공법을 사용하면 안정적 접지시스 템이 된다.

유. 무선 교환국 및 기지국, 중계소는 PGS공법을 사용하면 안정적 접지성능

을

발휘한다. 첨단 전자장비 즉 전산실, 계측장비, 실험연구소등에는 장소 관계상 PGS 공법이 적합하다. 피뢰(P급)설비 접지극의 보수에 PGS-BPR, ANT형을 권고한다. 도심의 작업공간이 좁고 Noise나 유도전류로 부터 영향받기 쉬운 전자 계측장비나 통신장비에는 PGS접지공법을 권한다. PGS공법은 IEEE, NEC, ITU-T(CCITT), IEC의 접지 기술 권고안과 규정에 적합하며, 동일한 접지시스템 이다. 시공시 유의사항: 낮은 접지저항 값이 잘나오지 않을시 변칙으로 불안정한

수도

관이나, 가스관, 펜스 등에 연결하는 접지공사는 저항값은 나오지만 접지역활은 하 지 못해 낙뢰나 서지전압, 노이즈발생, 유도전류 발생의 원인이 되며 위험을 초래한 다.

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표 전력접지 공사표 접지종형

제1종

접지저투지

10Ω이하

150/ΩI1 이하 I1 은 1선지락 전류. 제2종 단, 측 또는 소요저항 치를 전기 공급자와 협 의결정한다

접지공작물

접지모선 및 피뢰기 고압 및 특별고압기기의 철 대,금속제외함, 특별고압계기용 변성기의 2 차측전로, 방등회로가 고300V를 넘는 저압이고 동작전류가 1A를 넘는 방전등 기구의 금속부 분 1상의 변압기합계용량 5kVA이하 (100V의 경우) 10kVA이하 " 20kVA이하

10Ω이하

8㎟이상 14㎟이상

" 60kVA이하 인입선 14㎟이하 인입구접지 " 38㎟이하 "

38㎟이상

" 250㎟초과 "

제3종

5.5㎟이상

22㎟이상

" 100㎟이하 "

5.5㎟이상

접지극은 판형, 8㎟이상 변형, 관형등의 동 또는 동피 14㎟이상 복 강제의 접 22㎟이상 지극을 사용한 다 38㎟이상

300V넘는 저압용기기의 철 대, 외함, 금속관공사의 고 압옥측에 전선로의 관, 경질 제3종과 동 비닐공사에 의한 고압옥내배 선의 금속제 풀복스 등 저압전동기의 자기이외의 공 철대, 배관등 설비로서 과부 하차단기가 3.7 kW이하

제3종

100Ω이하

50A이하

2.0㎟이상

7.5 kW이하 100A이하

5.5㎟이상

15 kW이하

200A이하

14㎟이상

37 kW이하

400A이하

22㎟이상

600A이하

38㎟이상

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접지극

14㎟이상 5.5㎜이상

" 40kVA이하

" 250㎟이하 "

특별

접지선의 굵기

표 통신접지 공사표 접지를 하는 기기

전화교환기 의 양극

접지저투지 접지선굵기

2000회선이하

10 이하

1000회선이하

6 이하

1000회선초과 본배선관의 보호장치

14㎟이상

비고

전화교환기 의 통신용

4 이하 10 이하

선,

확성용증폭기

등의동 또는

14㎟이상

동피복 강제의 접지극을 사용

현수 100 이하

2.0㎟이상

보호망, 전원

소방직통M형발생기

접지극은 판 형,변형, 관형

인입선의 보안기, 안테나피 뢰기,

접지극

50 이하

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2.0㎟이상

보안용

한다

1. 전자파 장해의 개요 2. 전자파 장해의 종류 3. 전자파 장해 방지 대책

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1 . 전자파 장해의 개요 가. 개 요 산업이 점차 고도화·자동화됨에 따라 사업장은 물론, 우리 생활 주변에서의 전 자파 이용이 급증하고 있는데, 이 전자파는 눈에 보이지 않고 느낄 수도 없기 때문 에 전자파 급증에 따른 제반 영향을 심각하게 생각하고 있지 않는가 하면, 일부에서 는 오히려 과민반응까지 보이는 경우도 있다. 그러나 이 전자파에 의해 컴퓨터나 로 봇 등이 오작동 된 다던가 또는, 전자파가 인체에 영향을 미친다던가 하는 등의 전 자파 장해에 대한 사례가 발표되는 등 전자파가 적지 않은 역기능을 갖고 있는 것 으로 알려져 있다. 그러나, 이와 같은 내용은 근거를 갖고 있는 것도 있으나 그 중 많은 부분이 객 관성이나 신뢰도에 다소 문제가 있을 수 있다. 따라서, 세계 주요국에서는 이미 알려 졌다거나 또는, 입증된 자료를 근거로 각 나라의 산업구조와 실정에 따라 기기의 오작동방지를 위한 전자파 (EMI, EMC 등) 에 관한 기준을 설정하여 관리하고 있으며, 우리나라에서도 이에 관련한 기준이 근 래에 마련되어 시행되고 있다. 그러나 이 전자파에 대한 기준을 획일적으로 적용하기 곤란하고, 그 장해 역시 주변 환경에 따라서 커다란 차이를 보이고 있기 때문에 그 어느 것이 가장 적합한 기준이라고 단정할 수는 없다. 또한, 전자파의 인체허용기준은 인체장해에 대한 표준이 될 수 있는 내용이라든 가 장해에 대한 구체적인 사례가 보고되어 있지 않기 때문에, 이를 정확하게 규정 할 수는 없으므로, 여기에서는 전자파가 설비나 인체에 영향을 미칠 수 있는 가능성 과 전자파에 대한 각국의 기준을 제시하고 그에 대한 방지대책에 대해서 일반적으 로 알려진 내용을 중심으로 기술하고자 한다. 나. 전자파의 특성 1) 전자파의 특성 현대생활에서는 거의 모든 분야에서 전자파에 의존하고 있다고 해도 과언이 아니 다. 우리가 늘 사용하는 전력의 생산과 송전·라디오·TV 전화 등 각종 통신은 물 론, 비행기나 선박과 우주탐사에 이르기까지 전자파의 활용범위는 아주 다양하고 광 범위하기 때문에 이 전자파가 아니었으면 우리 사회는 본질적으로 지금과 전혀 다 른 모습이 되었을 것이다. 이 전자파는 공간을 타고 가는 전기적 ·자기적 파동현상, 즉 전계(Electric field)와 자계(Magnetic field)라는 두 파가 상존해 있는 파로 파원의 근방과 원방

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에서의 전파방법이 각각 다르다. 파원의 근방 즉 파장의 1/13정도내의 근접 계에서 는 파원의 종류에 따라 거리의 2승, 3승에 반비례하므로 전계 또는 자계가 강하여 전자파라 하기보다는 전자계 공간으로 보는 것이 더 적절하다. 그리고 근접계 이상 의 공간을 원방계라 하는데 원방계에서는 전계와 자계의 세기가 거리에 반비례하며 전자파의 에너지를 나타내는 전력밀도(전기×자계)는 파원으로부터의 거리의 제곱 에 반비례 한다. 일반적으로 사업장의 전자파 환경에서는 주파수가 수(㎒)이하로 파장이 수십 (m) 이상의 기기가 주류이고 작업자가 이 기기 가까이 에서 작업하고 있기 때문에 근방계인 경우가 많으며, 유도가열기 등과 같은 고주파기를 취급하는 경우는 10(m)정도이므로 작업자의 위치에서는 원방계로 취급된다. 2) 전자파의 양면성 이상에서 알 수 있는 바와 같이 우리는 전자파와 함께 생활하고 있고, 이 전자파 를 이용한 문명생활의 혜택을 누리고 있다. 그러나 전자파가 전자기기나 생체에 영 향을 미칠 수 있다는 사실을 간과해서는 안된다. 예를 들어 차폐가 안 된 형광등을 끄고 켤 때 TV화면이 흔들린다던가, 라디오에서 잡음이 나는 현상들이 그것이며 보 다 심각한 예는 자동화설비인 디지털 회로를 이용하는 NC선반, 로봇 등이 주위의 전기접점에서 발생되는 개폐잡음에 의해 오작동을 일으켜 인명피해를 일으키는 경 우라든가, 인공심장(Heart Pacemaker)을 가진 사람이 전자파장해로 인한 인공심장 의 정상작동 방해로 인해 의식이나 생명을 잃게 되는 사례도 발표되고 있다. 또한, 전자레인지 등과 같이 전자파의 성질을 이용해서 식품을 요리하는 기기에 서 전자파가 누설되면 인체에 영향을 미칠 수 있다는 것도 보고되고 있다. 이와 같 이 전자파는 그 주파수나 에너지의 크기, 이용방법 등에 따라서 이로울 수도 있고, 해로울 수도 있으므로, 전자파의 성질을 확실히 알고 전자파를 잘 이용하여 그 역기 능이 발생하지 않도록 주의하여야 할 것이다. 다. 관련 용어의 정의 1) EMI(Electromagnetic Interference) : 전자파간섭 전자파장해 전자파 방해로 인하여 발생할 수 있는 기기, 장비 또는 시스템의 성 능저하 현상을 말한다. 2) EMC(Electromagnetic Compatibility) : 전자파 양립성, 적합성 기기 등이 주어진 환경 하에서 정상 작동을 하고 주위의 다른 기기에 전자파 장 해를 주지 않는 능력을 말한다. 3) RFI(Radio Frequency Interference) : 무선 주파수 간섭 - 54 -

전자파 간섭과 같은 의미로 사용되나, EMI는 전자파의 모든 대역을 포함하는 것 으로 정의되기 때문에 RFI는 10(㎑)에서 100(㎓)사이의 무선 주파수 대역에 한정 한다. 4) ESD(Electrostatic Discharge) : 정전기 방전 정전기 현상에 의해 발생한 고전압 방전으로 전계가 인근의 유전체 절연파괴 전 압을 넘으면 방전이 시작된다. 5) EMS(Electromagnetic Immunity/susceptibility) : 전자파 내성 전자파장해에 의하여 기기 자체의 성능저하가 일어나지 않는 기기의 능력을 말하 며, 서로 역수 관계에 있는 내성(immunity) 또는 민감성(Susceptibl -ity) 으로 나타낸다. 6) SAR(Specific Absorption Ratio) : 비흡수율 전자파가 생체에 미치는 열적영향 평가시 피폭한계를 다루기 위해 사용되는 것으 로, 단위시간에 단위질량 조직이 흡수하는 에너지의 양 또는 단위체적당 흡수전력을 말한다.

2. 전자파 장해의 종류 가. 전자기기에 대한 장해 최근 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 전자파 이용기술 및 사용 주파수대가 확 장되었고 이에 따라 새로 개발되는 각종 전자기기가 불요 전자파의 발생원이 되어 기기들 간에 간섭현상을 일으키므로 EMI/EMC 문제가 심화되고 있다. 전자파장해(EMI)는 전자파 신호가 전자기적 간섭에 의하여 영향 받는 것으로서, 이 문제가 처음 대두된 것은 1960년대로 이때에는 주로 라디오파에 간섭을 일으키 는 것이었으나 최근 전자파 이용기술이 급증함에 따라 상호 간섭에서 발생하는 문 제가 복잡다양하고 심각해져 이제는 EMC(Electromagnetic

Compatibility)가 하

나의 중요한 분야를 형성하게 되었다. 여기에서 EMC는 잡음(Noise)과 아주 밀접한 관계를 갖는 것으로, 노이즈는 음 향관계의 가청주파수 영역에서는 소음이라 하고, 통계학 및 실험 학에서는 잡음이라 고 하며 환경전자공학(EMC)에서는 그냥 노이즈라 한다. EMI를 전자파 장해라고 하므로 EMI가 전자통신기기 또는 시스템의 기능을 저해하는 전자현상의 총칭 이라 면 이들을 저해하는 전자기적인 요인 모두를 잡음이라고 학 수 있다. 전자파로 인한 전자기기의 장해현상은 컴퓨터, 로봇, 자동화설비의 오작동 등 그

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예가 헤아릴 수 없을 정도로 많다. 표 1에 그 예를 들었다. 표 1 생산현장에서의 각종 잡음(Noise)장해 발생현장 단조공장

피장해 장치 산업용로봇

화학공장

하역로봇

중전기공장

WC머신센타

수지가공공장

레이저가공기

제빵공장

식빵제조기

자동차공장

자동차조립라인

약품공장

병조임자동기

금형공장

방전가공기

장 해 현 상 무인화를 위해 설치한 로봇의 빈번한 정지 로봇의 폭주로 가대에 충돌하거나 운반 도중에 화물을 떨어뜨리는 등의 위험한 사고 수시 발생 공구 교환시에 오작동되어 지시와는 다 른 공구를 집어 공구가 절단되는 등의 돌발사고 발생 레이저 빔 콘트롤러의 빈번한 오작동으 로 불량품 다량 발생 빵의 온도 조절기가 오작동어 다량의 재료가 못쓰게 되고 출하가 늦어 고객 신뢰도 저하 제조라인 시퀀스가 장기간에 걸쳐 정지 되어공장 전체의 기능이 마비되어 많은 손실 발생 고주파 용접기의 작동에 의해 자동계량 장치가 오작동되어 제품의 생산성이 현 저하게 저하 X-Y테이블이 오작동되어 장시간에 걸 쳐 가공된 고가 금형의 빈번한 불량 발 생

나. 생체에 미치는 영향 1) 전자파의 성질 전자파는 물질에 작용하면 원자로부터 전자를 분리시켜 이온을 생성할 수 있는 능력(전리작용)을 가진 전리전자파(X선, α선과 같은 핵방사선 등)와 이 전리 능력 이 없거나 약한 전자파 즉, 비전리 전자파 (전파, 광파 등)로 크게 구분할 수 있는 데, 전리 전자파의 경우에는 그 유해성이나 방호대책이 잘 알려져 있고 관련 기관이 나 규제법규 등이 비교적 잘 정비되어 있는 편이나, 후자의 비전리 전자파의 경우에 는 아직 유해성에 대한 검증이 안되고 국내에는 관련 법규도 미진한 상태이므로 여 기에서는 후자의 비전리성 전자파를 위주로 다루기로 한다. 전자파는 파동성과 입자성을 갖고 있는데, 입자성이 강한 전자파는 핵방사선 (α, β , γ 선)으로 고에너지이며, 파동성이 강한 것으로는 저에너지인 - 56 -

전파와 파

동성과 입자성이 비슷한 장파가 있는데 이의 특성에 따라 그 성질이나 영향이 달라 지게 된다. 전자파의 일반적인 성질은 다음 3가지로 볼 수 있다. (가) 에너지는 파장이 클수록 작아지고 짧을수록 커진다. (나) 파동성이 강한 전자파는 전류작용으로 생체에 영향을 미친다. (다) 파장이 짧고 주파수가 높아질수록 전자파가 갖는 운동에너지와 온도는 증가한다. 비전리 전자파에서의 전류작용은 100(kHz)이상의 것은 주로 열적 작용에의한 체온상승, 그 이하의 것은 자극작용에 의한 신경세포 및 감각세포의 흥분 등을 일으 키는 것으로 알려져 있다. 다음 표 2는 전자파의 종류에 따른 성질을 나타낸 것이다. 표 2 전자파의 종류와 성질

전자파의 종류(Hz) 극저주파

라디오파

3×10 이하 1.2×10 3×103 ~ 8

3×10 8

마이크로파

적외선

가시광선

에너지(eV)

3×10 ~ 11

3×10

·전계는 인체 피부면에 정전기를, 자계 이하 는 조직 순환전류를 발생 시킴 ·충분히 크지 않은 한 지각이 안됨

1.2×10-11 ~ -6

1.2×10

1.2×10-6 ~ -3

1.2×10

1.2×10-3 ~

4×1014

1.7

7.9×1014

자외선

3×10

·생체조직에 작용해 에너지가 흡수됨 ·방송, 통신, 레이다 등에 널리 이용 ·라디오파와 유사하나 열작용이 더 강함 ·전자렌지, 열접착 등에 이용 ·화학작용이 없으나 물질의 분자진동이 나 격자진동으로 온도를 상승시킴 ·적외선가열기, 원적외선사우나 등 이용

1.7 ~ 3.1

·망막에 작용하여 시각을 자극함

3.1 ~ 120

·에너지가 높아 생체작용이 강함 ·전리, 화학, 살균작용이 강함

7.9×10 ~

질

-11

3×108 ~ 4×1014~

성

2) 생체에 미치는 영향 생체 내에 전류가 흐르면 저주파일 때에는 세포막의 양쪽 사이에 전위차로v인해 신경근육세포에 대한 전기자 극이 일어나 근육의 수축이나 불수현상이 일어난다. 또 한, 고주파역에서는 세포자극은 약하나 생체 전해액 중에서 발생되는 줄(Joule) 열 이 문제가 된다. 이외의 영향으로는 체내에 생긴 전류가 신경 ·근육세포에 자극을 주거나 기타 세포나 분자레벨에 작용하는 힘 등을 생각할 수 있다. 이와 같이 전자 파는 생체의 전부 또는 일부에 조사되는 경우 일어나는 현상으로는 ①신경과 근육 의 자극, ② 줄열의 발생, ③ 세포나 분자레벨에서의 작용 등으로 나눌 수 있으며,

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②의 경우를 전자파의 열적현상이라 하고, ①과 ③을 비열적 효과라고 총칭 한다. 이중에서 ①, ②에 대한 기본적인 메커니즘은 어느 정도 규명되어 있으나, ③에 대 해서는 아직 알려지지 않은 것이 많아 앞으로의 많은 연구가 필요하다. 가) 신경과 근육에 대한 자극 전자파(전류)에 의한 자극은 신경세포나 근육세포 등의 세포막 양측의 전위차가 일정 이상이 되면 신경계에 신호를 보내거나 근육을 수축시키기도 하는데, 이 전류 가 상용주파수일 경우에는 10(㎃)정도에서 근육수축을 일으키고, 30∼40(㎃) 이상 이 되면 시간의 지속에 따라 심장근육과 호흡근육을 경직시켜 심장정지나 질식현상 -9

을 일으켜 위험한 상태가 될 수도 있으며, 주파수가 수(10 )이하의 고전계내에 있 는 도전성 울타리나 자동차 등에 접촉되는 경우에는 고주파에 의한 화상을 입을 수 도 있다. 나) 줄열에 의한 열적 작용 전자파가 인체에 조사되는 경우에는 인체내부의 가열현상으로 에너지를 흡수한 인체는 체온상승이 일어난다. 이 생체조직의 온도상승은 단위체적당의 흡수전력, 조 직의 밀도, 비열과 열전달 등으로 정하여 지는데, 이 열전달은 물리적인 것 이외에 생체특유의 환경에 의해서도 의존된다. 즉, 열발생과 열운반의 평형에 의해서 조직 온도가 좌우된다. 전자파의 생체에 대한 영향은 고주파에서는 통상 생체조직에 흡수되는 에너지 즉, 비흡수율(SAR)로 주로 표시하는데, 전신평균 SAR은 부위에 따라 다르나, 인체 공진 주파수는 30∼300(Mk)의 범위 안에 있으므로 이 주파수대에서는 1(㎽/㎠)에 서 전신평균 SAR이 일어난다고 한다. 다) 기타 영향 동물에 대해 전자파 폭로 결과, 민감하게 반응하는 것은 중추신경계· 혈액·면 역계, 그리고 행동이라고 한다. 특히, 행동의 변화는 신경계 기능에 미친 영향 때문 이므로 유해한 영향에 대한 민감한 지표라고 생각되고 있다. ANSI에서는 생물학적 영향의 가장 민감한 지표는 행동으로 전신평균 SAR 4∼ 8(W/㎏)을 행동분열의 한계 값이라 하여 이 이상을 유해환경이라고 보고 있다(일 부 보고서에서는 1(Whg)라고 주장). ANSI의 값은 주위 환경온도가 20~25(℃)일 때의 자료 이고 고온환경에서는 더 낮은 SAR에서도 행동에 영향을 줄 수 있다고 보고 있다.

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3. 전자파 장해 방지대책 가. 전자기기 등의 오작동 방지 전자기기에서의 전자파장해방지를 위해서는 2가지 측면에서 접근할 수 있는데, 하나는 불요 전자파(EFN)를 억제하는 방법이고, 다른 하나는 어느 정도의 전자기 적 환경에서는 장해를 받지 않고 정상적으로 동작(EMS)할 수 있도록 하는 것으로, 이것이 EMI의 필수방호 대책의 기본이며 전자파 적합성(EMC) 충족요건이 된다. 그러나 전자기기에서 불요전자파의 완전차단은 거의 불가능하므로 일반적으로는 잡 음의 전달경로와 피해 장비측에 대책을 마련하는 경우가 많다. 또한, 외래전자파에 대한 기기내력(EMS)을 향상시키기 위하여 회로 설계 단계에서부터 사용소자의 특 성, 배선방식과 사용선 및 컨넥터의 종류, 접지 등을 감안한 종합적인 대책을 수립 하고 있다. 이를 요약하여 설명하면 첫째, 잡음원을 최대한 억제하여 결합을 극소화시키는 방법, 둘째, 회로를 잡음에 대한 내력이 크도록 설계하는 방법, 셋째, 회로가 오작동했을 때 회복수단을 강구하는 방법 등이 있는데 이를 위한 구체적인 방법으로는 신호와 잡음의 주파수차를 이용한 필터 구성 접 지실시·차폐흡수·배선에 의한 방법 등이 있다. 1) 필터의 설치 필터는 잡음발생요인인 코일(L) ·콘덴서(C) ·저항(R)의 3요소를 단독 또는 조합해서 만드는 것으로 잡음대책에서 폭넓게 사용하고 있으며, 차폐 ·접지와 더불 어 잡음 대책의 3요소라 한다. 실제의 회로에서 장치경계면에서의 전자파 대책은 필터에 의한 경우가 많다. 2) 차폐·흡수체에 의한 장해대책 (가) 자제재의 사용 전자기기 내부에서 발생하는 잡음을 외함 밖으로 방사시키지 않고 또 외부에서 침입하는 잡음을 차단하기 위해서 외함 자체에서 차폐하는 것이다. 예전에는 차폐 효과가 큰 금속제 외함이 주로 사용되어 전자파가 크게 문제되지 않았지만 최근에 는 소경량화, 저렴화라는 시대적 요청에 따라 플라스틱 외함이 주류를 이루게 되어 전자파의 차폐재료나 기술개발의 필요성이 대두되었다. 이 노이즈는 전원선에서 침 입하는 전도노이즈와 공간을 전파하는 방사노이즈가 있으나 차폐가 가능한 노이즈

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는 방사노이즈이며, 저주파 자계일 때에는 자기차폐 즉, 고투자율을 가지는 재료, 고 주파 자계일 때는 도전율이 높은 재료가 효과적이다. (1) 자기차폐 자기 차폐는 고투자율을 가진 재료를 사용해서 자기저항이 적은 자기차폐 부분에 자력선을 통하여 효과를 거두는 것으로, 재료는 주로 철, 퍼멀로이 등이 사용되며 판 두께가 두꺼울수록 효과가 크다. (2) 진차파 차폐 차폐방법은 금속외함 또는 플라스틱 외함의 표면에 아연용사, 도금, 도전성 도료 를 도포하는 등의 방법과 의함의 플라스틱 자체에 도전성을 부여하는 방법 등이 사 용되고 있다. (나) 흡수재의 사용 (1) 전자파 흡수제 종래에는 전자파차폐 재로 탄소계 흡수재가 많이 사용되었으나, 최근에는 페라이 트계 전파흡수제가 개발 실용화되었다. 전자파 흡수체에 사용되는 재료의 적부는 전 파에너지를 어떻게 효과적으로 감쇄시키는가에 의해 달려 있으므로 그 재료가 얼마 나 큰 전자기 손실을 갖는지가 중요하다. 주요 손실재료로서는 ① 저항손실을 이용한 탄소고무, 탄소함침 우레탄 재료 ② 자기손실을 이용한 페라이트타일 고무페라이트 재료 ③

저항손실

재료와

자기손실재료를

조합시킨

페라이트

탄소계

다층형

재료 등이 있다. 여기에서 페라이트와 탄소계를 조합시킨 복합형 전파흡수체는 저항 손실이 큰 탄 소계 저항체와 자기손실이 큰 페라이트 재료를 조합시켜 양자의 장점을 취한 효율 적인 전파흡수체이다. (다) 전자파 암실 전자파 암실은 차폐실 내부에 전자파 흡수체를 장치하여 실내외의 전자파 차폐뿐 만 아니라, 차폐실 내부에서 발생된 전자파를 벽면에서 흡수하여 반사되지 않도록 하는 것이다.

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나. 접지에 의한 대책 1) 접지의 종류 전자파 장해방해, 즉 노이즈를 방지하기 위한 접지는 그 목적상 다음 세가지

로

구분할 수 있다. (가) 외함접지 장치내의 충전부가 외함과 접촉되었을 경우에 인체 위험방지를 위한 접지로

이

를 보호접지 또는 기기접지라 한다. (나) 노이즈대책 접지 방법상 외함접지와 구분이 어렵지만, 목적이 다르므로 구분해서 취급하는 이것은 전원이나 신호에 중첩된 잡음을 대지로 흐를 수 있도록 루프를 기 위한 접지로, 장치의 잡음 내량을 높일 수가 있다. 충전부 등 직접

데, 부여하

접지할 수

없는 경우에는 콘덴서를 충전부와 대지 사이에 삽입하는 경우도 있다. (다) 신호접지 회로에 기준전위를 주어 동작의 안전화를 도모하기 위한 점지이다. 2) 접지방식 (가) 1점접지 1점 접지방식에는 직렬방식과 병렬방식이 있으며, 직렬방식에서는 타장치 접지선 의 누설전류에 의한 접지전위의 변동으로 장치간의 상호간섭이 일어나나 병렬방식 에서는 접지가 분리되어 있기 때문에 장치간 상호간섭이 일어나지 않으므로 노이즈 대책 점지로는 병렬방식이 적합하다. (나) 다점접지 고주파에서는 접지인덕턴스에 의해 접지임피던스가 커지므로 임피던스를 작게하 기 위해 이 값이 최소가 되는 다점접지 방식으로 하여 접지선의 길이를 가급적 짧 게해야 한다. 다. 배선(Wiring)에 의한 대책 노이즈를 발생하고 있는 기기 주위에 전자장치의 배선이 있는 경우, 다른 배선에 전류가 흐르면 그것에서 발생하는 전자계로 인한 장해가 발생하게 되는데 이를 해 결하기 위한 방법 중의 하나가 배선대책이다. 배선에 의해 잡음을 감소시키는 방법으로 다음과 같은 것이 있다. (1) 전 배선의 길이를 가능한 짧게 한다. (2) 신호원에서 부하까지의 선로 길이의 차이를 작게 한다. - 61 -

(3) 외부와 신호를 주고받는 기기는 외부에 가깝게 설치한다. (4) 신호 출입을 위한 설비 간 배선은 직선적으로 하되 겹침 배선은 금하 도록 한다. (5) 같은 용도의 전선을 끼리끼리 모은다. (6) 포선이 길어질 경우에는 동축케이블이나 연선을 사용한다. (7) 대전류를 ON/OFF하는 릴레이 등 전기적 잡음원 부근에 배선하지 않 고 부득이한 경우에는 차폐를 충분히 한다. 또한, 정전결합 및 전자결합 등에 의한 유도장해를 저감시키기 위하여, 회로를 동 작에너지별로 분류하여 배선한다.

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1. 정전기이론 2. 정전기 재해 3. 정전기 재해 방지 대책

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1. 정전기 이론 가. 정전기의 발생과 대전 1) 정전기 현상 두 물체를 마찰시키게 되면 이들 물체는 전기를 띠게 되는데 이를 마찰전기라고 하 며, 양전기와 음전기로 나누어진다. 이와 같이 어떤 물체가 양전기 또는 음전기만을 갖 는 대전체로서 외부에 나타나는 전기적 현상을 정전기라고 한다. 이러한 정전기는 고유한 성질을 갖고 있으며, 이의 대전 및 방전현상에 의해 사고를 유발하기도 한다. 2) 정전기의 발생 일반적으로 모든 물질은 정과 부의 등량 전하를 가지며는 전기적인 중성 상태를 유 지하게 된다.

그러나 이와 같은 전기적 중성의 2가지 상이한 물질이 서로 접촉되어

있는 경우에는, 그 경계면에서 전하의 이동이 시작되어 한쪽의 물질에는 정의 부하가 다른 물질에는 부의 전하가 남게 된다. 정전기가 발생하여도 이것이 전부 물체에 축척되는 것은 아니며, 일반적으로 발생된 전하의 일부는 소멸하여 없어진다. 이를 전하의 완화라고 한다. 또한 정전기가 물체에 축적되어 있는 것을 대전이라 한다. 일반적으로 절연물에 정 전기가 잘 대전되는 것은 전하가 완화되기가 어렵기 때문이다. 정전기의 발생은 전하의 이동, 전하의 분리, 전하의 완화 등 세 가지의 과정을 거치 면서 이루어지며, 만약 전하의 완화 속도가 두드러지게 빠르면 정전 현상은 우리의 일 반 관측 시야 속에서는 보여지지 않는다. 3) 정전기 발생량 가) 물질의 특성 정전기 발생은 접촉·분리되는 두 물질의 상호 작용에 의해 결정되는데 이는 대전 서열에서 두 물질이 가까운 위치에 있으면 정전기의 발생량이 적고, 반대로 먼 위치에 있으면 발생량이 커지게 된다. 나) 물질의 표면 상태 일반적으로 물질의 표면이 원활하면 정전기 발생이 적어지고 표면이 수분이나 기름 등에 오염되어 있으면 산화·부식에 의해 정전기의 발생이 커진다. 다) 물질의 이력 정전기의 발생은 처음 접촉·분리가 일어날 때 최대가 되며, 이후

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접촉·분리가 반

복됨에 따라 발생량이 감소된다. 라) 접촉 면적 및 압력 접촉 면적이 클수록, 접촉 압력이 증가할수록 정전기의 발생량이 커진다. 마) 분리 속도 일반적으로, 분리 속도가 빠를수록 정전기의 발생량이 증가한다.

2. 정전기의 재해 가. 생산 장해 취급 물질이나 작업자에게 정전기가 대전되면 정전기의 역학 현상 및 방전

현상

등에 의해 작업 능률의 저하 및 품질 불량 등의 생산성 장해를 초래할 수 있다. 1) 역학 현상에 의한 장해 - 가루(분진)에 의한 눈금의 막힘 - 제사공정에서 실의 절단, 보풀일기, 분진 부착에 의한 품질 저하 - 직포의 건족 정리 작업에서의 보풀일기, 접기곤란 등 - 인쇄시 종이의 파손, 흐트러짐, 오손, 겹침 등 2) 방전 현상에 의한 장해 - 방전전류 : 반도체 소자 등 전자 부품의 파괴, 오동작 등 - 전 자 파 : 전자기기, 장치 등의 잡음, 오동작 - 발

광 : 사진, 필름 등의 감광

나. 전격(Electric Shock) 정전기의 방전 현상에 따른 재해로서, 정전기로 대전되어 있던 인체에서 접지로 또 는 대전된 물체에서 인체로 방전되면서 인체에 전류가 흘러 전격이 일어난다. 정전기에 의한 전격의 대부분은 사망사가 발생할 만큼 강한 것은 없으나, 전격에 의 한 쇼크 때문에 신체의 균형을 잃어 높은 곳에서 추락되어 생기는 2차적 재해의 원인 이 될 수가 있으며, 이외에도 전격에 의한 불쾌감, 공포감등으로 작업자의 안전을 위협 하는 요인이 될 수가 있다. 1) 인체로부터의 방전 인체에서 전격을 느끼는 것은 인체에 얼마만한 전류가 흘렀느냐에 따라 결정된다. 인체의 대전 전하량이 2∼3×10

-7

느끼게 되는데, 이것을 인체의 대전 전위로 나타내게 되면 인체의 정전량을 100[pF] 라 할 경우 V=0,/C[V]에서 약 3[KV]가 된다.

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아래 표 1에 인체 대전과 전격의 관계를 나타내고 있다. 2) 대전 물체에서 인체로의 방전 이의 경우에도 전격 발생 전하량은 2~3×10

-7

[C]이지만, 물체의 대전전위에 따른

전격 발생은 그 물체의 정전 용량에 따라 다른 값을 갖게 된다. 전격의 발생 전위 이 상의 경우에는 2~3×10-7 [C] 이상의 방전 전하량이 인체에 방전됨으로써 전격을 받 게 되며, 대전 물체가 부도체인 경우에는 전격의 발생 한계는 없으나 대부분의 경우 대전 전위가 30[KV] 이상이면 전격을 받게 된다. 표 1 인체 대전과 전격의 관계 인체대전 전위[KV]

전 격 의

정 도

비 고 미세 방전음 발생(감지전압) 2.5

1.0

전혀 느낌이 없다.

2.0

손가락 외측에 느낌은 있으나 않아프다. 방전된 부분에 침이 와 닿는 듯한 느낌

3.0

가벼운 아픔을 느끼며, 침으로 찔린 듯한 느낌

4.0

가벼운 아픔을 느끼며, 침으로 깊이 찔린 듯한 느낌 방전발광 보임

5.0

손바닥부터 팔꿈치까지 전격 느끼고 아픔.

6.0

손가락에 강한 아픔을 느끼며, 전격 후 팔이 무겁게 손가락 끝 방전 발광이 보임 느껴짐.

7.0

손바닥에 강한 아픔을 느끼고, 저리는 느낌을 받음.

8.0

손바닥에서 팔꿈치까지 저림을 느낌.

9.0

손목에 강한 아픔과 손이 마비된 듯한 느낌을 받음.

10.0

손 전체의 아픔 및 전기가 흐른 듯한 느낌을 받음.

11.0

손가락의 강한 마비와 손 전체의 강한 전격을 느낌.

12.0

강한 전격으로 손 전체를 강타당한 느낌을 받음

3) 화재 및 폭발 정전기에 의한 화재·폭발은 정전기 방전이 발화원이 되어 가연성 물질이 연소를 개시, 화염이 전파됨으로써 발생한다. 화재·폭발이 발생하기 위해서 폭발 한계 범위내 의 혼합 농도를 가진 가연성 혼합물이 존재하고 또한, 가연성 물질의 최소 착화 에너 지보다 큰 방전 에너지의 발생이 필요하다. - 67 -

대전 물체가 도체인 경우의 정전기 방전 에너지는 다음 식으로 나타낸다.

1 CV 2

1 Q 2 QV = [J] 2 2C

폭발에는 여러 가지 종류가 있는데 방폭 구조와 관련하여 다음과 같이 구분한다. 가) 혼합 가스 폭발 혼합 가스 폭발이란 수소나 프로판 가스같은 가연성 가스가 일정농도에서 공기와 혼합하여 그 장소에서 열이 있을 때 일어나는 일종의 연소를 말한다. 상한계와 하한계 간을 폭발한계, 폭발범위 또는 연소범위라고도 한다 다음의 표 2에서는 이러한 가연성 가스의 폭발 관련 자료 일례를 나타내고 있다. 표 2. 가연성 가스의 폭발 폭발한계 물질명

최소착화

폭발한계 물질명

최소착화

하한

상한 에너지(mJ)

아세틸렌

1.5

82.0

60.02

톨루엔

1.2

7.0

2.5

아세트알데히드

4.0

57.0

0.376

프로판

2.1

9.5

0.31

아세톤

2.5

13.0

1.15

부탄

1.5

8.5

0.져

암모니아

5.0

28.0

0.77

헥산

1.2

7.5

0.24

일산화탄소

2.5

74.0

벤젠

1.2

8.0

0.55

에틸렌

2.7

34.0

0.096

펜탄

1.4

7.8

0.49

에틸렌옥사이드

3.0

00.0

0.105

메탄을

5.5

36.0

0.215

수소

4.0

75.6

0.019

메탄

5.0

15.0

0.28

스틸렌

1.1

8.0

가솔린

1.4

7.6

등유

0.7

6.0

하한

상한 에너지(mJ)

* 폭발 한계는 용적 백분율

나) 분진 폭발 분진 폭발에 있어서는 가연성 분진, 공기, 열의 삼요소가 필요하며, 이때의 최소착화 에너지는 혼합 가스에 비해서는 상대적으로 크다. 다음의 분진 폭발 관련 자료를 표 3 에서 설명하고 있다. 다) 대전 물체가 도체인 경우 대전 물체가 도체인 경우에는 방전시 거의 모든 전하가 일시에 방출된다. 그러므로 정전 유도에 의해 축적되어 있던 정전에너지가 최소 착화 에너지와 같을 때 화재가 일 어난다고 가정하면, 이 에너지가 갖는 대전 전위 또는 대전 전하량을 추정할 수 있다.

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표 3 분진 폭발 분진의 종류

폭발하한[g/m³] 최소착화에너지(mJ)

마그네슘

알루미늄

120

100

소맥분

160

석탄

유황

펄프

에폭시

폴리에틸렌

폴리프로필렌

폴리스틸렌

텔레프탈산

코르크

목분

철

정전기의 에너지는

1 CV 2

2W V =( ) C

= 1 2

1 Q 2 QV = [J] 이므로, 대전 전위는 2 2C =

2W [V]가 되고, 대전 전하량은 C

2CW [C]이 된다.

여기서 도체의 정전 용량은 정전 용량 측정기로 실측할 수 있고, 물체의 대전 위나 대전 전하량은 대전 전위 측정기나 대전 전하량 측정기로부터

어느 하나만을 실측하

게 되면 Q=CV[C]의 관계에서부터 나머지를 구할 수가 있다. 라) 대전 물체가 부도체인 경우 대전 물체가 부도체인 경우에는 방전시 축적된 모든 에너지가 일시에 모두 방출되 지 않기 때문에 화재 및 폭발에 대한 일반적인 지표를 제시할 수가 없다. 그러나, 30kV 정도로 대전된 물체가 기중 방전을 일으켰을 때 수백 μJ의 방전에너 지가 방출되어 착화원으로 되는 수가 있으므로, 이와 같은 결과를 참고로 한 화재·폭 발의 발생 한계는 다음과 같은 대전 상태가 제시될 수 있다. ① 최소 착화 에너지가 수십(μu)인 가연성 물질에 대해서는 대전 전위가 약 1kV 이상이거나, 대전 전하 밀도가 약 1x10-7 (C/m²) 이상인 대전 상태 - 69 -

② 최소 착화 에너지가 수백 U)인 가연성 물질에 대해서는 대전 전위가 약 5KV 이상이거나, 대전 전하 밀도가 약 1×10-6

(C/m²) 이상인 대전 상태

③ 대전하고 있는 물체에 인체가 접근했을 때 전격을 느끼는 정도의 대전 상태 ④ 대전하고 있는 물체에 직경 30m 이상의 금속구를 접근시켰을 때

파괴음 및

발광을 동반하는 방전을 발생시키는 대전 상태

3. 정전기 재해 방지 대책 정전기 재해를 방지하기 위한 기본적인 단계는 첫째, 정전기 발생의 억제 둘째, 발생 전하의 다량 축적 방지 셋째, 축적 전하의 위험 조건하에서의 방전 방지가 되어야 한다. 이를 위해서는 첫째로, 발생원을 포착하여 발생 전하량을 예측하고, 둘째는, 대전 물체의 전하 축적 가능성을 검토하며, 셋째는, 위험한 방전을 발생시키는 물리적 조건이 있는지를 검토하는 3단계 관리 시스템을 적용하는 것이 좋다. 또한, 재해가 발생하였을 때는 유사 사고 가 제발되지 않도록 철저한 원인 분석을 통한 대책 수립을 위해서 현장

보존을 잘 하

는 것이 중요하다. 이러한 정전기 예방 대책의 일반적인 내용은 다음과 같다. ┌─ ├─ ├─ ├─ ├─ ├─ ┌─ 발생 및 대전 ├─ │ └─ │ 정전기 ─┤ 방지 대책 │ │ ├─ 전격 ────┬─ │ └─ │ └─ 화재 및 폭발 ┬─ └─

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접지 정전화, 정전 작업복 착용 유속 제한, 정치 시간 확보 대전 방지제 사용 대전 방지용품 사용 가습 제전기 사용 제조장치 및 탱크의 불활성화

대전 억제 대전 전하의 신속한 누설 환기에 의한 위험물질의 제거 집진에 의만 분진의 제거

가. 접 지 금속 도체와 대지 사이의 전위를 최소로 하기 위하여, 동판을 매설하여 이와 금속 도체간을 연결하는 것을 접지라고 하며, 배관 등의 금속 물체 전부를 접지하기 곤란한 경우에는 본딩을 하기도 한다. 1) 접지 저항치 정전기 대전에 의한 누설 전류의 대부분은 수 μA 정도의 미소 전류이므로, 정전기 용 접지로는 접지 저항값이 106 (Ω) 이하이면 충분하나, 전기 설비의 누전이나 낙뢰 시의 위험 방지를 위한 접지극(수Ω∼100Ω정도)을 사용해도 된다. 2) 제전 접지 저항 대전체에 접지체가 접근하게 되면 불꽃 방전이 발생하기 쉬우며, 이를 방지하기 위 6

하여는 접지체에 저항치가 큰 직렬 저항(10 ∼10

Ω)을 접속하여 방전 전류를 서서

히 누설시킬 수 있으며 이를 제전접지저항이라 한다. 가) 고정용 설비 및 기기의 접지 고정 대상물의 접지 또는 본eld용 도선은 용접, 장점이나 나사 등에 의해 고정하고 접촉면은 도료 등으로 인해 저항값이 상승하지 않도록 주의한다. 나) 이동식 기기 및 가동 부품의 접지 대전될 가능성이 있는 이동식 기기나 차량의 경우에는, 가요성의 접지 도선과 접속 공구를 사용해 접지한다. 회전 부분에는 도전성 윤활유를 사용하거나 또는 회전 부분 에는 슬립링을 장치하여 카본 브러시를 통해 접지시키고 벨트 및 컨베이어는 도전성 재료를 사용하는 것이 좋다. 폭발성 분위기가 존재 하는 장소에서 기기의 이동이 수반되는 작업을 할 경우에는 작업대의 재료에 도전성 매트를 사용해서 기계를 접지하거나 작업대에 가습이나 주수 등을 통해서 도전성을 높여야 한다. 다) 액체 취급시의 접지 석유류의 급유, 수송, 교반 및 샘플링 등의 작업중 정전기 방전에 의한 화재·폭발 을 방지하기 위하여는, 절연된 금속 도체들은 접지할 필요가 있고

이송용 배 등은 플

랜지 부분을 확실히 본딩시켜 접지하여야 한다. 고무 호스 등의 절연성 파이프에 금속 제 노즐이 있는 경우에도 이에 대한 접지는 물론 노즐을 용기벽에 접지한 후에 급유를 시작하고 급유가 끝나면 정치 시간을 둔 후에 노즐을 분리하여 한다. 화재·폭발의 위험이 있는 탱크위에서 샘플링등의 작업을 하는 경우에는 금속제의 사용을 가능한 피하여야 하며, 이를 사용할 경우에는 도전성 로프를 이용해 접지후 작 업토록 하고 인체의 대전에 의한 재해를

방지하기 위하여 인체 대전에도 주의할 필요

가 있다. - 71 -

라) 인체의 접지 인체가 구두 등에 의해 바닥과 절연되어 있는 경우, 옷의 마찰, 바닥과의 마찰, 정전 유도 등에 의해 대전 상태가 발생하며 이즈 인해 금속제의 장치 등이 가까이 있을 경 우에는 불꽃 방전이 일어나 화재·폭발을 유발하거나, 방전에 의한 반도체 소기능의 파괴, 또는 이를 이용한 컴퓨터, 전자 교환기 등의 오동작 및 동작 불능 상태를 가져올 수 있으므로 인체에 대하여 정전기 접지를 하는 것이 필요하다. 작업장 바닥은 도전 처리를 하고 정전화 또는 손목에 접지 밴드를 착용하고 정전복 에 접지선을 연결하도록 한다. 나. 도전성 향상 플라스틱이나 합섬 섬유의 대전 방지에 가장 보편적인 방법은 대전방지제를 첨가하 거나, 탄소, 금속분 등을 첨가하여 도포 또는 도착하는 방법 등을 통하여 도전성을 부 여함으로써 대전된 전하를 누설시키는 방법이다 일반적으로 1014 ~ 1020Ω정도인 플라스틱 및 섬유제품의 표면 고유저항을 1010 11

~10 Ω 으로 낮추면 대전성이 극히 저하되는 것으로 알려져 있으며, 이러한 대전 방 지제는 여러 종류가 있으나 그 특성이나 사용 목적에 따라 선택되어야 하며, 특히 대 전 방지제를 식품 포장제나 기구 등에 사용할 때에는 이의 독성에 대하여 특별한 주의 를 하여야 한다. 1) 도전성 재료의 활용 가) 구조적 분류 ①분산계 도전 재료 도전 원리는 입자상, 섬유상의 도전성 분산계가 상호 접촉에 의해 전류가 는 경우와, 도전성 분산계의 접촉만이 아닌 절연

흐르

박막간의 터널 효과에 의해서도 전

류가 흐르는 두가지로 카본 블랙 분산계와 금속 분산계가 있다. ② 적층계 도전 재료 플라스틱 코팅법은 표면을 에칭한 후에 Pb, Pd, Ag 등의 귀금속 촉매액을 주어 화학 환원제를 포함한 무전해 코팅액중에 침투시키는 것으로 니켈, 은, 동 등의 무전해 코팅이 섬유 대전 등에 일부 사용된다. 나) 이용법 분류 ① 누설에 의한 대전 방지 플라스틱이나 고무류를 도전화하여 누설에 의한 대전 방지를 하는 것으로서는 도전성 타이어, 도전성 벨트, 정전화, 도전성 매트 등이 있다. 도전성 타이어는 차체의 - 72 -

대전이 사고의 원인이 될 가능성이 높은 유조차 등에, 정전화는 인체의 대전 방지를 위하여 사용되고 있으며 이의 저항치는 106~108 Ω이 일반적이다. ② 공기중의 방전에 의한 대전 방지 도전성의 가는 선을 접근시키면 코로나 방전이 일어나고, 이 공기가 전리되어 발생한 이온은 극성이 다른 정전기 만나 과부족 전하를 주 대전 물체를 가까이 받음으 로써 정전기가 제거되는데, 이러한 자기 방전작용을 이용하여 각종 섬유 제품의 대전 방지에 이용된다. 도전성 섬유는 제전 작업복, 카페트, 산업용 자재 등에 이용되고 있다. 제전 작 업복은 가연성 흔합 기체가 존재할 우려가 있는 작업장에서 의복의 대전에 의한 착화 를 방지할 목적으로 사용되고 있다. 2) 습도 증가에 의한 도전성의 향상 플라스틱 제품은 습도 증가에 따라 전기 저항값이 저하되므로 이를 취급하는 공장 설비에서는 가습에 의한 대전 방지법이 효율적으로 이용될 수 있다. 공기중의 상태 습도를 60∼70% 정도로 유지하기 위하여 널리 사용되고 있는 방법 으로는 물의 분무, 습기 분무, 증발법 등이 있다. 다. 제전 제전은 물체에 대전된·정전기를 제거하는 것으로서 주로 정전기상의 부도체를

대

상으로 한 대전 방지 대책이며, 이와 같은 기능을 수행하는 기기를 제전기라 한다. 표 4 제전기의 선정 예 대전 물체 설치 장소

대전 물체의 예

제 전 기 전압인가식 제전기(표준형),

표면 대전물체

필름, 종이 포

체적 대전물체

분체·액체·수지

전압인가식 제전기

이동 대전물체

인체, 제품

전압인가식 제전기(송풍기, 갱형)

고속이동 대전물체

인쇄 필름, 유동 분체

가연성물질 위험장소

가연성 액체, 분체

자기방전식 제전기

전압인가식 제전기(표준형, 플랜지형) 자기방전식 제전기 전압인가식 제전기(방폭형), 자기방전식 제전기 방사선식 제전기

1) 전압 인가식 제전기 방전침에 7,000(V)의 전압을 인가하면 공기가 전리되어 코로나 방전을 일으키게 되며, 이때 발생한 이온으로 대전체의 정전기를 중화시키는 방법으로서 거의 대부분

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전하가 제전된다.

그림 6. 전압식 제전기

2) 자기 방전식 제전기 스텐레스(5㎛), 카본(7㎛), 도전성 섬유(50㎛) 등을 이용하여 발생된 작은코로나 방전으로 전하를 제전시키는 방법으로서, 제전도 가능하나 약간의 전하가 남는 단점이 있다.

그림 7. 자기방전식 제전기

3) 이온식 제전기(방사선식 제전기) 방사선 동위 원소의 전리 작용에 의해 제전에 필요한 이온, 즉 α입자, β입자를 만 드는 제전기로서, 방사선 장해로 인한 취급에 주의가 필요하고, 제전 능력이 작으며, 이동하는 물체 등에 대하여는 부적합하다. 라. 정전 완화 정전 완화는 전기 전도 현상으로 인해 시간이 지남에 따라 전하가 감소하는 것을 말하며, 이러한 현상을 이용하여 도전율이 낮은 액체 및 분체 등의 저장 시설에 대한 대전 방지를 할 수가 있다.

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표 5 정치시간 일례 정치시간(분) 대전물체의 도전율

대전 물체의 용 적 (kℓ)

(s/m)

10-8

10 이상 50

-6

-12

120

240

이상

-12

이상 10

-14

이상 10

50 이상

10미만

10-14 이상

5000이상

5000

1) 정전 차폐 정전 차폐는 대전 물체의 표면을 접지된 금속으로 덮으면 대전물체에서 발산되는 정전계가 차폐될 뿐만 아니라 방전시 발산되는 전자파의 저지에도 효과가 있다. 가) 금속에 의한 차폐 일반적으로 물체의 전위가 상승하지 않을 정도면 되기 때문에 차폐는 물체의 전체 를 차폐할 필요는 없으며, 금속망, 금속선 등의 가능한 가는 굵기의 것을 이용하는 것 이 좋다. 이의 간격은 1(cm)에서 수[cm] 정도로 하며, 금속 차폐는 확실하게 접지하 여야 한다. 나) 도전성 재료에 의한 차폐 차폐를 위한 도전성 재료의 고유 저항은 작은 것이 바람직하나 10

(Ω/cm)에도

차폐 효과가 있다. 도전성 재료에는 도전성 테이프, 필름, 고무, 스펀지, 도전성 섬유가 들어간 천 등이 있다. 도전성 테이프 및 필름은 호스를 감던가 대전물체의 영향을 받 는 물체를 덮는데 사용된다. 마. 화재 및 폭발 방지 대책 정전기가 원인이 되어 발생하는 화재·폭발에는 2가지 조건이

만족되어야 한다.

첫째로, 가연성 가스와 공기와의 혼합에 의해 폭발 농도의 혼합 기체가 생성되어야 하 고, 둘째로, 가연성 물질의 착화원이 되는 정전기 방전이 발생하여야 한다. 그러므로 위의 두가지 조건 중 한 가지만 제거하게 되면 정전기에 의한 화재·폭발 은 예방할 수가 있다. (1) 폭발 농도의 흔합 기체 생성 방지 (가) 가스상 증기의 폭발 농도 혼합 기체 생성 방지 - 75 -

(나) 분진상의 폭발 농도 혼합 기체 생성 방지 (다) 불활성 물질 혼입에 의한 폭발 농도 혼합 기체 생성 방지 (2) 착화성 방전의 발생 방지 대전된 물체의 방전 에너지가 주변의 가연성 물질 최소 착화에너지보다 크게 되면 화재나 폭발이 일어나게 되는데 이를 착화성 방전이라고 하며, 일반적으로, 최소 착화 에너지가 0.02(mJ) 정도인 가연성 물질을 착화시키는 정전기 방전을 이른다. (가) 유도체의 정전 접지 고유 저항이 106 [Ω·m] 이하인 물체는 도체로 취급되며, 이와 같은 도체는 물체 에 대전된 전하를 대지로 방전시키면서 착화성 방전을 일으킬 수 있으므로

이를 방지

하기 위해서는 대전된 물체에 대하여 정전 접지를 하여야 한다. 정전 접지는 대전된 물체뿐만 아기라 그 주위의 도체도 실시하여 정전 유도에 의 한 착화성 방전을 방지하여야 한다. (나) 부도체의 대전 방지 고유 저항이 106 [Ω·m]이상의 부도체가 크게 대전하게 되면 착화성 방전이 발 생하기 쉬우며, 이는 분체, 액체 등에서보다 필름, 종이, 플라스틱 등 고체에서 발생하 기 쉽다. 이와 같은 대전은 부도체를 박리할 때와 같이 기계적으로 큰 에너지를 과도적으로 작용시킬 때 일어나기 쉬우므로, 착화성 방전을 방지하기 위해서는 커다란 변화를 수 반하는 취급은 피하는 것이 좋으며, 예를 들면 속도, 압력, 장력 등의 과도한 변화는 피하는 것이 좋다. (다) 근접 물체의 관리 대전 물체의 접지체가 서로 접근하게 되면 방전이 일어날 수 있다. 그러나 부득이 접근하여야 하는 경우에는 대전 물체의 전하를 가능한 감소시켜야 하며 이때의 안전 한계는 방전 발생 한계의 1,110 정도로 하는 게 좋다. 그러나 근접 물체가 이동하는 경우에는 대책 적용이 곤란하므로 접근이 예상되는 대전 물체에 대하여는 반드시 제 전, 차폐 등에 의한 정전기 대책을 사전 실시해야 한다. (라) 착화·폭발의 확대 방지 대책 확대 방지 대책은 착화 현상을 조기 검출하여 착화·폭발의 진전을 저지하는 방법 으로서, 초기 현상 검출기로서는 현재 자외선/적외선 감지기, 온도 감지기, 압력 감지 기 등이 개발되어 있으며, 착화·폭발의 저지 억제에는 질소, 이산화탄소 등의 불활성 가스, 인산암모늄, 할로겐화물, 화학공기 제품, 물, 강화액 등의 소화제를 분출하는 소 화 장치가 개발되어 있다.

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1. 낙뢰 2. 낙뢰에 의한 피해 3.낙뢰 대책 4. 피뢰설비의 보호 영역 5. 뇌해 방지용 접지

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1. 낙뢰 뇌는 정전기를 띤 뇌운과 대지, 또는 뇌운과 뇌운 사이에 일어나는 일종의 방 전현상을 말하며, 이 중 뇌운과 대지간에 발생하는 뇌를 특별히 낙뢰라 한다. 여기 서, 낙뢰는 단순히 대지에의 방전만을 일컫는 것은 아니며, 대지에 접한 모든 시설, 수목, 호수, 바다 등에의 방전을 통틀어 이르는 것이다. 가. 뇌운의 형성 뇌운의 형성을 설명하는 이론은 많으나, 가장 널리 알려진 것은 Simpson에 의 한 가설이며, 개요는 다음과 같다. 습기를 가진 상승기류가 상공에 이르면 응결하여 물방울이 되고, 그 중 큰 것 들은 중력의 작용으로 다시 하강한다. 이렇게 하강하는 물방울이 상승기류와의 상대 적인 속도차에 의해 분열하면서 +의 전하를 띠고 상승하고, 기류는 -의 전하를 띠 는데, 이러한 응결→분열→대전의 과정을 반복하면서 +의 전하가 축적된다. 나. 낙뢰의 발생 전하를 많이 띤 뇌운이 대지 가까이 접근하게 되면, 대지에는 정전유도현상에 의해 뇌운의 아래쪽 전하와는 반대 극성의 전하가 대전되어 전계가 커지며, 어느 값 에 이르면 이들간에 순간적으로 격렬한 방전이 일어나는데, 이러한 현상이 낙뢰이 다. 낙뢰현상은 뇌운 속의 전하가 순간적으로 대지로 이동하는 현상으로, 기본적으 로는 전하의 시간변화인 전류의 형태이며, 이 전류가 구조물이나 수목 등을 통과하 면서 이들과 주변에 매우 높은 전압을 발생한다. 뇌격전류가 50[kA]로 삼각형파라 가정하고 뇌격의 총 지속시간을 100[㎲], 뇌격시 설비 부근에서의 전압을 2,000[kV]라면, 이 뇌격이 설비에 방출하는 에너 지는 개략 0.7[kWh] 미만 정도로 볼 수 있으며, 그럼에도 이러한 뇌격은 비교적 큰 뇌격의 범주에 속한다. 즉, 낙뢰가 대지 부근에서 방출하는 에너지는 사실상 그다지 큰 것은 아니며, 다만 매우 짧은 시간에 방출함으로써 막대한 위력을 발휘하는 것으로 볼 수 있다. 물론, 공간을 진행하면서 공간에 방출한 에너지는 별도로 고려해야 한다.

2. 낙뢰에 의한 피해 낙뢰가 발생하면 낙뢰가 발생한 지점은 물론, 부근의 비교적 넓은 공간에 걸쳐 다양한 전자기적 피해와 영향을 미친다.

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가. 인명피해 뇌격에 의한 인명 피해는 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 하나는 뇌격이 인 체에 직격하는 경우이고, 다른 하나는 전력설비나 기타 시설물 등에 직격하거나 유 도된 뇌격이 선로 등을 통하여 인체에 전달되는 간접뇌격의 경우이다. 1) 인체에의 직격 낙뢰는 대체로 대지상의 높은 구조물이나 수목 등으로 침입하는 경향이 있기 때 문에, 사람이 뇌격을 맞을 가능성이 크지는 않지만, 도전성의 긴 물체를 높이 들고 있는 경우, 개활지에 잇는 경우, 높은 수목이나 철구조물에 가까이 접근해 있는 경 우 등은 직․간접적으로 낙뢰의 피해를 받을 수 있다. 인체에 낙뢰가 직격할 수 있는 경우는, 드물기는 하지만 매우 작은 뇌격전류가 주변의 구조물에 등에 의해 충분히 차폐되지 못하여 인체에 직격하는 경우이며, 비 록 뇌격전류가 매우 작다고는 하더라도 인체에는 치명적인 피해를 주는 것이 보통 이다. 2) 간접뇌격 간접뇌격의 예로는 전선로나 통신선로를 경유하여 전기기기나 통신기기에 접촉하 고 있는 인체에 피해를 입히는 경우를 들 수 있으며, 뇌격지점 인근에서의 대지전위 상승에 의한 경우도 있다. 나. 건물, 구조물, 수목 등의 손상 건물, 구조물, 수목 등에 낙뢰가 침입하면, 짧은 시간동안에 큰 에너지가 전달되 어 높은 전압과 큰 전류에 의한 전기적, 열적, 기계적, 화학적 손상을 일으키고 조직 과 특성을 변화시킨다. 건물에 뇌격이 침입하면, 금속체(철근, 골조, 금속벽 등)를 따라 대지로 방전하게 되는데, 이러한 전류의 경로 주변에는 강력한 전자장이 형성되어 건물내 저압기기 (특히, 약전류 설비)에 위험 전압을 유도하거나, 대지전위 상승에 의한 전위차를 발 생시켜 손상을 줄 수 있으므로, 피뢰침의 접지선이 서로 대칭위에 놓이도록 여러 가 닥으로 하여 배치하거나, 건물 접지를 양호하게 하며, 써지전압 저감장치를 설치하 는 등의 대책이 필요하다. 다. 전력설비의 손상 전력설비는 전려계통에 접속되어 전력의 발생, 수송, 배분, 사용 등에 이용되는 모든 전기기기와 설비를 말한다. 전력설비는, 일상의 운전전압과 조작에 따른 과저압에 대하여 충분한 절연 내력 을 갖도록 하는 것은 물론, 전력설비가 사용될 지역의 뇌격특성과 운전특성 등을고 - 80 -

려하여 발생할 가능성이 있는 레벨의 뇌써지전압에 대한 절연내력을 갖도록 설계․제 작하는데, 이러한 절연내력을 초과하는 과전압이 침입하면 절연이 파괴되어 치명적 인 손상을 입게 된다. 전력설비의 뇌격에 의한 손상에는, 물론 뇌격의 에너지에 의하여 전력설비가 받 는 열적 및 기계적 충격도 포함된다. 대책으로는 모든 전기기기의 절연내력을 높이는 것도 고려할 수 있지만, 많은 비 용이 소요되기 때문에, 요소 요소에 낙뢰 보호설비(가공지선, 피뢰기, 적절한 접지 등)를 설치하여 적절히 협조를 유지함으로써 비용과 안전성 및 신뢰성의 균형을 유 지하도록 한다. 라. 약전류 설비의 손상 전화, 정보․통신, 감시․제어 등에 이용되는 회로는 동작전압이 낮고, 절연을 위한 공간을 확보하기 어려워 도선간 및 도선과 대지 간의 간격이 작아 기본적으로 절연 내력이 매우 낮으므로, 이상전압에 의한 손상의 우려가 높지만, 상대적으로 이러한 약전류 회로는 대체로 뇌써지전압이 잘 침입하지 않는 곳에 위치하고, 써지보호장치 나 차폐도 잘 갖추어 비교적 안전하다고 할 수 있다. 그러나 예상치 이상의 뇌써지가 침입하는 경우, 보호장치의 성능이 나빠진 경우, 설치 및 운용지침을 잘 지키지 않는 경우, 설계 사용조건 이외의 곳에서 사용하는 경우 등에는 심각한 피해가 발생할 수 있다. 피해의 예로는, 외부 접속단자 손상, 보드 및 카드의 손상, 소자의 손상, 디스플 레이 장치 및 회로의 손상 등을 들 수 있다. 마. 통신 장애 및 정보 손상 뇌격이 비록 기기에 직접적인 손상을 일으킬 정도로 크지 않은 정도라고 하더라 도 정상적인 통신에 장애를 초래하거나 정보를 손상시키는 경우는 비교적 자주 발 생한다. 이러한 피해의 예로는, 통신잡음, 기기 오동작, 컴퓨터의 오동작 및 파일 손상 등 을 들 수 있다.

3. 낙뢰 대책 기기나 설비측에 취하는 낙뢰 대책으로는, - 낙뢰(직격뢰)의 침입 방지 - 유도뢰의 발생 억제 - 침입한 뇌써지전압의 완화 - 기기나 설비의 절연내력 강화 등을 들 수 있다.

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가. 낙뢰(직격뢰)의 침입 방지대책 특정의 시설, 건물, 전력선로 등에의 뇌격의 침입을 방지하기 위한 대책으로 다음 과 같은 방법이 적용되며, 직격뢰에 대한 차폐의 형태로 이루어진다. 1) 피뢰침 주로 건물이나 시설물을 뇌격으로부터 보호하기 위해 설치하는 것으로, 피보호체 의 높이와 면적, 피뢰침의 높이 등에 의해 보호특성이 결정된다. 피뢰침은 피보호체측에서 보면 피뢰의 역할을 한다고 볼 수 있으나, 피뢰침측에 서 보면 유뢰의 역할을 하는 것으로, 피뢰침이 없는 경우에 비해 실질적으로는 피보 호체의 주위에의 낙뢰의 발생은 많아진다. 뇌격전류가 작은 경우, 피보호체에도 낙뢰가 침입할 수 있는 것을 살펴보았는데, 피보호체에 침입해도 괜찮은 정도의 뇌격전류를 설정하여 피뢰침의 높이, 위치 등을 설계하여 설치하면 경제적이며, 허용할 수 있는 뇌격전류는 피보호체의 특성에 따라 결정된다. 2) 가공지선 주로 전력선로에 시설하는 피뢰설비의 일종으로, 다음 그림에서 보는 것과 같이 상도체의 위쪽에 설치하며, 모든 지지물(철탑, 전주 등)에서 대지로 연결하여 접지 한 것으로, 마치 피뢰침을 전력선로를 따라 길이방향으로 연속하여 시설한 것과 유 사한 보호역할을 한다. 가공지선의 경우도 피뢰침과 마찬가지로 모든 뇌격을 차폐할 수 는 없으며, 상도 체에 침입해도 지장이 없는 정도의 뇌격전류를 설정하여, 가공지선의 배치를 결정한 다. 낙뢰가 많은 지역에 건설되는 선로, 높이가 높은 선로, 중요한 선로 등에는 그림 처럼 가공지선을 2조 설치하고, 가공지선간의 간격도 넓게 하여 상도체에의 뇌의 직격을 최대한 방지하도록 하며, 기타의 경우는 가공지선을 중앙에 1조만 설치하기 도 하는데, 대체로 운전전압이 높은 선로는 전자의 형태로, 운전전압이 낮은 경우는 후자의 형태로 건설된다. 3) 기타 차폐 시설물이나 선로의 주변에 고구조물이나 수목 등이 있으면, 이들에 의해 직격뢰 가 어느 정도 차폐되어 차폐효과를 기대할 수 있으며, 따라서, 별도의 차폐를 생략 할 수도 있다. 이를테면, 도서지역에 건설된 가공배전선로는 주변의 높은 건물들에 의해 직격뢰 가 비교적 잘 차폐되기 때문에 가공지선을 생략하기도 한다.

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4) 회전구체법 Armstrong-Whitehead의

방법에서와

같이

뇌격거리

개념을

적용하지만,

Armstrong-Whitehead의 방법은 피뢰침이나 피보호체로부터 뇌격거리를 적용하는 것에 비해, 회전구체법에서는 피보호체 부근(0점, 0‘점)까지 진행한 뇌격이 피뢰침 (대지)으로 진행할지 피보호체로 진행할지에 대하여 검토하는 방법이다,

그림 3 회전구체법

나. 유도뢰 발생의 억제 유도뢰에 의해 피해를 입기 쉬운 시설물의 대표적인 것으로 가공배전선로를 들 수 있는데, 이는 가공배전선로가 개활지에 건설되는 경우가 많아 주변에 낙뢰가 발 생할 확률이 높고, 배전선로의 운전전압이나 절연내력이 비교적 높지 않아, 유도뢰 가 발생했을 때 손상을 받을 가능성이 크기 때문이다. 유도뢰전압을 낮추기 위하여는 선로의 주변에 폐회로의 차폐선을 선로를 따라 설 치하는 것이 효과적이며, 직격뢰를 차폐하기 위하여 설치한 가공지선을 정전유도 및 전자유도 모두에 대하여 대단히 효과적인 방법으로 이용되며, 다음과 같이 설명할 수 있다. 우선 정전유도에 있어서, 차폐선에 유도된 전하와 역극성의 전하가 다시 상도체 에 유도되어, 상도체의 구속전하는 감소되므로, 결국, 방전에 의해 뇌운의 전하가 소 멸된 경우, 상도체의 발생전압은 감소하게 된다. 차폐선을 설치한 경우의 전자유도에 의한 유도뢰전압의 저감은 다음과 같이 생각 할 수 있다. 즉 차폐회로에 유도된 전류에 의해 원회로에 재차 전자유도가 발생하여 유도전류 가 흐르는데, 이 때의 전류의 방향은 공간자계에 의해 유도된 전류와는 반대 방향이 되므로, 전체 유도전류는 감소하고 전압도 낮아진다. - 83 -

따라서 가공선로의 위에 설치한 가공지선은, 직격뢰 차폐의 역할과 유도뢰 저감 의 역할을 수행하게 되어 매우 효율적인 대책으로 이용된다. 다. 침입한 낙뢰의 완화 위와 같은 대책에 의해 전력선에의 뇌써지전압의 침입을 어느 정도 저감할 수는 있으나, 완전히 억제할 수는 없으며, 여전히, 기기나 설비 등을 손상시킬 수 있다. 따라서, 일단 침입한 뇌써지전압을 적절한 수준까지 낮추는 것이 필요하며, 이러한 목적으로 피뢰기와 써지보호기를 설치하며, 접지저항을 낮추는 노력을 기울인다. 기 기나 설비에 침입하는 써지전압은 다음과 같이 크게 3가지의 형태로 억제한다. - 우회(Divert) : 대지로 방출하도록 함 - 저지(Block) : 특정 성분의 통과를 억제함 - 제한(Clamp) : 크기를 제한함 매우 큰 에너지를 가진 낙뢰에 대하여는 피뢰기를 사용하여 대지를 우회시키는 방법을 적용하고, 전자회로, 통신회로 등과 같은 약전류회로에 침입하는 비교적 소 세력의 써지는 기기의 입구, 또는 내부에 써지보호기를 설치하여 침입써지를 제한하 도록 한다. 고주파의 잡음이 문제되는 경우는 필터를 설치하여 통과를 저지하는 것이 보통이 다. 1) 피뢰기 피뢰기는 인가전압에 따라 저항이 변하는 특성요소38)와 용기로 구성되며, 상도체 와 대지간의 접속하여, 상도체에 높은 써지전압이 침입하면 대지로 방전하고, 정상 적인 상용주파수의 운전전압에 대하여는 통전을 중지하여 정상적인 선로의 운용이 가능하도록 하는 과전압 보호장치이다. 여러 가지 여건상, 피뢰기를 통하여 방전할 수 있는 에너지에는 한계가 있으며, 기본적으로는 수십~수백[㎲] 정도 지속하는 써지전류의 방전을 위해 제작되는 것이 므로 상용주파의 전류가 흐르면 에너지가 커서 순식간에 소손되기 때문에, 상용주파 전압에는 동작하지 않도록 제작되며, 따라서, 설치할 계통의 운전전압에 따라 다른 사양(정격전압)이 필요하다. 피뢰기 소자는 완전한 도체로 작용하지는 않기 때문에, 큰 뇌격전류가 흐르면 피 뢰기의 양단에는 전압이 존재(잔류전압)하는데, 어쩔 수 없이 이 전압은 선로에 남 게 되므로, 기기나 선로의 절연을 위협할 수 있다. 따라서, 피뢰기의 잔류전압은 높 지 않아야 하고, 계통의 절연내력은 최소한 잔류전압보다는 어느 정도 높아야 한다. 2) 써지보호기 피뢰기와 같은 요소로 구성되어 유사한 역할을 하는 것으로, 저압회로, 감시제어 - 84 -

회로, 정보통신회로, 전자회로 등에 적용하는 것을 가리키며, TVSS(Transient Voltage Surge Suppressor)로 부르기도 한다. 피뢰기는 상도체와 대지간에 공통성분으로 나타나는 뇌에너지의 대지로의 방출만 을 목적으로 하지만, 써지보호기는 공통성분은 물론, 상간에 나타나는 차동성분까지 도 보호할 수 있도록 구성한다.l 라. 리드선 길이 단축 및 본딩 1) 접지저항의 저감 써지전류는 써지보호장치의 리드선을 통하여 대지로 방출되는데, 고주파성분의 써지전류에 대하여는 리드선의 인덕턴스도 무시할 수 없으며, 이 전압도 피보호기기 에 인가되므로, 가능한 한 리드선의 길이를 짤게 한다. 2) 등전위 접속 뇌격이 침입하면, 약간씩 이격되어 배치된 기기간에는 대지전위 상승 등에 의한 전압차가 인가되어, 인체 및 기기에 위험을 초래할 수 있으며, 이러한 차전압을 최 소화하기 위해 각각의 기기의 접지를 서로 연결하여 동일한 전위가 되도록 등전위 로 접속할 필요가 있으며, 이를 본딩(Bonging)이라고도 한다.

5. 피뢰설비의 보호 영역 피뢰설비가 낙뢰에 대하여 어떠한 보호 범위를 가지며 그 효과가 어떠한가를 아 는 것은 각종 건축물 및 시설에 대해 안전하고 경제적으로 피뢰설비를 설계하는데 가장 중요한 요소가 된다. 또한 낙뢰시 뇌격과 이것에 관련된 현상을 통해 고안된 피뢰설비의 보호효과는 매우 뛰어나다. 따라서 피뢰설비 보호 범위와 그 효과에 대하여 더욱 신중하게 검토하여 피뢰설 비를 설계해야 한다. 최근에 피뢰설비의 보호범위는 낙뢰 성질의 선행방전(스텝리더)의 최종단 진전거 리(낙뢰거리)가 보호범위에 직접 영향을 미치며, 건축물의 높이나 규모, 인접 건물, 수목의 유무, 지형 상태 그리고 뇌전류의 크기 등이 보호 범위에 영향을 미친다. 따 라서 피뢰설비의 보호 범위는 이러한 여러 요인을 고려하여 산정한다. 피뢰 설비의 낙뢰에 대한 보호범위에 관한 연구는 기본적으로 세 가지 방법으로 행해진다. 1) 첫째 : 낙뢰에 의한 실제 사고가 발생한 경우의 통계적 해석 2) 둘째 : 가상 모델 실험 3) 셋째 : 뇌 방전경로의 기하학적 해석

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가. 뇌전류 크기에 따른 보호 범위 낙뢰의 보호범위에 관한 IEC/TC 81에서 규정하는 기본적인 개념을 살펴본다. 뇌 방전은 뇌운으로부터 선행방전(Step Leader)이 시작되고 시간 경과에 따라 정지와 진행을 반복하여 그 선단이 대지에 접근하였을 때 대지로부터 상향방전 (Streamer)이 출발하여 양자가 결합하는 순간 대지로부터 많은 전하가 선행 방전 로(Step Leader)에 주입되어 주방전(Return Stroke 혹은 Main Stroke)이 발생한 다. 선행방전은 50m(150ft) 단위로 진행과 휴지를 반복하는 단계적 과정을 거쳐 대 지로 접근한다. 휴지시간은 보통 30μs~90μs를 가지며, 평균진행속도는 1.5×105 m/s 이다. 뇌전류 크기에 따른 보호 범위는 회전구체법(Rolling Sphere Method)의 개념으 로 설명할 수 있으며, 회전구체법은 뇌전류 크기에 따른 보호 범위를 3-차원적 개념으로 해석한다. 아래 그림은 이러한 회전구체법에 의한 보호범위의 개념을 나타낸다.

그림 4. 회전구체법

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낙뢰시 선행방전(Step Leader)이 50m(150ft) 단위로 진행된다고 볼 때, 50m (150ft) 위쪽 지역이 직접적으로 낙뢰를 맞을 가능성이 매우 높은 지역이다. 반경 50m(150ft)인 구(Sphere 혹은 Ball)가 대상 건축물 위를 굴러간다고 생각 해 볼 때, 이 구(Sphere 혹은 ball)가 접촉하는 부분은 낙뢰에 맞을 가능성이 매우 높은 영역이다. 그림에서 회전구가 철주(Tower)에 접촉되는 두 점의 밑 부분이 낙뢰로부터의 보호 영역이고, 위 부분이 비보호 영역이다. 다음의 그림은 철주의 높이에 대한 낙뢰의 보호 범위를 나타낸다.

또한 낙뢰의 보호범위는 뇌격거리(rs)와 건축물(철주)의 높이(h)에 따라 차이가 난다. 뇌격거리가 건축물의 높이보다 큰 경우에는 건축물의 높이가 증가함에 따라 보호 범위는 넓어지며, 작은 경우에는 보호범위는 증가하지 않는다. 다음의 그림은 뇌격거리와 건축물의 높이에 따른 보호범위의 변화를 나타낸다.

그림 5. 뇌격거리와 건축물 높이에 따른 보호 범위

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나. 피뢰침 높이에 따른 보호 범위 앞에서 설명한 회전구체법(Rolling Sphere Method)에 의해 뇌격보호범위를 규 정할 수 있으며, 이를 바탕으로 피뢰침의 높이에 의한 보호범위 및 보호각도의 크기 를 결정할 수 있다. 그림은 피뢰침의 높이에 따른 보호각도의 크기를 결정하는 방법이다.

(a) 보호 각도

(b) 보호 범위

그림 6. 높이 각도에 따른 보호각도

위의 그림에서 높이가 20m를 넘으면 2개의 보호각, 30m를 넘는 경우에는 3개 보호각의 조합에 의해 보호범위를 규정하고, 그 구체(Sphere)의 크기도 보호 대상 물의 중요도(보호레벨:Protection Level)에 따라 변화시켜 보호범위를 규정하게 된 다. R은 뇌격 거리, h는 철주 혹은 건축 물의 높이, a는 보호 각도 , 빗금의 음영 부분은 보호 범위를 보여 준다. 표 1은 보호레벨에 따른 뇌격거리 및 피뢰침의 높이를 조합하여 규정한 보호각도 를 나타낸다. 표 1 보호레벨에 따른 낙뢰 보호 범위 보호 레벨

높 이(h) 뇌격거리 (R)

20m

30m

45m

60m

α˚

I Ⅱ Ⅲ Ⅳ

20m 30m 45m 60m

25 35 45 55

* 25 35 45

* * 25 35

* * * 25

Mesh 폭

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5 10 10 20

6. 뇌해 방지용 접지 낙뢰 피해는 직격뇌 뿐만 아니라 간접뇌 그리고 유도뢰에 의해 발생한다. 지금까지 밝혀진 뇌전류 용량은 수 kA ~ 수백 kA 이다. 또한 지구상에서 관측 된 낙뢰의 뇌용량은 99% 가 140kA 이하로 관측되었다. 이러한 극히 짧은 시간에 발생되는 고용량의 뇌전류를 피뢰도선을 통해 대지에 안전하게 방전 시키므로 약전 설비나 통신기기 등과 같은 시설들을 보호할 목적으 로 설치되는 것이 뇌해 방지용 접지이다. 이러한 뇌해 방지용 설비로는 피뢰 접지, 가공지선 접지 및 각종 피뢰기 접지 등 이 포함된다. 일반적으로 사용되는 피뢰방식은 피뢰침 방식과 수평도체방식(독립가공지선)이 있다. 가. 피뢰침 접지 방식 가장 일반적인 방식 피뢰 방식으로 끝이 날카로운 금속도체인 피뢰침을 건물 꼭 대기에 달아 건축물의 근방에 접근하는 뇌격을 그 피뢰침으로 흡수하여 피뢰침과 대지에 연결한 도선을 통해 대지에 방전시키는 방식이다. 그림에서 나타난 것처럼 피뢰침 접지의 기본 구조는 피뢰침부와 인하도선 그리고 접지봉으로 이루어진다. 안전하고 신뢰성 있는 피뢰 접지를 시설하기 위해서는 낙뢰의 보호범위, 인하도선의 재료 및 설치 구조, 접지봉의 특성 및 설치 구조, 인접 구 조물과의 관계, 건물 내부 기기의 특성 등을 전반 적으로 고려하여 설치하여야 한다. 그림 7. 피뢰침설치

나. 수평도체 접지방식 수평도체 방식이란 건축물의 상부에 도체를 수평으로 가설하고 이를 통해 뇌격을 흡수 인하도선을 통해 대지에 방전 시키는 방식이다. 아래의 그림은 수평도체 방식의 구조를 나타내며, 수평도체의 보호각은 피뢰침의 보호각과 같다.

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그림 8. 수평도체 방식의 구조

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1. 총칙 2. 사용전 점검 개요 3. 사용전점검 및 전기공급 절차 4. 점검기준 및 방법

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제1장 총칙 1. 목적 이 지침은 일반용전기설비 사용 전 점검의 효율적인 수행을 위하여 업무처리절차 및 세부사항을 규정함을 목적으로 한다. 2. 적용범위 이 지침은 일반용전기설비 사용전 점검 및 그와 관련된 제반업무처리에 적용한 다. 3. 용어의 정의 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. 가. 기술기준 전기사업법(이하 “법”이라 한다) 제67조 및 동법 시행령(이하 “시행령”이라 한다) 제 43조의 규정에 의하여 산업자원부장관이 고시하는 전기설비기술기준을 말 한다. 나. 점검기관 법 제66조의 규정에 의하여 정부로부터 점검업무를 위탁받아 수행하는 전기판매 사업자(이하 “한전”이라 한다) 및 한국전기안전공사(이하 “안전공사”라 한다) 를 말한다. 다. 일반용전기설비 산업자원부령이 정하는 소규모의 전기설비로서 한정된 구역에서 전기를 사용하기 위하여 설치하는 전기설비를 말한다. 라. 사용전점검 법 제66조 제1항의 규정에 의하여 전기설비의 설치공사 또는 변경공사가 완료된 후 전기를 공급하기 전에 실시하는 점검을 말한다. 마. 전기설비 단선결선도 전기설비의 인입선부터 말단 분전반까지 개폐기, 차단기 종류ㆍ용량 및 전등, 전 열 등과 연결된 전선의 종류ㆍ굵기ㆍ수를 한 선으로 나타내는 결선도를 말한다. 바. 옥내배선

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옥내 전기사용장소에 고정시켜 시설하는 전선을 말한다. 단, 전기기계기구내의 배선, 관등회로(방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로) 의 배선, X선관회로의 배선, 출퇴표시등회로의 배선은 제외한다. 사. 인입구 배선 인입선 연결점으로부터 전기사용장소 내의 고객 소유 인입개폐기에 이르는 배선 을 말한다. 아. 배전반 대리석판, 강판 등 절연판에 개폐기, 과전류차단기, 각종 계기 등을 설치한 것을 말한다. 자. 분전반 분기 과전류차단기 및 분기 개폐기를 집합하여 설치한 것(주 개폐기나 인입구 장 치를 설치하는 경우도 포함한다)을 말한다. 차. 전기기계기구 배선기구ㆍ가정용 전기기계기구ㆍ업무용 전기기계기구ㆍ백열전등 및 방전등(관등 회로의 배선은 제외한다)을 말한다. 카. 배선기구 점멸기, 개폐기, 과전류차단기, 접속기(콘센트, 플러그, 소켓, 조인트박스 등) 기 타 이와 유사한 기구를 말한다. 타. 건조한 장소 평상시 습기 또는 물기(수분)가 없는 장소로서 전기기계기구와 대지간 지락 또는 누전발생 우려가 없는 곳을 말한다. 파. 습기가 많은 장소 습기가 많은 장소라 함은 다음의 장소를 말한다. ○ 욕탕 또는 음식점의 주방(주택의 주방제외) 등과 같이 수증기가 충만한 장소 와 마루밑(마루밑이 대지인 경우) ○ 술ㆍ간장ㆍ음료수 등을 양조하거나 저장하는 장소 ○ 차양ㆍ천막 등을 사용해서 부분적으로 막아 놓은 장소 ○ 지붕만 있는 개방된 현관, 지하실, 광, 냉장창고 등 습기가 많은 실내 ○ 기타 이와 유사한 장소 - 96 -

하, 물기가 있는 장소 물기가 있는 장소라 함은 다음의 장소를 말한다. ○ 생선가게, 채소가게, 세탁소의 작업장 등과 같이 물을 취급하는 장소나 세척장 (세차장 및 목욕탕의 샤워장 포함) 또는 그 부근에 물방울이 튀는 장소 ○ 상시 물이 새어 나오거나 물방울이 맺히는 지하실 ○ 비, 눈, 이슬, 악천후 등에 노출된 옥외장소 ○ 기타 이와 유사한 장소 거. 기타 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 특별한 규정이 있는 경우를 제외하고는 전 기사업법령 및 기술기준이 정하는 바에 의한다. 4. 점검자 준수사항 가. 사용전점검자의 자격 (1) 국가기술자격법에 의한 전기분야 산업기사 이상의 자격소지자 (2) 고등교육법에 의한 전문대학에서 전기에 관한 학과를 졸업한 자 또는 이와 동등 이상의 학력소지자 (3) 초ㆍ중등교육법에 의한 고등학교에서 전기에 관한 학과를 졸업한 자로서 당 해 분야에 2년 이상 실무경력이 있는 자 나. 점검자 준비사항 (1) 단정한 복장으로 신분증을 상시 휴대하여야 한다. (2) 점검관련서류 및 계측장비의 이상 유무를 확인하여야 한다. (3) 각종 공구 및 소모품 등을 휴대하여 점검시 안전에 유의하여야 한다. (4) 고객 또는 공사업체에 점검일시를 사전 안내한 후 이를 준수하여야 한다. 다. 점검시의 예절 (1) 현장 방문시에는 정중한 몸가짐과 친절한 말씨로 방문목적을 설명한다. (2) 내실이나 귀중품 전시 및 보관장소는 집주인의 입회하에 출입한다. (3) 표준어를 사용하고, 언성을 높이거나 불쾌한 언어를 사용하여 불안감을 주지 않도록 한다. (4) 점검과 관련되지 아니한 사항에 대하여 묻거나 대화하지 않도록 한다. (5) 고객 또는 공사업체로부터 회사업무와 관련된 질문을 받았을 때는 친절하게 답변하고, 즉시 답변하기 곤란한 사항은 추후 확인하여 유선으로 안내하거나 관련부 서로 중계한다. - 97 -

라. 안전작업 수칙 (1) 건축이 진행중인 건조물의 출입시는 안전모를 착용하여 낙하물에 대비하여야 한다. (2) 점검자는 점검대상 설비의 통전유무를 확인하여 무전압 상태에서 점검을 시 행하여야 하며, 반드시 보호장갑을 착용하여야 한다. (3) 점검장소는 충분한 밝기의 조명을 확보한 후에 점검하여야 한다. (4) 고소에서 점검이 필요할 경우에는 안전허리띠를 착용하여야 하며, 사다리 등 지지물은 보조자가 지지한 상태에서 사용하여야 한다. (5) 콘덴서 등 충전된 설비의 점검시에는 완전히 방전된 상태를 확인한 후 점검 하여야 한다. (6) 위험하다고 판단되는 설비의 점검은 반드시 점검자격이 있는 보조 점검자를 임명하여 상호 협의하에 점검하여야 한다. (7) 누전차단기 동작기능 시험시는 분기 개폐기를 개방한 후 시험하고 정면주시 를 피한다.

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제 2장 사용전 점검 개요 1. 일반용 전기설비의 범위 ○ 전압 600V 이하로서 용량 75kW(제조업 또는 심야전력을 이용하는 전기설비 는 용량 100kW) 미만의 전기설비 ○ 전압 600V 이하로서 용량 10kW 미만인 비상용 예비발전기 단, 다음의 전기설비는 일반용전기설비에서 제외한다. - 자가용 전기설비의 설치장소와 동일한 수전장소에 설치하는 전기설비 - 다음의 위험시설에 설치하는 용량 20kW 이상의 전기설비 ㆍ총포ㆍ도검ㆍ화약류 단속법에 규정하는 화약류 제조사업 ㆍ광산보안법에 의한 갑종탄광 ㆍ도시가스법에 의한 도시가스사업장, 액화석유가스의 안전 및 사업관리법에 의 한 액화석유의 저장ㆍ충전 및 판매사업장 또는 고압가스안전관리법에 의한 위험물 의 제조ㆍ저장장소 - 다음의 다중이용시설에 설치하는 용량 20kW 이상의 전기설비 ㆍ공연법의 의한 공연장 ㆍ영화진흥법에 의한 영화상영관 ㆍ식품위생법에 의한 유흥주점ㆍ단란주점 ㆍ체육시설의 설치ㆍ이용에 관한 법률에 의한 체력단련장 ㆍ유통산업발전법에 의한 대규모점포ㆍ상점가 ㆍ의료법에 의한 의료기관 ㆍ관광진흥법에 의한 호텔 ㆍ소방법에 의한 집회장 2. 업무개요 가. 점검근거 ① 산업자원부장관은 일반용전기설비가 법 제67조의 규정에 의한 전기설비의 안 전관리를 위하여 필요한 기술기준에 적합한지 여부에 대하여 산업자원부령이 정하 는 바에 따라 당해 전기설비의 사용전에 법 제74조의 규정에 의한 한전(대통령령이 정하는 전기설비의 경우에 한한다) 또는 안전공사로 하여금 점검하도록 하여야 한 다. ② 한전 및 안전공사는 제1항 본문의 규정에 의한 점검결과 일반용전기설비가 법 제67조의 규정에 의한 전기설비의 안전관리에 관한 기술기준에 적합하지 아니하다 고 인정되는 경우에는 지체없이 그 기술기준에 적합하도록 하기 위하여 필요한 조

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치의 내용과 그 조치를 하지 아니하는 경우에 발생할 수 있는 결과를 그 소유자 또 는 점유자에게 통지하여야 한다. 나. 점검대상 법 제66조 제1항 본문에서 대통령령이 정하는 전기설비(한전 점검대상)라 함은 다음 각 호의 설비 또는 시설(그 부속설비를 포함한다)에 설치한 전기설비 외의 전 기설비를 말한다. ○ 다음에 해당하는 교육용 설비 또는 시설 - 초ㆍ중등교육법 및 고등교육법의 규정에 의한 학교 - 평생교육법의 규정에 의한 평생교육시설 중 학력이 인정되는 교육시설 - 도서관 및 독서진흥법의 규정에 의한 도서관 - 박물관 및 미술관진흥법의 규정에 의한 박물관 및 미술관 ○ 다음에 해당하는 조명용 또는 신호용 설비 - 공중의 편익을 위해 도로ㆍ교량ㆍ공원 등에 설치한 조명설비 - 문화재ㆍ기념탑ㆍ분수대 등 공공시설에 설치한 경관 조명설비 - 교통신호ㆍ도로표시ㆍ해공로 표시 등을 위해 설치한 신호용 설비 ○ 통계법 제17조 제1항의 규정에 의하여 통계청장이 작성ㆍ고시하는 한국표준 산업분류에 의한 광업, 제조업, 전기ㆍ가스 및 수도사업, 하수ㆍ폐기물처리 및 청소 관련 서비스업을 영위하기 위한 설비 다. 시기 및 절차 ① 한전 및 안전공사가 법 제66조 제1항의 규정에 의하여 실시하는 일반용전기 설비의 사용전점검은 전기설비의 설치공사 또는 변경공사가 완료된 후 전기를 공급 하기 전에 실시하여야 한다. ② 제1항의 규정에 의하여 사용전점검을 받고자 하는 자는 한전과 체결한 전기사 용계약 단위별로 별지 제3호 서식(부록1 참조)의 사용전점검신청서에 다음 각 호의 서류를 첨부하여 점검을 받고자하는 날의 3일전까지 한전 또는 안전공사에 제출하 여야 한다. 1. 전기설비 단선결선도 2. 전기사용신청서 사본(안전공사에 신청하는 경우에 한한다) ③ 한전 및 안전공사는 사용전점검을 완료한 후 지체 없이 별지 제5호 서식(부록 1 참조)의 사용전점검필증을 점검신청인에게 교부하여야 한다. 다만, 사용전점검 결 과 부적합인 경우에는 별지 제6호 서식(부록 1 참조)에 따라 그 내용 및 사유를 지 - 100 -

체 없이 통지하여야 한다. 라. 점검업무의 절차

①사용전 점검 신청

신청인 ⑤재점검 신청 (1차 부적합시)

점검기관 (한전, 안전공사) ②(서류검토)

사용전 점검실시 ③ ④ 전기공급

『적 합 』

『부적합 』

[점검필증 교부]

[부적합통지서교부]

④ 부적합 전기설비 개수 안내

마. 사용전 점검 범위 ① 일반용전기설비의 사용전 점검 범위는 한전측의 전선로 또는 인입선과 전기사 용자의 전기설비와의 연결점(수급지점)부터 분전반의 분기회로 2차측 전기설비까지 로 한다. 단, 배ㆍ분전반 및 고정 사용하는 전기설비는 설치가 완료된 상태에서 점검하 고, 등기구 및 이동 사용하는 전기설비는 점검시점에 설치된 설비에 한하여 점검한 다. ② 변경공사 완료 후 실시하는 사용전 점검의 범위는 변경공사와 관련된 부분까 지로 한다. <<변경공사의 점검범위>> ㆍ점검당시 설치된 부하설비(등기구, 간판 등)에 한하여 점검하고, 점검 필증에 점검내용을 기록 ㆍ설비변동이 없는 증설은 차단기, 전선규격의 적합유무만 확인 ㆍ설비변동이 있는 경우는 변경된 부분에 한하여 점검하고, 변동이 없는 기설 전기설비의 점검은 생략(접지시설 등)

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바. 일반용전기설비의 점검기준 및 방법 점검항목

점검기준 및 방법 주회로 및 분기회로 배선과 대지간의 절연저항 측정치 가 다음과 같을 것 - 대지전압 150V 이하 : 0.1㏁ 이상

절연저항

- 대지전압 150V 초과 300V 이하 : 0.2㏁ 이상 - 사용전압 300V 초과 400V 미만(비접지계통) : 0.3㏁ 이상 - 사용전압 400V 이상 : 0.4㏁ 이상 다음 사항을 육안으로 점검할 것 - 규격전선의 사용여부

인입구 배선

- 전선접속상태 - 전선피복의 손상여부 - 배선공사방법의 적합여부

옥내배선 (옥외ㆍ옥측 배선을 포함) 누전차단기

다음 사항을 육안으로 점검할 것 - 규격전선의 사용여부, 전선피복의 손상여부 - 배선공사방법의 적합여부 - 설치 및 작동여부 - 열화 및 손상여부 - 개폐기의 설치여부, 설치위치의 적합여부

개폐기 (차단기 포함)

- 개폐기의 열화 및 손상여부 - 정격퓨즈의 사용여부 - 개폐기의 결선상태 - 다선식전로의 각극 개폐장치여부 전기기계기구의 금속제 외함과 대지간의 접지저항 측

접지저항

정치가 다음과 같을 것 - 제3종 접지 : 100Ω 이하 - 특별 제3종 접지 : 10Ω 이하

기타

그 밖에 전기설비의 안전관리를 위하여 산업자원부 장 관이 정하는 사항

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제3장 사용전 점검 및 전기 공급 절차 1. 사용전 점검 업무처리 절차 □ 사용전 점검의 신청 ○ 점검대상 : 다음의 전기설비 및 그 부속설비를 설치한 고객 - 한전 : 주택용, 일반용, 농사용, 임시, 심야용, 전기설비 - 안전공사 : 교육용, 산업용, 가로등 전기설비 ○ 신청시기 : 점검 희망일 3일전 ○ 신청장소 : 해당지역 각 기관 접수담당부서 □ 사용전점검 접수 및 안내 ○ 접수부서는 고객으로부터 접수한 『사용전점검 신청서』의 기재사항을 확인 한 후 신규 신청 접수번호를 기재하고 점검부서로 송부한다. ○ 점검부서는 사용전점검 신청내용을 『사용전점검 관리대장』에 기록ㆍ관리 한다. ☞ 판매SI 사업소는 WFM(Work Flow Management)에 의해 담당자에게 자동 으로 전송되어 대기목록에 나타남 ○ 점검부서는 사용전점검전 전기설비 단선결선도를 검토하여 부적합 사항이 있 을 경우 사용전점검시까지 보완토록 신청인 또는 내선시공업체에 안내한다.(부록 V 참조) ○ 점검부서는 사용전점검 신청서의 점검 희망일자를 분류하여 신청인 또는 내신 시공업체와 점검일자를 협의한다. □ 사용전점검 시행 ○ 점검준비 점검자는 신청인에게 다음 각 호의 사항을 안내 또는 확인하여 점검이 원활히 시 행될 수 있도록 하여야 한다. - 점검자는 제출한 서류를 검토ㆍ확인하고, 신청인에게 전기설비의 점검목적과 내용을 충분히 설명하여 점검이 원활히 진행되도록 하여야 한다. - 신청인 또는 내선시공업체의 전기공사기술자는 약속된 사용전점검 일시에 점 검현장에 입회하여야 한다. ○ 점검기준 및 방법 일반용전기설비의 사용전점검 기준 및 방법은 전기사업법 제66조 제9항 및 동법 시행규칙 제35조의 3에 의한다.

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☞『일반용전기설비의 점검업무처리규정』(부록 I 참조) - 점검항목중 전원공급 상태에서 시행하여야 하는 누전차단기 동작점검 등은 추 후 계기부설 및 송전시 확인한다. - 사용전점검시에는 계기부설 장소의 적합여부를 확인하여 부적정할 경우 현장 에서 시정지시하고 송전시에 시정여부를 확인한다. ○ 점검실시 및 처리 점검자는 제출된 서류 및 현장상태를 확인하고 점검기준 및 전검표에 준하여 점 검을 실시하며, 점검결과는 다음 각 호의 같이 판정한다. - 점검기준에 적정할 경우 “적합”으로 판정한다. - 점검기준에 적정하지 않을 때는 “부적합”으로 판정하고 재점검을 신청 하도록 안내한다. □ 사용전점검 결과 조치 ○ 적합판정시 - 현장에서 『사용전점검필증』에 점검일자, 시공업체명, 점검자를 기재하여 배 ㆍ분전반의 보기 쉬운 장소에 부착한다. - 사용전점검필증은 2부를 발행하여, 1부는 고객에게 교부하고, 1부는 사용전점 검 신청서와 함께 접수부서로 송부한다. - 점검결과는 『사용전점검 관리대장』에 기록하거나, 판매SI에 입력하여 관리 한다. ○ 부적합 판정시 - 『사용전점검 부적합통지서』를 점검당일 현장에서 입회자에게 발부하여 시정 후 재점검을 신청하도록 안내한다. - 부적합결과는 사용전점검 신청서에 부적합 내용을 기재하여 접수부서로 송부 한다. - 재점검은 신청서만 접수하고, 전회점검에서의 부적합 개소와 개수부분에 한하 여 점검한다. - 사용전점검 결과 부적합 및 재점검사항은 『사용전점검 관리대장』에 기록하 거나 판매SI에 입력하여 관리한다. 2. 전기공급 □ 한전 점검분 ○ 신규공사표 발행 접수부서는 사용전점검에 적합으로 판정되어 사용전점검필증을 교부받은 고객에 대하여 신규공사표를 발행한 후 내선부서로 송부한다. - 104 -

○ 계기출고 및 시공지시 - 내선부서는 단가계약이 체결된 저압협력업체에 전기계기와 계기함을 출고하고 시공 통보한다. 단, 내선시공업체는 “전기계기 시공승낙서”를 제출하여 내선부서 승인 후 공사할 수 있다. - 계기출고 시에는 회전형 플라스틱봉인(II형)을 같이 지급한다. ○ 확인 및 송전 - 이하 업무처리는 신규관련 업무절차에 준하여 시행한다. □ 안전공사 점검분 ○ 사용전점검필증 접수 및 신규공사표 발행 접수부서는 전기사용신청 고객중 계약종별이 교육용, 가로등, 산업용인 경우 안전 공사로부터 발행된 사용전점검필증을 제출 받은 후 신규업무처리절차에 따라 신규 공사표를 발행하여 내선부서로 송부한다.(부록III 참조) ○ 기타업무 절차 이하 업무절차는 한전 점검분과 동일절차에 따라 시행한다.

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제4장 점검기준 및 방법 1. 저압 인입선의 점검 ○ 전선은 케이블인 경우 이외에는 지름 2.6㎜ 이상의 경동선 또는 이와 동등이 상의 세기 및 굵기일 것. 단, 경간이 15m 이하인 경우는 지름 2.0㎜의 경동선도 사 용 가능함 ○ 전선은 절연전선ㆍ다심형전선ㆍ케이블일 것 ○ 케이블공사시는 제3종 접지를 한 22㎟ 이상의 아연도강연선으로 조가하고 행 거나 금속테이프에 의해 견고하에 시설할 것 ○ 전선의 높이는 도로 횡단시 노면상 5m(교통에 지장이 없을 경우 3m 이상) 이상, 철도ㆍ궤도 횡단시 궤조면상 6.5m 이상, 횡단보도교 위에 시설시 노면상 3m 이상, 이외의 경우는 지표상 4m(교통에 지장이 없을 경우 2.5m)이상일 것 2. 인입구배선의 점검 □ 점검기준 ○ 규격전선의 사용여부 - 절연전선 또는 케이블일 것 - 지름 2.0㎜ 이상의 연동선 또는 동등 이상의 세기 및 굵기일 것 ○ 전선접속 상태 및 전선피복 손상여부 - 인입선 접속점에서 인입구장치까지는 중간에 접속점을 두지 말 것 - 인입선과의 접속점은 충전부가 노출되지 않도록 절연처리 할 것 - 인입구 배선은 피복이 손상되거나 열화 되지 않을 것 ○ 배선공사방법의 적합여부 - 케이블공사, 금속관공사(목조 이외의 조영물), 합성수지관공사, 애자사용공 사(전개된 장소에 한한다), 버스덕트공사[목조 이외의 조영물(은폐된 장소 제외)에 한함]로 시공할 것 단, 케이블 배선중 연피ㆍ알루미늄피ㆍMI케이블은 목조이외의 조영물에만 사용할 것 - 전선의 지지점간 거리는 2m 이하일 것 ○ 지중전선로에 의한 인입구배선 - 전선은 케이블을 사용하고, 매설방법은 관로식ㆍ암거식ㆍ직접 매설식에 의 하여 시공할 것 - 매설깊이는 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에는 1.2m 이상, 기타

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장소에는 0.6m 이상으로 하고 그림[A]와 같이 지중전선을 트러후 또는 견고한 관 에 넣어 시설할 것 단, 그림[B]의 경우로서 그 위에 견고한 판 또는 몰드로 덮어 시설하는 경 우는 예외로 한다. - 공급방식이 다른 배선은 동일한 관에 시설하지 아니할 것

※ 중압ㆍ경압 및 저압은 토압(土壓)을 말함. 그림 B

그림 A

○ 기타 기술기준에 적합 여부 전기계기 부설 등은 전기안전에 지장이 없도록 시설할 것 □ 착안사항 ○ 인입구배선은 전선손상 및 규격전선 사용여부 등을 육안으로 확인한다. ○ 인입선과 인입구배선의 접속 및 절연캡 설치, 지지 상태 등의 적합 유무를 확인한다. ○ 인입구배선의 중간접속 여부 등을 확인하기 위해 인입선 접속점과 전기계기 1차측의 전선 종류ㆍ용량ㆍ색상 및 제작회사 등을 확인한다. ○ 인입선과의 접속부분은 하향 시공여부를 확인한다. ○ 수급지점 이후의 전기설비는 고객이 유지ㆍ관리할 수 있도록 안내한다. <<수급 지점>> ㆍ가공전선로 : 인입선과 인입구배선과의 접속점 ㆍ지중전선로 ㆍ가공지역 : 전주(電柱)상의 지중 인하케이블 접속점 ㆍ지중지역 : 고객구내 인입구배선의 접속점(접속함, 입상점) 단, 아파트 또는 임시 건축물은 한전 PAD TR 2차측 단자 연결점을 재산 한계점으로 할 수 있다.

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3. 절연저항 측정 □ 절연저항 기준치 전로의 사용전압 구분 대지전압 150V 이하 400V 대지전압 150V 초과 미만

300V 이하 사용전압이 300V 초과 400V미만(비접지계통) 사용전압 400V 이상

절연저항치 0.1㏁ 이상

0.2㏁ 이상

비고 1Φ2W 110V 1Φ3W 110V/220V 1Φ2W 220V 3Φ4W 220V/380V

0.3㏁ 이상 0.4㏁ 이상

[주]1. 신설시의 절연저항치는 1㏁ 이상이 바람직 함 2. 380V 비접지식 전로에는 0.3㏁ 이상을 적용 3. 저압전선로중 절연부분의 전선과 대지간의 절연저항은 사용 전압에 대한

누설전류가

최대공급전류의

1/2000(단상

2선식의

경우는

1/1000이하)을 넘지 않도록 할 것 □ 착안사항 ○ 절연저항은 주 배전반에서 인입구개폐기는 개방시키고, 개방 개폐기 및 전기 기계기구는 투입된 상태로 옥내전로의 전선과 대지간을 측정한다. ○ 주회로 측정결과 부적합시는 각 분기회로별로 측정하여, 최종 부적합회로 및 설비를 확인한다. 단, 다음의 경우에는 절연저항 측정을 생략할 수 있다. - 인입선 접속점에서 최초의 인입구장치까지 절연저항 측정이 곤란할 경우 - 가공 저압 옥외조명시설에 단극개폐기(점멸기)설치시 ○ 신설분의 주회로 절연저항 값이 1㏁ 미만일 경우에는 1㏁ 이상을 유지 할 수 있도록 권고한다. ○ 분기회로에 전자개폐기 등이 시설되어 있는 경우는 반드시 각 전자개폐기 2 차측에서 절연저항을 측정한다. ○ 점검이 완료된 후에는 전원 및 부하 개폐장치를 “off" 시킨다.

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4. 누전차단기(ELB)의 점검 □ 점검기준 ○ 금속제 외함을 갖는 사용전압 60V를 넘는 저압의 기계기구를 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 곳에 전기를 공급하는 전로에는 누전차단기를 시설할 것 단, 기계기구를 건조한 곳에 시설하는 경우 등은 예외로 할 수 있다. [누전차 단기 시설 예외장소 참조] ○ 다음의 특수설비 공급전로에는 전용의 개폐기 및 과전류차단장치를 시설할 것 - 화약류저장소, 가로등(보안등), 교통신호등, 전기온돌, 전기온상, 풀용 수중 조 명등, 의료실 전원회로, 임시배선 등(특별히 산자부장관의 인가를 받은 경우 제외) - 옥측 또는 옥외에 시설하는 콘센트 설비 ○ 저압전로에 설치하는 누전차단기는 지락ㆍ과부하ㆍ단락보호 겸용일 것 □ 착안사항 ○ 저압전로의 누전차단기 시설대상 및 설치유무를 확인한다. ☞ 누전차단기 시설 의무장소 참조 ○ 누전차단기가 시설된 경우에는 분기개폐기(차단기)를 먼저 차단시킨 후 “시 험버튼”을 눌러 동작 여부를 점검한다. ○ 건조한 곳 이외의 장소에 시설하는 기계기구에 전기를 공급하는 저압 단상 또 는 삼상전로에는 누전차단기 시설여부를 확인한다. ☞ 건조한 곳에 시설하는 저압 삼상전로에는 누전차단기를 생략할 수 있다. ○ 인입개폐기를 누전차단기로 시설한 경우에는 분기회로에 누전차단기를 중복하 여 시설하지 아니할 수 있다.

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누전차단기 시설 의무장소 1. 일반장소(사용전압 60V를 넘고 400V 미만) ○ 여관, 호텔, 학교, 시장, 공장, 백화점, 사무실 등 주택 이외의 장소로서 물기 또는 습기가 많이 있는 곳에 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 장소의 금속제 외함 을 갖는 전기기기 <<누전차단기 시설 예외장소>> (1) 기계기구를 발전소ㆍ변전소ㆍ개폐소 또는 이에 준하는 곳에 시설하 는 경우 (2) 기계기구를 건조한 곳에 시설하는 경우 (3) 대지전압이 150V 이하인 기계기구를 물기가 있는 곳 이외의 곳에 시설하는 경우 (4) 전기용품안전관리법의 적용을 받는 2중절연구조의 기계기구를 시설 한 경우 (5) 그 전로의 전원측에 절연변압기(2차전압이 300V 이하인 경우에 한 한다)를 시설하고 또는 그 절연변압기의 부하측의 전로에 접지하지 아니한 경우 (6) 기계기구가 고무ㆍ합성수지 기타 절연물로 피복된 경우 (7) 기계기구가 유도전동기의 2차측 전로에 접속되는 경우 (8) 기계기구가 기술기준 제15조 제8호에 규정하는 것일 경우 - 전기로, 전기보일러 등과 같이 대지로부터 절연하는 것이 기술상 곤란한 경우 (9) 기계기구 내에 전기용품안전관리법의 적용을 받는 누전차단기를 설 치하고 또한 기계기구의 전원 연결선이 손상 받을 우려가 없도록 시 설하는 경우

2. 주택(일반주택, 연립, APT, 양로원 등) ○ 대지전압 150V 초과 300V 이하 주택 옥내전로의 인입구 ○ 욕실 등 물을 사용하는 장소의 콘센트 전로[인체감전보호용 누전차단기(정 격감도전류 15mA 이하, 동작시간 0.03초 이하 전류 동작형)를 부착] ☞ 누전차단기가 부착된 콘센트로 시설할 수 있음

<<주택의 적용범위>> (1) 남녀노소를 막론하고 24시간 기거하는 장소

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(2) 건물의 숙직실, 여관, 호텔 등은 주택에서 제외 단, 여관의 주인이 기거하는 곳과 경비원의 가족이 기거하는 곳은 주택에 준함 (3) 양로원, 고아원, 탁아소 등은 주택에 준함 (4) 공동주택(주택건설촉진법 제32조 및 동법시행령 제2조)의 복도, 계단은 주택에 준함

<<착안사항>> 공동주택 등의 가스 배출기 회로에서 누전차단기 동작으로 인하여 인명피해 가 예상되는 경우는 누전경보기를 시설함이 바람직 함 3. 저압옥내배선의 전기공사 ○ 라이팅 덕트공사의 덕트를 사람이 용이하게 접촉할 우려가 있는 장소에 시 설하는 경우 ○ 평형보호층 공사의 전선에 전기를 공급하는 전로 4. 화약류 저장소 ○ 화약류저장소 안의 전기설비에 전기를 공급하는 전로중 화약류저장소 이외 의 곳을 공급하는 전로 5. 가로등(보안등) ○ 가로등ㆍ보안등 회로의 사용전압이 150V 초과 300V 이하인 경우 <<착안사항>> 가로등용 금속제 분전반 및 가로등주, 보안등주에는 전원에 누전차단기를 부 착한 경우에도 제3종 접지공사를 시설할 것 6. 교통신호등 ○ 교통신호등 회로의 사용전압이 150V 초과 300V 이하인 경우 <<착안사항>> 교통신호등의 제어장치 금속제 외함에는 전원측에 누전차단기를 부착한 경우 에도 제3종 접지공사를 시설할 것 7. 전기온돌 ○ 전기온돌의 발열선을 도로, 주차장, 조영물의 조영재에 고정시켜 시설하는 경우 그 발열선에 전기를 공급하는 전로 <<착안사항>> 전기온돌의 발열체 금속제 외함에는 전원에 누전차단기 또는 누전경보장치를 시설한 경우에도 제3종 접지공사를 시설할 것

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8. 파이프라인 ○ 파이프라인(도관 및 기타 시설물에 의해 액체를 수송하는 것)등의 발열선에 전기를 공급하는 전로 9. 전기온상 ○ 전기온상(식물재배, 양잠, 부화, 육추 등의 용도로 사용) 등 콘크리트속의 발열선에 전기를 공급하는 전로 단, 전기용품안전관리법의 적용을 받는 전기육묘기, 관상용 히터, 전기부 란기, 전기육추기는 제외 <<착안사항>> 전기온상의 발열체 금속제 외함에는 전원에 누전차단기 또는 누전경보장치를 시설한 경우에도 제3종 접지공사를 시설할 것 10. 풀장(수영장, 분수대, 연못 등) ○ 풀용 수중조명등에 사용하는 절연변압기의 2차측 전로의 사용전압이 10v를 초과하는 경우 <<착안사항>> 풀용, 수중조명등에 부착할 누전차단기는 견고한 금속제 외함에 넣고 그 외 함에 특별 제3종 접지공사를 시설할 것 11. 의료실의 전원회로 ○ 의료실의 전원회로에는 인체보호용 누전차단기 시설 단, 바닥으로부터 2.3m를 초과하는 곳에 시설된 조명기구용 전원회로 및 절연변압기의 1차측 전로에는 누전차단기를 시설하여서는 안됨 12. 임시배선 ○ 사용전압이 400V 미만인 전로의 전원측 13. 노래연습장, 단란주점, 유흥주점, 비디오물 감상실, 룸싸롱, 룸카페 등 ○ 내무부 소방기술기준 제144조의 2에 의하여 고시 ○ 내무부고시 제1996-71호(‘96.3.30) 『노래연습장 등에 대한 소방시설 등의 설치기준에 관한 기준 고시』 - 제2조(용어정의)에서 위 업종 규정 - 제7조(누전차단기의 설치)에서 의무설치 ⇒“전기로 인한 화재발생 위험을 예방하기 위하여 부하용량에 적정한 누전차 단기를 시설하여야 한다”

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원리이해 : 누전차단기 구조 및 동작원리

⑧ ①

① 소호장치

⑦

② 접점 ③ 개폐기구

⑥

④ 누전 Trip 장치

②

⑤ Test 버튼 ⑥ Handle ⑦ Mould Case

③

⑧ 전원측 단자 ④ ⑤

○ 누전검출원리(전류동작형)

정

그림의 같이 회로가 정상상태에서는 영

상

상변류기(ZCT)를 통과하는 부하전류IL이

상

평형을 이루게 되어 ZCT 2차측에 출력

태

이 나타나지 않는다. 그림과 같이 지락이 발생한 상태에서는 지락전류Ig가 흐르게 되어 ZCT를 통과하 는 부하전류 IL은 불평형 상태로 되고 ZCT 2차측에 유도전류 It가 나타나게 되 어 Trip Coil을 여자 시켜 회로를 차단한 다.

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지 락 발 생 상 태

누전차단기 종류 및 정격감도 전류(KSC 4613) 정격감도전류

구분

ㆍ정격감도전류에서 0.1초 이내,

고속형

인체감전보 호형은 0.03초 이내 ㆍ정격감도전류에서 0.1초 초과,

한시형 고감도형

동작시간

(mA)

2초 이내 ㆍ정격감도전류에서 0.2초 초과,

5ㆍ10ㆍ15ㆍ30

1초 이내 ㆍ정격감도전류

반한시형

0.1초

1.4배의

전류에서

초과, 0.5초 이내

ㆍ정격감도전류 4.4배의 전류에서 0.05초 이내

고속형 중감도형

50ㆍ100ㆍ200 500ㆍ1,000

한시형 고속형 저감도형 한시형

ㆍ정격감도전류에서 0.1초 이내 ㆍ정격감도전류에서 0.1초 초과, 2초 이내

3,000ㆍ5,000

ㆍ정격감도전류에서 0.1초 이내

10,000ㆍ20,000 ㆍ정격감도전류에서 0.1초를 초과, 2초 이내

[주] 누전차단기의 최소동작전류는 일반적으로 정격전류의 50% 이상이므로 선정에 주의 할 것. 다만, 정격 감도전류가 10mA 이하인 것은 60%

이상으로

한다. 5. 개폐기 및 차단기 점검 □ 점검기준 ○ 배ㆍ분전반 상태 - 배ㆍ분전반에 시설하는 기구 및 전선은 점검 또는 조작이 용이한 장소에 시설 할 것 ☞ 장애물, 높은 위치 등으로 인한 개폐장치의 조작불편이 없는 장소 - 개폐기류와의 접속상태, 공동접지단자, 러그, 터미널 설치 및 전선연결 상태는 육안으로 점검할 것 - 다중이용시설에 시설하는 배분전반은 불연성 또는 난연성의 재질일 것 - 옥측 또는 옥외에 시설하는 경우에는 방수형을 사용할 것 - 금속제 외함에는 제3종 접지공사를 시공할 것 ○ 개폐기(과전류 차단기 포함)시설 상태 - 저압 옥내전로의 인입구 가까운 곳에는 인입개폐기(단락, 과부하겸용 누전차단 - 114 -

기 시설시는 제외)를 시설할 것

☞ 건축법에 의한 재해관리구역내의 지하주택인 경우에는 지상에 누전차단기를 시설할 것 - 용량 2kW 이상인 전기기계기구는 전용 개폐기를 시설할 것

- 옥측(외) 방전등(형광등제외), 네온방전등, 연쇄노점, 전식 애드벌룬에는 전용 개폐기를 각 극에 시설할 것4) - 다선식 전로(단상 3선식, 삼상 4선식)의 인입 전원측 주 개폐기에는 각 극마 다 개폐장치를 시설할 것5) ○ 개폐기 및 과전류차단기의 선정 - 개폐기(과전류차단기)의 정격전류는 전선의 허용전류 이하 일 것 ☞ 개폐기용량은 계약전력을 기준으로 선정할 것 - 저압전로에 시설하는 과전류 차단기는 이를 시설하는 곳을 통과하는 단락전류 를 차단하는 능력을 가질 것 □ 착안사항 ○ 인입구개폐기(인입구 장치) - 저압 옥내전로(화약류 저장소 내는 제외)에는 인입구 가까운 곳에 각 극이 동 시에 쉽게 개폐할 수 있는 개폐기를 시설하여야 한다. <<인입구 장치의 위치선정 및 시설방법>> ○ 습기 및 먼지가 많은 장소, 진동이 매우 심한 장소 등을 피하고 인 입구장치 밑에 쉽게 도달할 수 있는 위치를 선정할 것 ○ 바닥에서 1.8m이상 2.2m이하 높이에 수직으로 시설할 것 단, 현장여건상 부득이한 경우에는 제외 ○ 분기개폐기 - 간선과 분기회로와의 분기점에서 부하측에 시설하는 개폐기는 차단기로서 각 극에 시설하여야 한다. 단, 다음의 경우에는 중성선ㆍ접지측 전선의 개폐기를 생략할 수 있다. ㆍ인입개폐기가 각 극에 시설된 경우 ㆍ분기회로용 분전반에 누전차단기를 시설한 경우 ㆍ계통접지공사의 접지저항치가 3Ω이하인 경우(개폐기 생략개소는 완전

히 접

속하고, 쉽게 분리할 수 있도록 시설) ○ 다선식 전로의 개폐기 - 단상3선식(110/220V) 및 삼상4선식(220/380V) 전로의 전원측 주 개폐기는 각 극이 동시 개폐될 수 있도록 시설하여야 한다. ☞ 단상3선식 ⇒ 3P용, 삼상4선식 ⇒ 4P용으로 시설 - 115 -

- 다선식 전로의 분기회로는 중성선(접지측전선)에 개폐기(과전류차단기)를 시 설하여서는 아니 된다. 단, 중성선에 시설한 과전류차단기가 각 극이 동시에 차단될 때는 예외로 할 수 있다. ○ 분기회로의 개폐기 및 과전류 차단기 시설 분기회로에는 저압 옥내간선의 분기점에서 전선의 길이가 3m 이하의 장소에 개 폐기 및 과전류 차단기를 시설하여야 한다. 다만, 간선과의 분기점에서 개폐기 및 과전류 차단기까지의 전선에 그 전원측 저 압 옥내 간선을 보호하는 과전류 차단기의 정격 전류의 55% 이상(단, 전선의 길이 가 8m 이하일 경우에는 35% 이상)의 허용전류를 가지는 것을 사용할 경우에는 3m를 초과하는 장소에 시설할 수 있다. [분기회로의 개폐기 및 과전류 차단기의 부착]

B1 간선의 허용전 류 I1

①분기선을 3m 이하로 시설한 경우 ②분기선 허용전류 i≥0.35? 1 8m 이하(35%이상~55%미만) ③분기선 허용전류 i≥0.55? 1 임의 길이(55%이상)

B2 B2 B2

[주1] 전등회로이거나 또는 전동기 부하의 합계가 전등부하 합계보다 적을 경우 에는 B1을 I1으로 대체할 수 있다, [주2] 간선과 분기선에 사용하는 전선의 종류 및 재질(동 또는 알루미늄)이 동일 한 경우로서 위 그림에서 분기선의 단면적이 간선의 1/5이상일 때는 1/2이상일 때는 ③에 각각 적합한 것으로 본다.

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②에,

○ 분기회로의 전선 굵기 분기점에서 하나의 수 구(콘센트는 제외)에 이르는 부분 (길이 3m이하일 때에 한함)

분기 회로 일반

분기 회로의 종류

동선(MI Cable) 15A 20A

지름 1.6㎜ (단면적 1.0㎟) 지름 1.6㎜

(배선용차단기) (단면적 1.0㎟) 20A 지름 2.0㎜ (휴즈에 (단면적 1.5㎟) 한한다) 지름 2.6㎜ 30A (단면적 2.5㎟) 지름 8㎜ 40A (단면적 6㎟) 지름 14㎜ 50A (단면적 10㎟) 해당 과전류차단 50A를 초과

기의 정격 전류

하는 것

이상의 허용전류

라이팅덕트

동선(MI Cable)

15A의 것

15A 또는 20A의 것 20A의 것

30A의 것 -

지름 1.6㎜ (단면적 1.0㎟) 지름 1.6㎜ (단면적 1.0㎟) 지름 2.0㎜ (단면적 1.5㎟) 지름 2.0㎜ (단면적 1.5㎟)

를 가지는 것

○ 정격차단용량 선정기준 배선용차단기의 정격용량은 변압기 임피던스ㆍ전선굵기 등을 고려하여 선정 함을 원칙으로 하되 다음의 [표]를 참고하여 시설할 수 있다.

- 117 -

[표] 정격차단용량 선정 참고표 공급방식

단 상

공급전압

220V

200V

차단기 정격전류 정격차단전류 30A 이하

1.5kA

50A 이하

5kA

75A 이하

5kA

30A 이하

1.5kA

75A 이하

5kA

200A 이하

7.5kA

225A 이하

10kA

600A 이하

18kA

30A 이하

2.5kA

125A 이하

5kA

150A 이하

5kA

225A 이하

7.5kA

600A 이하

14kA

비고

3 상

380V

주3

[주1] 변압기 2차측으로부터 인입구 차단기까지 전선길이가 20m인 경우를 기준으로 한다. [주2] 저압 주차단기 이외의 차단기는 상기[표]를 적용하지 않을 수 있다. [주3] 전선길이가 35m 이상인 경우는 1.5kA를 적용한다.

- 118 -

배선용차단기의 구조와 과전류 차단장치의 종류 ㆍ소호장치 병렬로 배치된 소호 Grid에 의하여 대전류를 차단할 때 접 점간의 아크(Arc)를 소호

● 과전류 차단장치의 종류

열동 전자형

○ 한시 Trip 과전류가 흐르면 Bi -metal이 가열되어 화 살표 방향으로 구부러지 면서 Trip Cross Bar를 동작시켜 자동차단

완전 전자형

전자식

○ 한시 Trip ○ 한시 Trip 정격전류를 초과하면 CT와 반도체형 Rel P -lunger가 흡입되어 ay를 채용하여 CT에 의 접극자로 이동되고 am 해 변환된 전류가 최대 ature를 흡입시켜 차단 전류검출회로에 인가되 기를 자동차단 어 전압으로 변환되며, 마이크로프로세서가 변 ○ 순시 Trip 더욱 큰 전류가 흐르 화부위의 대ㆍ소를 비교 면 자기회로의 지속이 하여 Trig -ger 신호를 대단히 커지기 때문에 인가하고 Magnet를 동 Plunger가 이동하지 않 작시켜 고장전류를 차단

○ 순시 Trip 순간적인 대전류가 흐 르면 고정철심이 가동철 심을 흡입하여 Tr ip Cross Bar를 동작시켜 아도 amature가 흡입되 자동차단 어 MCCB를 자동차단

- 119 -

6. 옥내배선 점검 □ 점검기준 ○ 전선용량 - 지름 1.6㎜ 이상의 연동선을 사용할 것(단면적 1.0㎟ 이상의 MI케이블 포함) - 전광표시장치ㆍ출퇴표시등 기타 제어회로 등의 배선은 지름 1.2㎜ 이상의 연 동선을 사용할 것 2)

○ 저압 옥내배선과 약전류전선 등 또는 관과의 접근ㆍ교차

- 애자사용 공사시에 약전류전선 또는 수관ㆍ가스관ㆍ이와 유사한 것과의 이격 거리는 0.1m(나전선인 경우 0.3m) 이상일 것 단, 약전류전선 EH는 각종 관과의 사이에 절연성 격벽을 시설하거나 저압 옥내배선을 난연성ㆍ내수성의 절연관에 넣어 시설하는 경우는 예외로 한다. - 저압 옥내배선을 합성수지관ㆍ합성수지몰드ㆍ금속관ㆍ금속몰드ㆍ가요전선관ㆍ 금속덕트ㆍ플로어덕트ㆍ셀룰러덕트ㆍ케이블ㆍ케이블트레이ㆍ라이팅덕트ㆍ버스덕트 등으로 공사시는 수관ㆍ가스관에 접촉하지 않도록 시설하고, 금속부분에는 제3종 접지공사를 시설할 것 - 약전류전선과는 동일박스 또는 관에 시설하지 아니할 것 단, 몰드ㆍ덕트ㆍ박스의 금속제에 특별 제3종 접지공사와 전선 사이에 견고한 격벽을 한 경우 및 전기적 차폐층이 있는 통신용 케이블 사용시는 제외한다. ○ 옥내 저압용 전구선 및 이동전선의 시설 - 전구선 : 사용전압이 400V 미만이어야 하며, 비닐코드(비닐캡타이어 케이블 포함) 이외의 코드로서 단면적 0.75㎟ 이상의 전선으로 시설하고, 기계ㆍ기구의 중 량을 옥내배선에 지지키시지 아니할 것 - 이동전선의 시설 ㆍ비닐코드(비닐캡타이어

케이블

포함)

이외의

코드(케이블)로서

단면적이

0.75㎟ 이상일 것 ㆍ방전등ㆍ라디오수신기ㆍ선풍기ㆍ전기이발기ㆍ전기스탠드 기타 전기를 열로 이 용하지 않는 전기사용 기계기구ㆍ전기이불ㆍ전기온수기 기타 고온부가 노출하지 않 는 전열기(접속부 온도가 80℃ 이하이고, 전열기 외면온도가 100℃ 이하) 또는 이 동 점멸기에 부속된 이동전선은 0.75㎟ 이상의 비닐코드ㆍ비닐캡타이어 케이블을 사용할 것 ○ 먼지가 많은 장소에서의 저압시설2) - 전기설비가 발화원이 되어 분진 또는 분말이 폭발할 우려가 있는 곳의 시설은 다음에 의할 것

- 120 -

ㆍ저압 옥내배선ㆍ저압 관등회로배선은 금속관 공사나 케이블 공사에 의할

것

ㆍ케이블 공사는 개장된 케이블ㆍMI 케이블 이외에는 관, 기타의 방호장치 를 넣어 사용하고 먼지가 침입하지 않도록 시설할 것. ○ 가연성 분진에 전기설비의 발화로 폭발할 우려가 있는 곳 - 저압 옥내배선은 합성수지관 공사ㆍ금속관 공사ㆍ케이블 공사에 의할 것 - 합성수지관 공사시는 관의 두께가 2.0㎜ 이상이고, 관과 전기기계기구와의 접 속은 1.2배(접착제 사용시 0.8배) 이상의 깊이로 접속할 것 - 케이블 공사시는 먼지가 내부로 침입하지 않도록 하고 전선이 손상될 우려가 없도록 시설할 것 - 이동전선은 1종 캡타이어케이블 이외의 접속점이 없는 캡타이어 케이블을 사 용하며, 전기기계기구는 분진ㆍ방폭ㆍ보통 방진 구조로 되어 있을 것 ○ 폭발성분진ㆍ가연성분진 이외의 분진이 존재하는 장소 저압 옥내배선은 애자사용 공사ㆍ합성수지관 공사ㆍ금속관 공사ㆍ가요전선관 공 사ㆍ금속덕트 공사ㆍ버스덕트 공사 또는 케이블 공사에 의해 시설하고 방진장치를 시설할 것 □ 착안사항 ○ 다음의 옥내 배선상태를 육안으로 점검한다. - 규격전선 사용여부, 전선피복 손상 여부, 전선 접속점 상태 이상 여부, 공사방 법의 적정 여부(수용가 임의배선 사용의 경우 등), 벽 관통부분 애관류 파손 등 ○ 부하설비용량 이상의 허용관류를 갖는 전선사용 여부를 확인한다. ☞ 차단기는 부하설비 용량(계약전력)에 적합한 용량을 선정하되, 전선은 부 하증설을 대비하여 상위규격으로 시설할 수 있다. 7. 접지시설의 점검 □ 점검기준 ○ 접지 시설장소 - 금속제 배ㆍ분전반 및 금속관 공사의 금속관 - 저압전로에 시설하는 전기기계기구 철대 및 금속제 외함 단, 물기있는 장소 이외의 장소에 정격감도전류 30mA 이하, 동작시간 0.03 초 이내의 전류동작형 누전차단기를 시설할 경우는 제외한다. - 주택의 옥내 저압전로에 사용하는 콘센트(콘센트에는 제3종 접지공사를 시공 할 것) - 기타 접지시설이 요구되는 개소

- 121 -

□ 착안사항 ○ 배ㆍ분전반을 넣는 금속제 외함 및 금속프레임, 구조물, 에어콘용 실외기(송 풍기) 및 전기기계기구 등에 대하여 접지상태를 점검한다. ○ 접지저항치 특례사항 - 저압 전로에 지기가 생겼을 경우에 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하는 경우에 접지저항치는 누전차단기 정격감도전류에 따라 다음 값 이 하로 한다. 정격감도전류

30mA

50mA

특별 제3종 접지저항치

500Ω

300Ω

150Ω

75Ω

50Ω

30Ω

500Ω

300Ω

150Ω

100Ω

제3종 접지저항치

100mA 200mA 300mA 500mA

※ 금속체와 대지간의 전기저항치가 100Ω, 10Ω이하인 경우에는 각각 제3종 및 특별 제3종 접지공사를 한 것으로 본다. ○ 접지공사 시공 규정 - 접지저항 기준치 접지선의 굵기 및 단면적 기계기구 접지공사 접지저항치 구 분 종 [Ω] 류 고압 특고압용 고저압 혼촉방지용 400V 미만 저압용 400V 이상 저압용

일 반 전기기계기구

제1종

10 이하

지름 2.6㎜ 이상

제2종

150/1g (300, 600)

지름 4㎜ (2.6㎜) 이상

제3종

100 이하

특별 제3종

지름 1.6㎜ 이상 10 이하

※ 1g : 1선 지락전류

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이동용 전기기계기구 (가요성 필요 부분)

8㎟ 이상

0.75㎟ 이상 다심 코드ㆍ캡타이어 케이블(단심) 사용시

- 접지극의 종류 및 규격 동판

동봉

두께 0.7㎜ 지름 8㎜ 이상 이상 면적 900㎠ 이상

철관

철봉

동복강판

탄소피복 동봉

외경 25㎜ 지름 12㎜ 두께 1.6㎜ 지름 8㎜ 이상 이상 이상 이상 길이 0.9m 이상

길이 0.9m 이상

8. 기타 점검사항 ○ 은폐 및 매설된 전기배선 등은 확인 가능한 범위(배선도면 비치 수용가는 참 조)내에서 육안으로 점검한다. ○ 단권변압기가 시설된 경우에는 그 시설된 단권변압기의 극성을 확인한다. ○ 그 외의 사항은 전기사업법령 및 기술기준에 준하여 처리한다.

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<<접지시설 예외장소>> ○ 대지전압 150V 이하인 기계기구를 건조한 장소에 시설한 경우 ○ 저압용 기계기구의 전로에 누전차단기를 시설하고 건조한 곳에 시설 하는 경우 ○ 저압용의 기계기구를 건조한 목재의 마루 기타 유사한 절연성 물건 위에서 취급하도록 시설하는 경우 ○ 페인트, 바니쉬, 라카 등을 표면에 칠한 경우 ※ APT, 도시주택의 타일 또는 점포 사무실의 아스타일, 모노륨 등 은 절연성 물질로 본다.(단, 페인트, 바니쉬, 라카 등을 표면에 칠한 경우는 제외) ○ 저압용의 기계기구를 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 목주 기타 이와 유사한 것 위에 시설하는 경우 ○ 기계기구의 철대 및 금속제 외함의 주위에 적당한 절연대를 설치하 는 경우 ○ 외함이 없는 계기용 변성기가 고무ㆍ합성수지 기타의 절연물로 피복 한 것일 경우 ○ 전기용품안전관리법의 적용을 받는 2중 절연구조의 기계기구를 시 설하는 경우 ○ 저압용 개별 기계기구에 전기를 공급하는 전로의 전원측에 절연변압 기(2차전압이 300V 이하이고 정격용량 3kVA 이하의 것)를 시설하 고, 그 절연변압기의 부하측 전로를 접지하지 아니한 경우 ☞ 다음 장에 계속됨. ○ 물기있는 장소 이외의 장소에 시설하는 저압용 개별 기계기구에 전 기를 공급하는 전로 또는 개별 기계기구에 인체감전보호용 누전차단 기(정격감도전류 30mA, 동작시간 0.03초 이하의 전류동작형의 것) 를 시설한 경우 [주] 위의 예외사항은 제3종 접지공사 시공이 기술적으로 곤란한 경 우로서 접지대상 전기기계기구의 전용 전로에 누전차단기가 부착되 었거나, 전기기계기구 자체에 누전차단기가 내장된 상태를 말한다.

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단상전압 측정 단원학습목표 ㆍ 회로시험기로 단상 전압을 측정할 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 단상 전압을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 단상전압을 측정할 수 있다. 사용기자재 회로시험기 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 관련지식 1. 직류와 교류 ㆍ 직류(direct current) : 시간의 변화에 따라 크기와 방향이 일정한 전압·전류 ㆍ 교류(alternating current) : 시간의 변화에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 전압·전류 변압기를 이용하여 쉽게 전압의 크기를 올릴 수도 내릴 수도 있다. 전력손실을 줄일 수 있다. 정류 장치를 이용하여 교류로부터 직류를 얻을 수 있다.

-V

그림 직류와 교류

2. 사인파교류 표시 ㆍ 순시값

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순간순간 변하는 교류의 임의의 시간에 있어서 값.

      ( : 전압의 순시값[V],  : 전압의 최대값,  : 각속도, :주기) ㆍ 최대값( ) 순시값 중에서 가장 큰 값. ㆍ 피크-피크값(   ) 파형의 양의 최대값과 음의 최대값 사이의 값 ㆍ 실효값(  ,  ) 교류의 크기를 교류와 동일한 일을 하는 직류의 크기로 바꿔 나타낸 값으로 보통 100V, 220V라 함은 이 실효값을 나타낸다. 실효값과 최대값의 관계 :               배이므로 약 311V가 된다. 즉 실효값이 220V 일 때 최대값은 실효값의  ㆍ 평균값 교류 순시값의 1주기 동안의 평균을 취하여 교류의 크기를 나타낸 값.

       ≃   

실효값과 평균값의 관계 :

        ≃           

ㆍ 주기 1사이클의 변화에 요하는 시간, 기호는 T, 단위는 [s],

       [㎐]   ㆍ 주파수 1초 동안에 반복되는 사이클의 수. 기호는 f, 단위는 헤르츠[㎐],

    [㎐] 

      [㎐] 

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호도법 : 각도를 라디안[rad]으로 나타냄. θ=l/r [rad] 각 도 : 180°=π [rad] 회전각 : θ=ωt [rad] 각속도 : 회전체가 1초 동안에 회전한 각도, 기호 : ω, 단위 : [rad/s]

3. 단상교류 전기는 비록 교류라도 각 순간을 보면 플러스와 마이너스가 있으므로 두 가닥의 전선 이 필요하다. 가정에서 보통 두 가닥의 전선으로 전기를 사용하고 있는데 이러한 전기 를 단상교류라고 한다. ㆍ 단상2선식 단상2선식은 아래 그림에 나타난 바와 같이 단상교류 전력을 전선 2가닥으로 배전 하는 것으로서 전등용 저압배전에 가장 많이 쓰이고 있다.

110/220[V]

그림 단상 2선식

ㆍ 단상3선식 단상3선식은 아래 그림에 나타난 바와 같이 주상 변압기 저압측 2개의 권선을 직 렬로 하고 그 접속의 중간점으로부터 중성선을 끌어내서 전선 3가닥으로 배전하는 방 식이다.

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110/220[V

220/440[V

110/220[V

중성선

그림 단상 3선식

ㆍ 전압의 종류 저압 : AC 600V 이하, DC 750V 이하의 전압 고압 : AC 600V 이상 7,000V 이내의 전압 특별고압 : AC 7,000V 이상의 전압 4. 회로시험기 회로시험기(Circuit Tester), VOM(Volt Ohm Meter), 멀티테스터(Multi tester)라 하며 회로의 점검, 수리, 측정, 시험 등 전기, 전자분야에 가장 많이 쓰이는 계기로 직 류전압, 직류전류, 교류전압, 저항 등을 측정한다. 그림은 일반 아날로그 회로시험기의 외형과 눈금판을 각각 나타낸 것이며 지시값에 대 한 보증 오차는 직류 전압, 직류 전류 및 저항을 측정할 경우에는 ±3[%]정도, 교류 전압 측정시에는 ±4[%]정도이다. ① 트랜지스터 극성 및 양부 검사 소켓 트랜지스터 검사 시 소켓에 표시된 각 극성간의 정확한 위치에 트랜지스터의 극성 을 맞추어 삽입한다. (PNP형과 NPN형을 검사할 수 있다.) ② 트랜지스터 양부 판정 램프 적색 및 녹색 램프(LED)로 되어 있어 적색이 켜지면 양품의 PNP형 트랜지스터이 고, 녹색이 켜지면 양품의 NPN형 트랜지스터이다. 2개의 램프가 점멸되면 측정 트랜지스터의 극간의 단선 상태의 고장을 알려주며 둘 다 점멸 되지 않으면 컬렉터-이미터간의 단락 고장 상태를 뜻한다.

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그림 아날로그 회로시험기와 디지털 회로시험기

③ 측정 리드선 접속용 터미널 접속용 터미널은 안전장치로 되어 있어 측정 리드선의 플러그 삽입시 손에 접촉되지 않도록 안전하게 되어 있다. COM(-) : 흑색리드선(공통접속) V, Ω, A : 적색리드선(AC전압, DC전압, 저항, 250㎃이내 DC 전류) DC 10A : 적색 리드선(10A이내 DC 전류) 선택위치 OFF AC V range Conti OHM range DC10A DC ㎃ range TR DC V range

기능 및 range 범위 회로시험기의 전원을 끈다 1000V, 250V, 50V, 10V 도통시 beep음을 발생 ×10㏀, ×1㏀, ×10Ω, ×1Ω DC 10A 전용 250㎃, 25㎃, 2.5㎃ Transistor Check 1000V, 250V, 50V, 10V, 2.5V 그림 선택 레인지

④ 레인지 선택 스위치 그림에서와 같이 측정범위를 선택할 수 있는 로터리 스위치 방식으로 20 레인지 선 택이 가능하다.

- 133 -

⑤ 0Ω ADJ 저항측정시 지침이 저항 눈금의 0점에 정확히 오도록 조정한다. ⑥ 지침 영점 조정기 측정 전에 반드시 지침이 왼쪽 0점에 있는지 확인하고 필요시 조정한다. ⑦ 가동 코일형 미터 가동코일형 계기로 고감도, 고직선성이며 2.5% Class 등급을 가진다 ⑧ 눈금판 약 90[mm], 90o 원호 및 칼날 지침의 눈금판은 판독하기가 쉬우며 눈금 간의 간격 이 넓어 정밀 측정이 가능하다.

①

① 저항 눈금

②

② DC 전압 및 전류 눈금

③

③ AC 전압 눈금

⑨ 눈금판 보호 케이스 고 충격성 플라스틱 사용함.

5. 회로시험기 사용법 ㆍ 측정 리드선을 삽입한다. COM(-) 단자에는 흑색 리드선을 V, Ω, A 단자에는 적색 리드선(AC전압, DC전 압, 저항, 250㎃이내 DC 전류)을 삽입한다. 만일 DC 10A이내의 전류를 측정한다면 적색 리드선을 DC 10A단자에 삽입한다. ㆍ 0점 조정 사용하기 전 눈금판의 지침이 0점(영점)에 일치되었는가를 확인하고 맞지 않을 때 는 ⑥ 지침 영점 조정기의 0점 조정나사를 (-)드라이버로 돌려서 조정한다. ㆍ 영위 조정 저항 측정시 눈금은 측정 레인지의 선택에 따라 변화하므로 회로시험기의 리드선을 단락시켜 0Ω ADJ 볼륨을 조정하여 지침이 0점 위치에 맞도록 조정해야 한다. 만일 맞지 않을 때는 회로시험기 내부의 전지(1.5V 2개, 9V 1개의 건전지가 내장 되어있 다.)가 소모된 것이므로 교환해야 한다.

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회로 시험기 사용시 유의사항 - 고압측정시 계측기 사용 안전 규칙을 준수한다. - 측정하기 전에 계측기의 지침이 "0"점에 있는지 확인한다. - 측정하기 전에 레인지 선택 스위치와 시험봉이 적정 위치에 있는지 확인한다. - 측정 위치를 잘 모르면 제일 높은 레인지에서부터 선택한다. - 측정이 끝나면 피 측정체의 전원을 끄고 반드시 레인지 선택 스위 치를 OFF에 둔다.

실습순서 1. 실습준비를 한다. ㆍ전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 그림과 같이 연결한다. 일반적으로 전원코드 선을 접속하면 된다. 전원을 연결한 후 L1 동작 Lamp가 점등 되었으면 올바르게 전원이 인가된 것이다.

그림 ① 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

2. 단상전압을 측정한다. 디지털 다기능 계측기 측정 레인지의

를 눌러 교류전압을 측정모드로 한다.

측정 리드선을 디스플레이부의 측정 리드선 연결단자 안내정보 표시에 따라 리드선 을 접속한다. (-)애는 흑색 리드선을 (+)에는 적색 리드선을 접속한다.

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전기설비안전측정실험 장비 “② 단상 AC 전압 측정, 절연저항 측정, 검전 측정 부”의 입력측정단자 (L1, N)에 디지털 다기능 계측기의 측정 프로브를 연결하여 AC 전압을 측정한다.

그림 단상 입력전압 측정

그림 단상 출력전압 측정

“② 단상 AC 전압 측정, 절연저항 측정, 검전 측정부”의 누전차단기(S1)를 올리고 출력측정단자(L1, N) 및 Washing Machine 전원입력단자(L1, N)의 전압을 측정한 다. 3. 회로시험기를 이용하여 교류전압을 측정한다 회로시험기에 COM(-) 단자에는 흑색 리드선을 V, Ω, A 단자에는 적색 리드선 접속 한다. 측정레인지를 “AC V" 범위 중에서 250V에 놓는다.

- 136 -

그림 교류전압 선택

회로시험기의 두 측정 리드선의 검침 핀을 극성없이 ② 단상 AC 전압 측정, 절연저 항 측정, 검전 측정부”의 입력측정단자 (L1, N)에 접촉하고 지침이 멈춘 위치의 교 류전압 눈금 중에서 선택된 전압레인지에 해당하는 값을 읽는다. “② 단상 AC 전압 측정, 절연저항 측정, 검전 측정부”의 누전차단기(S1)를 올리 고 출력측정단자(L1, N) 및 Washing Machine 전원입력단자(L1, N)의 전압을 측정 한다. 측정값이 너무 높거나 낮으면 지침이 눈금판의 중앙 부근을 지시하도록 측정 레인 지를 바꾸어서 측정한다. 회로에 인가된 알 수 없는 교류전압을 측정할 때는 반드시 높은 전압 범위에서 부 터 낮은 전압범위로 선택하여 측정하여야 한다. 4. 측정 결과를 기록한다. 측정개소

측정값 디지털계측기

입력측정단자(L1, N) 출력측정단자(L1, N) 임의측정개소1 임의측정개소2 임의측정개소3

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

- 137 -

회로시험기

비고

삼상전압 측정 단원학습목표 ㆍ 회로시험기로 삼상 전압을 측정할 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 삼상 전압을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 삼상전압을 측정할 수 있다. 사용기자재 회로시험기 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 관련지식 삼상교류는 삼상교류발전기에 의해서 발생되는, 전압이 같고 전류의 주파수와 진폭이 각각 같으며 서로 120°(2π/3[rad])의 위상차를 가지는 교류이다. 3상 교류의 순시값은 아래 식으로 표시된다.

    [V]            [V]             [V]     대칭 3상 교류는 크기가 같고 서로 2π/3[rad] 만큼 의 위상차를 가지는 3상 교류이며 삼상교류는 각 상 의 기점을 한 곳(중성점)에 모아 접속한 성형결선(Y 결선)과 각상을 차례로 직렬 접속한 환상결선(Δ결 선)의 두 가지 결선방법에 의해서 발생된다.

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S T

그림

결선 기호

ㆍ Y결선과 전압 Y결선은 3개의 코일의 한 끝을 한 점에

접속하고, 다른 끝의 단자를 외부선로와

접속하는 결선이다. 공통으로 묵인 점을 중성점(Neutral point)이라 하고 이 중성점을 연결하여 회로 를 구성하는 선을 중성선이라 한다. 코일에 흐르는 전류를 상전류(phase current)라 하며, 외부 선로에 흐르는 전류 를 선전류(line current)라 하는데, 각 상전류는 각 선전류와 같다. 상전압 : 각 상에 걸리는 전압 선간 전압 : 부하에 전력을 공급하는 선들 사이의 전압. 상전압과 선간전압의 관계 : 선간전압이 상전압보다 π/6(30°)앞선다. 선간전압        [V] 상전압   [V] 전류 I l = I P [A]

(a) 상전압과 선간 전압

(b) 벡터 그림

Y결선의 상전압과 선간 전압의 관계

ㆍ Δ결선과 전압 한 상의 끝과 다른 상의 시작점을 연결하여 고리모양으로 결선한 방식을 환형결선 또는 Δ결선이라고 한다.

- 139 -

Δ결선에서는 각 상의 코일들의 접속점에 선이 접속되어 있으므로 선전압과 상전 압과 같고 동상이다. 상 전압과 선간 전압의 관계 : 선간 전압과 상 전압은 동상(phase)이다. 선간 전압의 크기 :

     [V]

  배 크고 위상은  [rad]안 뒤진다. 선전류는 상전류보다  

   [A]   

(a) 상전압과 선간전압

(b) 벡터 그림

△결선의 상전압과 선간전압

실습순서 1. 실습준비를 한다. ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 그림과 같이 연결한다. L1 L2 L3 F E D

P.E

A G

B C

Not used

Power cable for 3 - phase

그림 ① 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

전원을 연결한 후 L1, L2, L3 동작 Lamp가 점등 되었으면 올바르게 전원이 인가된 것이다. ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

- 140 -

2. 삼상 전압을 측정한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지의

를 눌러 교류전압을 측정모드로 한다.

ㆍ 측정 리드선을 디스플레이부의 측정 리드선 연결단자 안내정보 표시에 따라 리드선 을 접속한다. (-)에는 흑색 리드선을 (+)에는 적색 리드선을 접속한다. ㆍ 선간전압의 측정 전기설비안전측정실험 장비“⑤삼상전압 및 절연저항 측정부”의 3Φ Main NFB의 입력측정단자(L1, L2)에 디지털 다기능 계측기의 측정 프로브를 연결하여 AC전압을 측정 기록한다.

그림 삼상 선간전압 측정

L2, L3간의 전압과 L3, L1간의 전압도 같은 방법으로 측정 기록한다. ㆍ 상전압의 측정 전기설비안전측정실험 장비 “⑤삼상전압 및 절연저항 측정부”의 3Φ Main NFB의 입력측정단자(L1, N)에 디지털 다기능 계측기의 측정 프로브를 연결하여

AC전압을

측정 기록한다. ㆍ L2, N간의 전압과 L3, N간의 전압도 같은 방법으로 측정 기록한다. ㆍ 회로시험기를 이용하여 교류전압을 측정한다 회로시험기에 COM(-) 단자에는 흑색 리드선을 V, Ω, A 단자에는 적색 리드선을 접속한다.

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그림 삼상 상전압 측정

측정 레인지를 “AC V" 범위 중에서 교류전압 측정 범위인 250V에 놓는다.

그림 교류전압 선택

선간전압의 측정 회로시험기의 두 측정 리드선의 검침 핀을 극성없이 “⑤삼상전압 및 절연저항 측정 부”의 3Φ Main NFB의 입력측정단자(L1, L2)에 접촉하고 지침이 멈춘 위치의 교류 전압 눈금 중에서 선택된 전압레인지에 해당하는 값을 읽는다. L2, L3간의 전압과 L3, L1간의 전압도 같은 방법으로 측정 기록한다. 상전압의 측정 회로시험기의 두 측정 리드선의 검침 핀을 극성없이

“⑤삼상전압 및 절연저항 측

정부”의 3Φ Main NFB의 입력측정단자(L1, N)에 접촉하고 지침이 멈춘 위치의 교 류전압 눈금 중에서 선택된 전압레인지에 해당하는 값을 읽는다. L2, N간의 전압과 L3, N간의 전압도 같은 방법으로 측정 기록한다.

- 142 -

3. 측정 결과를 기록한다. 측정개소

측정값 디지털계측기

선간전압(L1, L2) 선간전압(L2, L3) 선간전압(L3, L1) 상전압(L1, N) 상전압(L2, N) 상전압(L3, N) 임의측정개소

4. 선간전압과 상전압의 관계를 설명한다. 측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

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회로시험기

비고

직류전압 측정 단원학습목표 ㆍ 회로시험기로 직류 전압을 측정할 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 직류 전압을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 직류전압을 측정할 수 있다. 사용기자재 : 직류전원공급기 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 회로시험기 건전지 관련지식 직류(direct current)는 시간의 변화에 따라 크기와 방향이 일정한 전압· 전류이며 극성을 가지고 있다. 직류를 얻으려면 전지가 가장 좋으나, 고전압이나 대전류가 되면 어려워진다. 즉 1개 의 전지에서는 전압은 아무리 크다 해도 대략 2V밖에 얻을 수 없으며, 흐를 수 있는 전류도 전지의 용적을 늘리면 커지지만 이것에도 한도가 있다. 따라서 대용량의 직류 는 직류발전기를 이용하거나 교류를 정류(整流)하는 방법으로 만든다. 전기의 이용면에서 보면 전지의 충전이나 전기분해의 전원, 전자회로의 전원 등은 직 류가 사용되고 직류전동기는 속도조절이 쉽다. 실습순서 1. 실습준비를 한다. ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 그림과 같이 연결한다. 일반적으로 전원코드 선을 접속하면 된다. 전원을 연결한 후 L1 동작 Lamp가 점등 되었으면 올바르게 전원이 인가된 것이 다. ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

- 144 -

그림 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

2. 직류전압을 측정한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지의

를 눌러 직류전압을 측정모드로 한다.

ㆍ 측정 리드선을 디스플레이부의 측정 리드선 연결단자 안내정보 표시에 따라 리드선 을 접속한다. (-)에는 흑색 리드선을 (+)에는 적색 리드선을 접속한다. ㆍ 전기설비안전측정실험 장비 “④ 직류전압 측정부”의 누전차단기 S3를 올린다. 이 때 Battery의 표시램프가 점등된다.

그림 직류전압의 측정

ㆍ 직류전압측정단자 DC+에는 적색 측정 리드선을 접속하고 GND에는 흑색 측정 리 드선을 접속한다. ㆍ “④ 직류전압 측정부의 전압 변환 스위치를 변화시켜 DC5V, DC12V, DC24V의 3가지 전압을 측정하여 기록한다.

- 145 -

ㆍ 건전지의 전압을 측정하여 기록한다. ㆍ 직류전원공급기의 출력전압을 가변하여 측정한다 3. 회로시험기를 이용하여 직류전압을 측정한다 ㆍ 회로시험기에 COM(-) 단자에는 흑색 리드선을 V, Ω, A 단자에는 적색 리드선을 접속한다. ㆍ 측정 레인지를 “DC V" 범위 중에서 직류전압 측정 범위인 50V에 놓는다.

그림 회로시험기 직류전압 선택

ㆍ 회로시험기의 두 측정 리드선의 검침 핀을 극성없이

“④ 직류전압 측정부”의 직

류전압측정단자 DC+에는 적색 측정 리드봉을 접속하고 GND에는 흑색 측정 리드봉을 접속 직류전압 눈금 중에서 선택된 전압레인지에 해당하는 값을 읽는다. ㆍ “④ 직류전압 측정부의 전압 변환 스위치를 변화시켜 DC5V, DC12V, DC24V의 3가지 전압을 측정하여 기록한다. ㆍ 건전지의 전압을 측정하여 기록한다. ㆍ 직류전원공급기의 출력전압을 가변하여 측정한다 ㆍ 측정값이 너무 높거나 낮으면 지침이 눈금판의 중앙 부근을 지시하도록 측정 레인 지를 바꾸어서 측정한다. ㆍ 회로에 인가된 알 수 없는 직류전압을 측정할 때는 반드시 높은 전압 범위에서 부 터 낮은 전압범위로 선택하여 측정하여야 한다.

- 146 -

4. 측정 결과를 기록한다.

측정개소

측정값 디지털계측기

직류출력단자(0V) 직류출력단자(5V) 직류출력단자(12V) 직류출력단자(24V) 건전지 1 건전지 2개 직렬 직류전원공급기(6V) 직류전원공급기(15V) 직류전원공급기(18V)

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

- 147 -

회로시험기

비고

검상 측정하기 단원학습목표 : ㆍ 삼상교류회로에서 상순(phase sequence)의 중요성을 알 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 상순을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 검상을 측정할 수 있다. 사용기자재 : 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 상순지시계 관련지식 삼상 교류는 전압이 같고 전류의 주파수와 진폭이 각각 같으며 서로 120°(2π /3[rad])의 위상차를 가지는 교류이다.

위 그림에서 A, B, C는 각각의 위상차를 가지고 있는데 A상은 R상이라고 하며 U상이 라고도 한다. B상은 S상이라고 하며 V상이라고도 한다. C상은 T상이라고 하며 W상 이라고도 한다. A상 = R상 = U상 B상 = S상 = V상 C상 = T상 = W상 순번이 R → S → T상 이든가 R → T → S상의 어느 것인가를 정상이라고 하며 그 외의 것은 역상으로 결정하고 있다.

- 148 -

또한 모든 배선은 전체 시설이 통일되도록 변압기 단자로부터 (버스바의 경우도 같으 며 저압 수전의 경우는 수전계량기 2차측으로부터) 수구 또는 부하 전원단까지 같은 상은 같은 색으로 배선되도록 하여야 한다. 전압측 전선의 색별표시는 A(R, U)상 흑색, B(S, V)상 적색, C(T, W)상 청색, N상 백색 또는 회색, 접지선(Ground)은 녹색으로 한다. 이는 배전반, 분전반, 제어반등의 배선도 상기내용에 따른다. 이러한 상순(phase sequence)이 잘못되면 측정이 되지 않거나 오차를 발생하며 2상 유도전동기의 경우 역회전으로 인한 문제점을 야기한다. 상순지시계(phase sequence indicator)는 검상기 또는 상순표시기라 하며 3상회로에 서 R, S, T상을 올바르게 찾는 시험기이다. 상순표시 방법에는 ㆍ 상회전이 정상일때는 원판이 화살표 정방향으로 회전함으로써 정상임을 표시하는 방법 ㆍ 검상램프 3개의 등이 시계회전에 차례차례 점등＆단속음을 내며 정상임을 표시하는 방법 ㆍ Display 화면에 Good, N.G 라는 표시하는 방법 등이 있다. 아래 그림은 상순지시계의 여러 형태를 나타낸다.

그림 상순지시계의 종류

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실습순서 1. 실습준비를 한다. ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 그림과 같이 연결한다. 전원을 연결한 후 L1, L2, L3 동작 Lamp가 점등 되었으면 올바르게 전원이 인가된 것이다. L1 L2 L3 F E

A : L1-Black

A G

B : L2-Red N

C : L3-White

B C

Not used

D : N-Yellow G : PE-Green P.E

Power cable for 3 - phase

그림 ① 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

2. 상순을 측정한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지의

를 눌러 검상 측정모드로 한다.

상간 전압 AC 110V~750V 이내의 R, S, T상을 검상하고자 할 때 선택한다.

그림 검상측정

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key를 누르면 OPEN이 표시되며 R, S, T상을 측정하면 GOOD 또는 N.G로 표시된다. ㆍ 검상 측정에는 3개의 측정 리드선을 사용한다. 측정 리드선을 디스플레이부의 측정 리드선 연결단자 안내정보 표시에 따라 리드선을 접속한다. ㆍ 전기설비안전측정실험장치의 “⑤삼상전압 및 절연저항 측정부”의 3Φ Main NFB 와“⑥ 부하용 NFB”부의 삼상 NFB를 ON한 후 측정 리드선을 3-ph. motor에 있 는 L1, L2, L3 단자에 연결하여 측정하여 기록한다. ㆍ L1, L2, L3에 접속된 측정 리드선을 바꿔서 측정하여 기록한다. ㆍ 상순지시계를 사용하여 위와 같이 상순을 측정하여 기록한다 3. 측정결과를 기록한다. 측정개소

측정표시 디지털계측기

L1, L2, L3 L1, L3, L2 L3, L2, L1 L3, L1, L2 L2, L3, L1 L2, L1, L3 분전반 정상 분전반 역상

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

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상순지시계

비고

검전 측정하기 단원학습목표 : ㆍ 교류회로에서 검전(Voltage detect)의 중요성을 알 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 검전을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 검전을 측정할 수 있다. 사용기자재 : 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 검전기 관련지식 ㆍ 교류회로에서 단상2선식은 단상교류 전력을 전선 2가닥으로 배전하는 것으로서 한 선은 접지로 되어있으며 단상3선식은 주상 변압기 저압측 2개의 권선을 직렬로 하고 그 접속의 중간점으로부터 중성선을 끌어내서 접지하고 전선 3가닥으로 배전하는 방식 이다. 삼상교류 역시 중성점을 기준으로 각 상의 전압이 표시되므로 접지나 중성선의 경우는 전압이 검출되지 않는다. ㆍ 다시 말하면 교류는 무극성이지만 실제로는 전류가 흐르는 선이 있고 전류가 흐르 지 않는 선이 있는 것이다. ㆍ 저압이나 고압의 전기회로에서 충전상태를 측정하는 것은 회로시험기나 전압계 등 에 의해 확인하지만 이 장비들이 없을 경우는 충전의 유무를 확인해서 감전사고나 설 비의 손상을 방지해야 한다 ㆍ 검전기는 사용회로의 전압에 따라 저압용, 고압용, 특별고압용으로 나눈다 저압용 : 600V 이하는 300V급 고압용 : 600V 이상 7kV 이하에는 6kV급 특고압용 : 7kV 이상에는 66kV급 또는 150kV급

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용도

정격전압[V]

저압용 네온형

300, 600

고압용 음향발광식

사용전압범위[V] AC-DC 80~300, 600

7,000

AC 80~7,000

특고압용 음향발광식

80,500

AC 20k~80.5k

교직 양용 고압검전기

7,000

AC-DC 600~7k

ㆍ 저전압 네온형 검전기의 구조 및 측정 원리 일반적으로 검전기는 아래 그림과 같이 ①검지부, ②표시부, ③손잡이부로 구성되며 금속체 검지부를 측정하고자 하는 선로에 접촉시키면 손잡이부에 닿은 인체와 대지간 에 회로가 구성되어 네온관이 발광한다. 전압이 높으면 대지전위가 높아져 표시부의 밝기가 밝아진다.

그림 저전압 네온형 검전기

실습순서 1. 실습준비를 한다. L1 L2 L3 F E

A : L1-Black

B : L2-Red

A G

B C

Not used

C : L3-White D : N-Yellow G : PE-Green

P.E

Power cable for 3 - phase

그림 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

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ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 그림과 같이 연결한다. 전원을 연결한 후 L1, L2, L3 동작 Lamp가 점등 되었으면 올바르게 전원이 인가된 것이다. ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

2. 검전을 측정한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지의

를 눌러 검전 측정모드로 한다.

측정점간의 전압이 AC 70V~750V 이내의 검전상태 또는 핫라인을 측정하고자 할 때 사용한다. 이 key를 누르면 OPEN이 표시되며 검전 측정시 HOT!으로 표시됩니다. 이때 Buzzer 음으로도 표시한다.

그림 검전 측정

ㆍ 검전 측정에는 1개의 측정 리드선을 사용한다. 측정 리드선을 디스플레이부의 측정 리드선 연결단자 안내정보 표시에 따라 리드선을 접속한다. ㆍ 전기설비안전측정실험장치의 “② 단상 AC 전압 측정, 절연저항 측정, 검전 측정 부”의 누전차단기(S1)의 입력측정단자(L1, N)중 L1에 삽입하여 디지털다기능 계측 기의 표시를 확인 기록한다. ㆍ 입력측정단자(L1, N)중 N에 삽입하여 디지털 다기능 계측기의 표시를 확인 기록 한다. ※측정시에 두 라인 모두 HOT Line일 경우가 있는데, 이는 예전에 사용하던 110V Line을 사용하여 220V로 승압을 한 경우에 두 Line 모두 검전 측정이 된다.

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ㆍ전기설비안전측정실험장치의 “⑤삼상전압 및 절연저항 측정부”의 3Φ Main NFB 의 입력측정단자 (L1, L2, L3, N)의 검전을 각각 측정하여 기록한다. ㆍ 검전기를 사용하여 위와 같이 검전 측정을 하여 기록한다. 3. 측정결과를 기록한다. 측정개소

측정표시 디지털계측기

단상 L1 단상 N 삼상 L1 삼상 L2 삼상 L3 삼상 N 분전반 검전 측정 분전반 검전 측정

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

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검전기 표시

비고

저항 측정하기 단원학습목표 ㆍ 부하설비에서 기기의 단락(Short)과 개방(Open)을 측정할 수 있다. ㆍ 전기기기 및 회로의 저항값을 측정할 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 저항값을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 저항값을 측정할 수 있다. 사용기자재 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 전동기 계자(기동)저항기 저항 마그네트 스위치 릴레이 타이머 등 관련지식 ㆍ 저항은 전류의 흐름을 방해하는 성질을 가진 것으로 모든 전기기기 및 전자기기에 는 이러한 저항 성분을 가지고 있다.

     [A],    [Ω],   ⋅  [V]   ㆍ 교류회로에서 저항은 순수 저항 외에도 코일에서 교류에 대해 저항 역할을 하는 유 도 리액턴스(Reactance)와 콘덴서에서 교류에 대해 저항 역할을 하는 용량 리액턴스 가 있다. 유도 리액턴스

       [Ω]

        [Ω]   (여기서  = 주파수,  = 자기인덕턴스,  = 정전용량,    ) 용량 리액턴스

ㆍ 임피던스(Impedance) 교류회로에서 순수저항과 코일, 콘덴서 등 저항 역할을 하는 리액턴스를 합성한 것 을 임피던스로 취급한다. 단위는 저항의 단위인 [Ω]을 사용한다.

- 156 -

        [Ω] 합성 리액턴스         [Ω]

임피던스

    [A]  ㆍ 도통(Continuity) 시험은 접점의 단락유무, 배선의 단락유무 등을 측정할 때 소리 로서 단락여부를 알려주기 때문에 간편하게 단락유무를 측정한다. ㆍ 저항측정은 코일의 저항값을 측정하거나 계자저항기나 기동저항기의 저항값을 측정 하고, 회로내의 저항기 등을 측정한다. ㆍ 절연저항이나 접지저항도 저항성분을 측정하는 것이지만 일반적인 저항측정과 다르 다. 실습순서 1. 실습준비를 한다. ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 연결하지 않는다. ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

ㆍ 마그네트 스위치, 릴레이, 타이머, 유도전동기, 저항기 등을 준비한다. 2 도통 시험을 한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지의

눌러 도통시험(Continuity) & 저항 측

정기능 모드로 한다. ㆍ 스위치를 누르면 ">9999Ω" 으로 표시된다. (측정 단자 COM, HI가 Open 상태일 때) ㆍ COM, HI 단자에 측정 리드선을 연결하여 도통(단락) 상태를 확인하게 되면 Buzzer(40Ω 이하일 경우)음이 울리며 이때의 저항 값이 표시된다. 이 때 측정하고자 하는 측정점은 반드시 전원이 인가되지 않아야 한다. 만약 전원 인가여부가 확인되지 않았다면 AC 전압 측정모드와 HOT 측정모드에서 인가 여부를 확인하고 사용해야 한다.

※ 도통시험 및 배선저항 측정시에는 반드시 라인전원이 꺼져있는 상태에 서만 측정해야 한다. 만약 측정하고자 하는 측정점에 전원이 켜져 있어 본 기기에 전압이 유입되면 고장이 발생한다.

ㆍ 도통 시험을 한다

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전기설비안전측정실험장치의“⑤삼상전압 및 절연저항 측정부”의 3Φ Main NFB 의 입력측정단자 L1과 출력측정단자 L1간을 그림과 같이 접속하여 NFB가 OFF 상태 일 때와 ON 상태일 때에 도통시험과 저항을 측정하여 기록한다.

그림 3상 NFB의 도통 시험

L2, L3, N 간의 도통 시험을 NFB가 OFF 상태일 때와 ON 상태일 때 각각 하고 저항을 측정하여 기록한다. 릴레이, 마그네트 스위치, 타이머 등의 a접점과 b접점 등을 위와 같은 방법으로 도통시험 및 저항을 측정한다. 3. 저항값을 측정한다 ㆍ 그림과 같이 전기설비안전측정실험장치의 P1단자와 P2단자 간에 측정 리드선을 접 속하여 P2단자 우측에 있는 ADJ 가변저항기를 돌려 0~10㏀ 까지 변화를 측정 기록 한다.(최저, 중간, 최대위치) ㆍ 유도전동기의 전원 연결 단자에서 각 상간의 즉 R-S, S-T, R-T 간의 저항을 그 림과 같이 측정한다. 만일 저항값의 밸런스가 맞지 않으면 층간이나 상간에 단락이 있 다. ㆍ 기동저항기, 계자저항기, 소형 저항기들을 판독하고 측정값을 기록한다.

- 158 -

R S T

3상전동기 그림 유도전동기의 도통시험 및 상간 저항 측정

4. 회로시험기를 이용하여 도통시험 및 저항을 측정한다. ㆍ 저항 측정시 눈금은 측정 레인지의 선택에 따라 변화하므로 회로시험기의 리드선을 단락시켜 0Ω ADJ 볼륨을 조정하여 지침이 0점 위치 에 맞도록 조정해야 한다. ㆍ 회로시험기에 COM(-) 단자에는 흑색 리드선을 V, Ω, A 단자에는 적색리드선을 접속한다. ㆍ 측정레인지를 “OHM" 범위 중에서 10kΩ에 놓는다. ㆍ 회로시험기를 이용하여 2) ~ 3)항과 같이 측정한다 측정값이 너무 높거나 낮으면 지침이 눈금판의 중앙 부근을 지시하도록

측정 레

인지를 바꾸어서 측정한다. 회로에 인가된 알 수 없는 교류전압을 측정할 때는 반드시 높은 전압 범위에서 부 터 낮은 전압범위로 선택하여 측정하여야 한다.

그림 저항측정 선택

그림 도통시험 선택

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5. 측정 결과를 기록한다. 측정개소

저항측정값 디지털다기능계측기

NFB L1 ON NFB L2 ON NFB L3 ON NFB N ON P1-P2 최소ADJ P1-P2 중간ADJ P1-P2 최대ADJ 유도전동기 R-S 유도전동기 S-T 유도전동기 R-T 기타 저항 기타 저항

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

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회로시험기

비고

절연저항 측정하기 단원학습목표 ㆍ 수배전설비에서 절연저항 중요성을 학습하고 절연저항을 측정할 수 있다. ㆍ 전기기기 및 회로의 절연저항을 측정할 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 절연저항값을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 절연저항값을 측정할 수 있 다. 사용기자재 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 전동기 Megger(절연저항계) 관련지식 1. 절연저항이란 ㆍ 모든 전기기기나 배선들은 인체로 부터의 감전이나 기기 보호를 위해 절연물로 보 호되어 있다. 이와 같은 절연물에 직류전압을 가하면 극히 작은 전류가 흐르는데 이를 누설전류(Leakage

current)라하며,

이

경우의

전압과

전류의

비를

절연저항

(Insulation resistance)이라 한다. ㆍ 그림에서 절연물에 전압  [V]를 가하면 전류 

[A]가 흐른다.

       [Ω]    

절연물 ic

이  을 절연저항이라 부르며 전류는 수 ㎂ 정도의 값이므로 저항값은 ㏁의 단 위로 표시되며

이 값이 클수록 안전한 설

i = ic + ig 그림 절연물에 흐르는 전류

비라 할 수 있다 2. 절연저항의 특징 ㆍ 절연물의 저항율이 무한대가 아니고 또 절연물의 표면에 흐르는 전류 등 때문에 절

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연저항은 유한값이 된다. ㆍ 절연저항의 값은 크며 단위는 ㏁이다. ㆍ 절연저항을 측정하는 계기는 디지털 다기능 계측기, 디지털 절연저항계, 메거 등을 사용하며 고저항 측정법을 사용한다.

그림 절연저항계의 여러 형태

3. 절연저항 측정의 원리 ㆍ 절연 저항계는 그림과 같이 전선로나 전기기기의 절연저항을 측정하는 것으로 핸들 을 돌려 작동용 전원을 자체적으로 발생시켜 사용하는 발전기식(거의 사용 안함)과 배 터리를 동작용 전원으로 사용하는 전지식이 있으며, 절연 저항계 (insulation Tester) 를 메거(Megger)라고도 부른다.

라인단자 가이드단자 어스단자

측정단자 디스플레이 창

1000V

데 이 터 불러오는 Key 측정 Key

데 이 터 저 측

핸들

장 정

Key

아날로그방식의 디지털방식의

발전기식

전지식

아날로그 방식의 발전기식 과 디지털 방식의 전지식

ㆍ 절연저항시험은 모든 전기기계기구, 전기선로에서 누전여부를 알아보기 위한 시험 이다. 즉, 모든 전기제품의 통전부(전기선)와 비충전부, 접지될 수 있는 외부 금속체

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(사용 중 인체에 닿을 수 있는 부분을 말한다. 예를 들어 케이스와 금속부분, 접지선 등으로 즉, 변압기에서는 외함, 회전기 에서는 권선, 개폐기, 과전류 차단기, 전력용 콘 덴서에서는 충전부를 말한다.)사이에 전기적 절연이 완벽한지 여부를 알아보아 사용자 가 감전될 우려가 있는지를 확인해 보는 안전성 시험이다. ㆍ 절연측정을 위해서는 절연저항시험을 행하고자 하는 부위 양단에 DC 500V, 또는 DC 1000 V를 인가해 놓고, 그 사이의 절연 저항값을 ㏁으로 표시하여 나타낸다. 물 론 높을수록 절연이 좋다는 뜻으로 판정하게 된다. ㆍ 표와 같이 전압의 옥내배선과 여기에 접속되는 전기 기기의 전선 상호간 및 전선과 대지 사이의 절연저항은 전기설비기술기준 제15조에 명시하고 있는 사용 전압에 따른 기준 이상 이어야 한다. 사용 전압 구분

절연저항

대지전압 150[V]이하

0.1[㏁]

대지전압 300[V]이하

0.2[㏁]

대지전압 300[V]초과 400[V]미만

0.3[㏁]

400[V] 미만

400[V] 이상 표

0.4[㏁]

사용전압에 따른 절연저항 값

ㆍ 발전기식은 핸들을 120~180[rpm]정도로 회전시키면 직류 전압이 발생되는데 발 생 전압에 따라 정격 전압이 500[V], 1000[V] 및 2000[V]인 것이 제작되고 있으 며, 각 정격 전압 에서의 정격 저항은 아래 표와 같다. 사용 전압 구분

사용 전압 구분

500[V]

50/100/1000[㏁]

일반적인 절연측정

1000[V]

200/2000[㏁]

2000[V]

1000/5000[㏁] 표

특히 절연이 높은 곳이나 사용전압이 높은 곳

사용전압에 따른 절연저항계의 구분

ㆍ 절연 저항계의 눈금은 불평등 눈금인 대수 눈금으로 되어있다.

발전기식의 경우에

는 핸들을 돌리는 동안 안정된 값을 읽어주며, 전지식의 경우 누름 버튼 스위치를 눌 러 지침이 정지하는 곳의 눈금을 읽는다.

- 163 -

4. 절연저항 측정시 주의사항 ㆍ 절연저항은 흡수전류의 영향을 받기 때문에 전류의 측정시간을 정할 필요가 있다(보통 1분) 측정 전에 잔류전하를 방전시킬 것. 전압, 온도, 습도를 일정하게 유지할 것. 그림 Megger 눈금

실습순서 1. 실습준비를 한다.

ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 그림과 같이 연결한다. 전원을 연결한 후 L1, L2, L3 동작 Lamp가 점등 되었으면 올바르게 전원이 인가된 것이다. L1 L2 L3 F E

A : L1-Black

B : L2-Red N

C : L3-White

A G

B C

Not used

D : N-Yellow G : PE-Green P.E

Power cable for 3 - phase

그림 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

2. 교류회로의 절연저항을 측정한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지의

를 눌러 절연저항 측정모드로 한다.

ㆍ 테스트 리드선을 디지털 다기능 계측기의 -, + 단자에 연결하고 피측정점에 악어 클립 및 측정 프로브를 이용해 어스 점에는 적색(+) 리드선을, 측정점에는 흑색(-) 리드선을 연결하여 측정한다. ㆍ 측정하기 전에는 "----MΩ" 으로 디스플레이 되며 외부전압을 측정하여 우측하 단에 표시된다. 이 때 10V 이상일 때는 부저 음이 울리고 설정 값 이상일 때

외부전

압이 디스플레이 되는 상단에 "ERR" 라고 표시되며 절연저항을 측정할 수 없다.

- 164 -

ㆍ 측정시에는

Key를 눌러야만 되며, 이 때 외부전압 디스플레이가 출력전압

(DC 500V)으로 전환 디스플레이 된다.

Key에서 손을 떼면 측정값이 HOLD

된다. 이때의 HOLD 된 값이 측정값이 됩니다. MEG Ω 측정시 측정범위를 벗어나거 나 측정단자의 접촉이 불량인 경우에는 ">999.9MΩ" 으로 디스플레이 된다.

※ MEG Ω 측정시에는 측정단자에서 DC 500V 이상의 고전 압이 발생하므로 주의하시기 바랍니다. 또 피측정 단자에 AC 380V 이상의 고전압을 인가되어 있는 상태에서 측정을 하면 장비의 고장이 발생할 수 있으며 감전사고의 위험이 있을수 있 습니다. ㆍ 아래 그림과 같이 차단기 S1을 OFF 시킨 상태에서 적색 리드선을 접지(EC1)에 접속하고, 흑색 리드선은 차단기 S1의 출력 측정단자 L1에 접속하여

를 3초정

도 누른 다음 떼고 측정값을 기록한다. ㆍ 절연저항 셀렉터 스위치(MEGA Ω)을 변화 시켜가면서 측정한다 ㆍ 접지(EC1) 단자와 차단기 S1의 출력 측정단자 N 간의 절연저항도 같은 방법으로 측정한다

그림 단상 절연저항 측정

ㆍ 아래 그림과 같이 삼상 MAIN NFB를 OFF 시킨 상태에서 적색 리드선을 주보호접 지(MPE)에 접속하고, 흑색 리드선은 삼상 MAIN NFB의 출력 측정단자 L1에 각각

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접속시킨 후

를 3초정도 누른 다음 떼고 측정값을 기록한다.

그림 삼상 절연저항 측정

ㆍ “3Φ Mega Ω”절연저항 셀렉터 스위치 L1을 변화시켜 가면서 절연저항을 측정 기록한다. ㆍ 같은 방법으로 삼상 MAIN NFB의 출력 측정단자 L2, L3 단자를 측정하고 “3Φ Mega Ω”의 절연저항 셀렉터 스위치 (L2, L3)를 변화시켜 가면서 절연저항 값을 측 정 기록한다. 3. 옥내 배선의 선과 대지 간 절연 저항을 측정한다. ㆍ 측정할 전로의 분기 개폐기를 OFF하여 전원으로부터 분리한다. ㆍ 개폐기로부터 분기된 회로에 연결된 모든 전등이 설치되어 있는 상태로 스위치를 ON 시킨다. ㆍ 개폐기로부터 분기된 회로에 사용하는 모든 전기 기구를 콘센트에 연결한다.

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R N 램프

램프

폐로

콘센트 부하 삽입

그림

선과 대지간 절연저항 측정

ㆍ 흑색(-) 리드선은 분기 회로를 공통으로 묶어 연결하고 적색(+) 리드선은 접지선, 접지된 철재, 수도관 중 한곳에 연결한 후

Key를 약 3초간 눌러 절연저항 값을

측정 기록한다. 4. 전동기의 권선과 외함 사이의 절연저항을 측정한다. ㆍ 전동기의 전원을 차단한다. ㆍ 흑색(-) 리드선을 전동기 전원선 단자를 공통으로 묶어 연결하고, 적색(+) 리드선 은 페인트가 칠해지지 않은 외함의 한곳이나 외함의 접지선, 회전축 등의 한곳과 연결 한 후

Key를 약 3초간 눌러 절연 저항값을 측정 기록한다.

그림

전동기 권선과 외함 사이의 절연저항 측정

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5. 측정 결과를 기록한다. 절연저항 측정값

측정개소

디지털다기능계측기

삼상 NFB L1 0.2㏁ 삼상 NFB L1

1㏁

삼상 NFB L1

?㏁

삼상 NFB L2 0.3㏁ 삼상 NFB L2

2㏁

삼상 NFB L2 400㏁ 삼상 NFB L3 ?㏁ 삼상 NFB L3 10㏁ 삼상 NFB L3 open 전선 상호간 전선과 대지간 전동기 R상과 외함 전동기 S상과 외함 전동기 T상과 외함

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

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Megger

비고

접지저항(2점식) 측정 단원 학습 목표 ㆍ 수배전설비에서 접지의 중요성을 학습하고 접지저항을 측정할 수 있다. ㆍ 보조접지 및 대지전압의 영향을 학습하고 그에 따른 접지저항을 측정할 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 접지저항을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 접지저항을 측정할 수 있다. 사용 기자재 디지털 다기능 계측기 테스트 리드선 악어 클립 테스트 프로브 어스 측정용 리드선 접지봉 2개 관련이론 1. 접지저항 ㆍ 접지 전극과 대지간의 전기 저항이다. 접지

저항은 도체의 전기저항과 도체가 대지와 접촉 접지도체

되는 접촉저항 그리고 대지의 고유저항의 합으 로 되어있다. ㆍ 접촉저항은 도체와 대지와 접촉면적에 영향 을 받고 대지 고유저항 값은 일기 및 온습도

대지

토양의 성질에 따라 변화한다. ㆍ 접지저항은 이 영향을 일정하게 보고 측정

접지극 전원은 무한대 방향으로 흐른다 ㅣ

한다. 전원  [v]에 의해서 전류  [A]가 흐르면 접

 지저항 R[Ω]은    [Ω]으로 이 값이 낮을 

무한대라

그림 접지저항의 개념

수록 대지로 전류가 흐르기 쉽게 되어 도체의 전위가 대지와 같은 정도로 낮아진다. ㆍ 일반 전기시설의 안전을 유지하기 위해서 접지는 매우 중요한 것으로 오래 전부터 그 필요성이 강조되어 왔다. 현재 전기설비기술기준 제21조에 제1종, 제2종, 제3종 및 특별 제3종 접지공사로 구분하여 규정하고 있다.

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종 류

표준접지 저항값

접지선 굵기

적용 설치 장소

고압, 특별 고압용 기기의 철대, 외함, 피뢰기 4mm 이상 주상 변압기의 2차측, 고압 150 제2종 저항 ≦ 1 À } X (2.6mm이상) 변압기의 2차측 400V미만 저압용 기기, 저압 제3종 100Ω 이하 1.6mm 이상 전등 기구 금속제 400V이상 저압 전기기기의 특별3종 10Ω 이하 1.6mm 이상 철대, 외함, 가요 전선관 공사 제1종

10Ω 이하

2.6mm

접지라는 용어는 기술기준 이외에도 각 방면에서 여러 가지 목적과 용도에 사용되 고 있다. 예를 들면 의료용 전기기기에서 보호접지라든가 등전위 접지, 컴퓨터 등의 전 자 기기에서 라인필터(line filter)용의 접지, 나아가 전기나 전자기기와는 직접 관계없 이 정전기에 의한 장해 또는 재해를 방지하기 위한 접지, 건축물의 피뢰침용 접지, 서 지 방지용 접지 등 여러가지 것이 있다. 전력선로나 통신 계통의 접지, 전기기기, 피뢰기, 철탑, 고층 건물 등에 시공되는 접 지는 사고시의 위험을 방지한다. 이들의 접지 상태가 매우 중요하므로 수시로 접지 저 항 상태를 점검하여야 한다. 접지 저항은 금속 도체의 저항 등과 달라서 항상 일정한 값을 가지고 있는 것은 아 니고 온도, 습도, 기타의 조건으로 변화한다. 2. 계통접지와 기기접지 ㆍ 계통접지 전력계통에 있어서는 계통을 저당한 점에서 대지와 접속한다. 전기설비기술기준에 서는 고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 접지공사를 하도록 규정하고 있다. 이러한 계통접지를 하는 목적은 안정된 전압의 유지와 사고전압 발생 시 대지로 흡수하기 위한 안전을 목적으로 하고 있다. ㆍ 기기접지 전기기기의 비충전 금속구조물 또는 외함, 외상 등을 접지하는데 이를 외함접지 또 는 기기지라 한다. 전기기기의 절연이 어떤 원인으로 파괴, 저하되면 내부의 충전부분

- 170 -

으로부터 노출된 비충전 금속부분에 전기가 누설되게 된다. 즉

누전, 지락이 발생되는

것이다. 이 노출된 비충전 금속부에 인체가 닿으면 감전될 우려가 있다. 그러므로 이러 한 부분은 미리 대지와 접속 하여 놓으면 감전을 어느 정도 방지할 수 있는데 이는 기 기 접지 또는 외함 접지의 목적이다. 3. 브리지법에 의한 접지저항 측정 ㆍ 접지 저항의 측정법에는 콜라우시 브리지법, 비해르트법, 전위 강하법 등이 있다. ㆍ 그림과 같이 접지 저항의 측정은 측정할 접지 판  외에 2개의 보조 접지 막대

    을 정삼각형으로 묻고, 2개씩 순차로 브리지의 1변에 접속하여 각각 3회 측정 을 한다. ㆍ    를 각각 지중판의 접지저항이라 하고, 각 측정값을

   라 하면,

                         

이 식에서                



그러므로              

                                으로써 접지 저항을 구할 수 있다. (콜라우시 브리지법에 의한 측정) R m T

G1 G2 G3

그림 콜라우시 브리지에 의한 접지저항의 측정방법

4. 전위 강하법은 접지저항의 측정 ㆍ 가장 널리 사용되는 방법으로 그림과 같이 측정대상 접지극 E에 대해 C, P 2개의 측정용 보조접지극을 묻고 E, C 간에 전원을 걸어 교류전류를 흘려서 E, P간의 전위 차를 측정한다.

- 171 -

ㆍ 대지에 흐르는 전류를 I(A), E, P간의 전압 을 V(V)라 하면



접지저항    [Ω]이 된다.  ㆍ 전위 강하법은 이 원리를 이용한 것으로 저 항치를 직접 읽을 수 있다.

측정상 주의하여야

할 점은 보조극 C는 접지극 E의 저항구역 내에 들지 않도록 하고 보조극 P는 0전위되는 위치

전위 강하법

에 각각 매설하여야 한다.

A : L1-Black

B : L2-Red N

C : L3-White

A G

B C

Not used

D : N-Yellow G : PE-Green P.E

Power cable for 3 - phase

그림 ① 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

ㆍ 각 부에 누전차단기 및 NFB는 전부 OFF 상태로 한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

- 172 -

2. 2점식 접지저항 측정법 2점식 접지저항(EAR Ω(2W)) 측정방식은 약식 측정방식으로 측정하고자 하는 접지 극보다 접지저항이 현저히 작다고 판단되는 상수도 공급관이나 기타 물체를 이용할 수 가 있다. 이러한 약식 측정방식은 보조 접지봉을 설치하지 못할 때에 주로 사용한다.

ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지에

Key를 눌러 2점식 접지저항 측정모드

로 선택한 후 측정 리드선을 전기설비안전실험장치의 주보호접지(MPE)와 Motor, Water, Heater, Gas, Radiator의 접지저항을 측정한다. 연결이 완료되면

key를 눌러 측정하고

이 값을 기록한다.

key를 떼면 측정이 HOLD된다.

key는 3초 이상 눌러야 보다 안정된 접지저항 값을 측정할

수 있다. ㆍ 주보호접지(MPE) - Motor간의 접지저항 측정 (≒ 15Ω) 그림과 같이 결선하여

key를 눌러 측정하고 기록한다.

그림 MPE - Motor간의 접지저항 측정

- 173 -

ㆍ 주보호접지(MPE) - 수도파이프(Water) 간의 접지저항 측정(≒ 6.8Ω) 그림과 같이 결선하여

key를 눌러 측정하고 기록한다.

그림 MPE-수도파이프(Water)간 접지저항

ㆍ 주보호접지 (MPE) - Heater 간의 접지저항 측정(≒ 10Ω) 그림과 같이 결선하여

key를 눌러 측정하고 기록한다.

그림 MPE-Heater간 접지저항

- 174 -

ㆍ 주보호접지(MPE) - Gas파이프(Gas)간의 접지저항 측정(≒ 3.3Ω) 그림과 같이 결선하여

key를 눌러 측정하고 기록한다.

그림 MPE-Gas파이프 간 접지저항

ㆍ 주보호접지(MPE) - Radiator간의 접지저항 측정 (≒ 4.7Ω) 그림과 같이 결선하여

key를 눌러 측정하고 기록한다.

그림 MPE-Radiator 간 접지저항

- 175 -

3 . 실제 현장에서의 2점식 접지저항의 측정 ㆍ 접지극 부근에 가까운 수도관이나 철판이 있을 때, 또는 이미 접지 저항값을 알고 있는 보조 접지극이 있을 때 2단자(간이법)측정법으로 측정할 수 있다.

그림 간이측정법

ㆍ 간이 법으로 측정하는 방법은 접지 저항을 측정하는 것과 같으나, 접지저항값은 간 이 법으로 측정한 값에서 보조 접지 저항값을 빼주면 된다. ㆍ 간이 측정시 디지털 다기능 계측기의 모드를

Key를 눌러 전환하고

단자를 그림과 같이 직결한다. ㆍ 제3종 접지와 같이 간단한 접지의 측정에 한하여 사용한다. 4. 접지극의 종류에 따라 반복작업을 한다. 5. 측정값을 기록하여 결과를 제출한다.

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P와 C

2점식 접지측정개소

접지저항 측정값 디지털다기능계측기

MPE - Motor MPE - Water MPE - Heater MPE - Gas MPE - Radiator 실제현장 사례측정1 실제현장 사례측정2 실제현장 사례측정3

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

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접지저항계

비고

접지저항(3점식) 측정 단원 학습 목표 ㆍ 수배전설비에서 접지의 중요성을 학습하고 접지저항을 측정할 수 있다. ㆍ 보조접지 및 대지전압의 영향을 학습하고 그에 따른 접지저항을 측정할 수 있다. ㆍ 디지털 다기능 계측기를 사용하여 접지저항을 측정할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 접지저항을 측정할 수 있다. 사용 기자재 디지털 다기능 계측기 테스트 리드선 악어 클립 테스트 프로브 어스 측정용 리드선 접지봉 2개 실습순서 1. 실습준비를 한다. ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 그림과 같이 연결한다. 전원을 연결한 후 L1, L2, L3 동작 Lamp가 점등 되었으면 올바르게 전원이 인가된 것이다. L1 L2 L3 F E

A : L1-Black

B : L2-Red N

C : L3-White

Not used

D : N-Yellow G : PE-Green P.E

Power cable for 3 - phase

그림 ① 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

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A G

B C

ㆍ 각 부에 누전차단기 및 NFB는 전부 OFF 상태로 한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

2. 3점식 접지저항 측정법 ㆍ 디지털 다기능 계측기의 측정모드를

Key를 눌러 3점식 접지저항 측정모드

로 선택하고, 그림과 같이 전기설비 안전실습 장치의 PE-SEL 스위치에서 임의의 대 지저항 값을 선택한 후,

PE1에 계측기 E단자, P1에 계측기 P단자, C1에 계측기 C단

자를 연결한다.

ㆍ 연결이 완료되면 된다. 이 값을 기록한다.

key를 눌러 측정하고

key를 떼면 측정값이 HOLD

key는 3초 이상 눌러야 보다 안정된 접지저항 값을

측정할 수 있다.

그림 3점식 접지저항 측정

ㆍ 이 때 디스플레이의 우측하단에 표시(2.000V) 되는 값은 대지전압 값이며 이 대지 전압이 5V 이상일 때는 부저음이 울리며 10V 이상일 때는 접지저항을 측정하지 않도 록 되어있으며 부저경보와 대지전압이 디스플레이 되는 상단에 "ERR" 라고 디스플레 이 된다.

- 179 -

그러나 대지전압은 최대 750V까지 측정할 수 있다. ㆍ 접지저항 측정시 대지전압 값은 Zero 이거나 작을수록 좋다. 측정하기 전에는 "----Ω" 으로 디스플레이되며 측정후 측정범위가

벗어나거나

선로 접촉이 불량인 경우에는 ">9999Ω" 으로 표시된다. ㆍ 전기설비 안전실습 장치의 PE-SEL 스위치에서 임의의 대지저항 값을 변화하여 측정 기록한다, 3. 보조 접지저항의 영향 측정법 ㆍ 전기설비 안전실습 장치의 PE1에 계측기 E단자, P2에 계측기 P단자, C2에 계측기 C단자를 연결하고 P2 ADJ와 C2 ADJ를 가변하면서 접지저항 측정시 보조 접지저항 의 영향을 측정 기록한다. ㆍ 록한다.

key를 눌러 측정하고

key를 떼면 측정값이 HOLD 된다. 이 값을 기

key는 3초 이상 눌러야 보다 안정된 접지저항 값을 측정할 수 있다.

그림 보조 접지저항의 영향 측정

- 180 -

4. 대지 전압의 영향 측정법 ㆍ 전기설비 안전실습 장치의 Heater 단자에 계측기 E단자, P1에 계측기 P단자, C1 에 계측기 C단자를 연결하고 E.V-SEL을 가변하면서 접지저항 측정 시 대지 전압의 영향을 측정한다. ㆍ

key를 눌러 측정하고

록한다.

key를 떼면 측정값이 HOLD 된다. 이 값을 기

key는 3초 이상 눌러야 보다 안정된 접지저항 값을 측정할 수 있다.

그림 대지 전압의 영향 측정

5. 대지 고유저항 측정법 1) 2점식 방법 ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지에

Key를 눌러 2점식 접지저항 측정모드

로 선택한 후 측정 리드선을 전기설비안전실험장치의 C2와 P2에 연결하고 C2 ADJ와 P2 ADJ의 저항값을 변환하여 대지 고유저항 값을 측정한다.

ㆍ 록한다.

key를 눌러 측정하고

key를 떼면 측정값이 HOLD 된다. 이 값을 기

key는 3초 이상 눌러야 보다 안정된 접지저항 값을 측정할 수 있다.

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그림 대지 고유저항 측정(2점식)

2) 3점식 방법 ㆍ 디지털 다기능 계측기 측정 레인지에

Key를 약 3초간 Check 측정모드로

선택한 후 측정 리드선을 전기설비안전실험장치의 C2와 P2에 연결하고 C2 ADJ와 P2 ADJ의 저항값을 변환하여 보조접지봉의 정상 설치 여부를 ㏀ 미만)

그림 대지 고유저항 측정(3점식)

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검사한다(규정값 =5

ㆍ

key를 눌러 측정하고

key를 떼면 GOOD 표시가 되면 보조접지봉이

5㏀ 미만으로 접지저항을 측정해도 좋다는 표시이다.

만일 GOOD 표현이 안되고 경

보음이 울리면서 5㏀ 이상의 값을 지시할 경우는 보조접지봉이 잘못되었거나 접지봉 연결이 문제가 있을 수 있으므로 확인한 후 다시 측정한다 6. 실제 현장에서의 3점식 접지저항의 측정 ㆍ 측정할 접지극을 선정한다. ㆍ 그림과 같이 보조 접지봉은 될 수 있는 한 습기가 있는 곳에 일직선으로 5[m]∼ 10[m] 이상 격을 두고 박는다. 5

∼

보조

접지극

접지봉

그림 보조 접지봉의 설치

ㆍ 배터리를 점검한다.

전지의 수명 저하 확인 방법은 기기에 배터리를 올바르게

(+, - 극성)설치하고 디스플레이부의 배터리 상태표시 기호를 확인하여 배터리 상태 를 점검한다. DC 6.3 Volt 이상

초기 사용 상태 표시

DC 6.0 Volt 이상

어느 정도 사용시 표시

DC 5.5 Volt 이상

많이 사용시 표시

DC 5.3 Volt 이상

배터리 교환 시기 안내표시

DC 5.3 Volt 미만

자동 POWER OFF

ㆍ 보조 접지봉의 올바른 설치여부를 확인하기 위하여

Key를 약 3초간 눌러

CH(check)모드로 전환 시킨 후 디지털 다기능 계측기의 P와 C단자를 그림과 같이

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보조접지봉에 연결하고

Key를 눌러 확인한다.

이때 디스플레이 부분에 GOOD로 표시되면 접지저항을 정상적으로 측정할 수 있으 며 만약 NG으로 표시되면 보조 접지저항 값이 5㏀이상으로 크거나 보조 접지봉의 설 치상태가 좋지 않을 수 있으므로 이때에는 보조 접지봉의 설치 및 케이블의 연결 상태 를 점검해야 한다.

그림

보조접지봉 설치 점검

ㆍ 보조 접지봉을 지면에 설치할 때는 지면이 단단하여 설치할 수 없다든가, 건조한 모래바닥 또는 암석표면 등의 경우에 보조 접지망(동실로 짠 그물 사방 30(cm)이상) 을 이용하여 설치한다. 예) 접지망을 보조접지의 위치에 지표와 밀착하도록 깔고 각가의 접지망에 보조접 지봉 P와 C를 눕혀둔 후 접지망에 물을 부어서 지표와 접촉을 좋게하여 측정한다. 그러나 아스팔트의 경우는 아스팔트가 절연물이므로 근처에 있는 콘크리트제의 홈 등을 이용하여 측정한다. ㆍ 디지털 다기능 계측기이 측정 모드를

을 눌러 3점 접지저항 측정모드로 전환

한다. 접지저항 측정 리드선을 그림과 같이 설치하고 E, P, C단자에 연결한다. 연결이 완료되면

Key를 약 3초 이상 눌러 측정한다.

디스플레이의 우측 하단에 표시(2.000V)되는 값은 대지전압 값을 표시한다. 이 대 지전압이 5V 이상일 때에는 부저음이 울리며 10V 이상일 때에는 접지저항을 측정하 지 않아야 한다.

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7. 6)에서 측정한 측정 결과를 기록한다. 3점식 접지측정개소

접지저항 측정값 디지털다기능계측기

접지저항계

비고

PE Select 1단계 PE Select 2단계 PE Select 3단계 실제현장 사례측정1 실제현장 사례측정2

보조접지저항측정

접지저항 측정값 디지털다기능계측기

접지저항계

비고

P2 ADJ 최대 P2 ADJ 최소 C2 ADJ 최대 C2 ADJ 최소

대지전압측정

접지저항 측정값 디지털다기능계측기

접지저항계

비고

E.V SEL 최대 E.V SEL 최소

대지고유저항측정

접지저항 측정값 디지털다기능계측기

P2 ADJ 최대 P2 ADJ 최소 C2 ADJ 최대 C2 ADJ 최소

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

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접지저항계

비고

전류의 측정 단원학습목표 ㆍ 클램프식 전류계를 사용하여 전류를 측정할 수 있가 ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 주어진 계측기로 부하전류 및 누설전류를 측정 할 수 있다. 사용기자재 클램프 전류계 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 관련지식 ㆍ 클램프 전류계는 측정개소와 측정방법에 따라 부하전류의 측정과 누설전류의 측정 이 가능하다. ㆍ 그림은 다양한 형태의 클램프 미터를 보여준다. 측정 형태에 따라 아날로그식과 디 지털 방식이 있으며 직독할 수 있는 디지털 방식이 많이 사용된다.

그림 클램프 전류계의 종류

1. 클램프 전류계의 측정 원리 분할 변류기(클램프)에 측정하려는 전선을 삽입하여 교류전류가 흐르면 철심에 감 긴 2차 코일에 전자유도작용으로 기전력이 발생한다. 2차코일을 폐회로로 하면 전선에 흐르는 전류에 비례한 전류가 흐르는 데 이 값을 전선에 흐르는 실제 전류값로 변환하는 표시하는 기기이다

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다음 그림은 디지털 클램프 전류계의 블록도를 나타낸다.

그림 디지털 클램프 전류계

DC 전류 측정은 AC클램프 미터에 사용하는 전자기 유도 방법으로는 측정이 불가 능하므로 DC 전류 검출을 위해서 보통 홀소자가 센서로서 사용된다. 그림에서 보듯이, 홀소자는 TRANSFORMER JAWS 의 나누어진 부분에 의해 만 들어진 간격에 가로질러서 위치한다. TRANSFORMER JAWS 의 AC와 DC의 초기전류에 비례하는 자속이 생길 때, 이 홀소자는 자속을 검출하고, 취하여서 출력전압으로 나타낸다. 홀센서 : 바이어스 전류가 입력단자에 적용될 때, 출력단자의 바이어스 전류와 자기 장 생성에 비례하는 전압을 발생시키는 반도체이다. 2. 클램프 전류계의 외형과 각 부 기능 ① 분할변류기(Transformer Jaws) 도체를 따라 흐르는 AC와 DC 전류를 감지한다. ② 개폐 레버 ③ LCD화면 측정 값, 단위 기호, 소수점, 범위 초과와 배터리 낮음 등에 대한 지시들이 있는 디지털 LCD. ④ 최소, 최대 기록 버튼 ⑤ 데이터 유지(Hold) 버튼 ⑥ 측정 범위 선택기 ⑦ 자동 범위와 수동 범위 ⑧ 관련 범위 버튼

그림 클램프 전류계의 외형

⑨ COM 측정 커넥터

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⑩ "V,Ω, ㎐" 측정 커넥터 ⑪ 수동 범위 모드 표시기 ⑫ - 표시 ⑬ 자동 범위 모드 ⑭ 배터리 표시 ⑮ 관련 모드 표시기 ⑯ 데이터 유지(Hold) 표시기 그림 LCD 표시

⑰ MAX 표시 ⑱ MIN표시 ⑲ 그래픽 바 표시(아날로그) ⑳ 아날로그 표시 3. 클램프식 전류계의 취급 ㆍ정밀한 기기로 가공되어 있으므로 충격을 주지 않도록 한다.

ㆍ 분진이 많은 장소에서 클램프의 사용시는 접촉부 등에 먼지가 부착되어 오차가 커 지므로 항상 접촉부위를 깨끗하여 하여 보관 관리한다. ㆍ 측정시는 큰 레인지에서 작은 레인지로 바꾸어 가면서 측정한다. ㆍ 전선의 만곡부위나 좁은 곳 등 클램프부에 힘이 가해질 장소는 사용을 피한다. ㆍ 고전압이나 큰 전류의 근처에서는 외부 자계에 의해 영향을 받을 수 있으므로 가능 한 한 떨어져서 측정한다. ㆍ 자기적으로 방어된 전선은 측정오차가 커지므로 주의한다. ㆍ전로에는 전선이나 케이블의 대지정전용량에 의한 충전전류나 OA기기의 노이즈 필 터에 의한 누설전류가 있으니 측정값에 주의하여 측정한다. 4 클램프 전류계의 기능 ㆍ 부하전류의 측정 개폐 레버를 손으로 잡고 분할 변류기를 열어서 측정하고자 하는 전선에 끼워 분할 변류기를 닫고 측정한다. 측정값을 알 수 없을 때는 큰 레인지로부터 차례로 하위 레인지로 바꿔서 읽는다. 아날로그식의 경우는 지시값을 읽기 어려운 장소에서는 지침 Lock을 이용하여 측정 한다. ㆍ 누설전류의 측정 부하전류 측정시 분할 변류기에는 한 개의 전선로를 측정한다. 그러나 누설전류는 단상일 경우 2선, 삼상일 경우는 3선을 모두 분할변류기 안에 끼워 넣어 측정한다. 이는 각 상의 부하전류가 합성되어 상쇄되고 전선로의 누설전류만 측정할 수 있다.

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※ 누전전류 측정시 주의사항 1. 고감도형의 클램프식 전류계로 전선을 끼워 넣는 경우 클램프의 중심에 전 선이 오도록하고 전선과 클램프는 가능한 한 직각이 되도록 하여야 한다. 2. 누전전류의 상쇄현상 단상 3선식 및 3상 4선식의 경우 비접지측 전로의 2선이 같은 정도의 절연 불량이면 2개의 누전전류에 180°의 위상차를 발생시켜 누설전류가 상쇄되기 때문에 실제의 누설전류보다 작은 값이 되는 경우가 있다. 3. 외부자계의 영향 누설전류를 측정시 근접해 있는 전선에 큰 전류가 흐르면 큰 전류에 의한 자 계의 영향으로 오차가 발생할 수 있으므로 다른 전선과 충분히 떨어진 위치에서 측정 한다. 4. 컴퓨터 등 라인필터에 의한 영향 컴퓨터 등의 기기에 라인필터가 설치되어 있는 경우 이로 인한 대지정전용량 으로 인해 교류 투과 전류가 2종접지선에 흐르는 경우가 있다. 그 경우에는 평상시의 누설전류를 파악하여 두고 그 값에 대비하여 누설전류 증가분으로 절연상태를 파악한다.

실습순서 1. 실습준비를 한다. ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치에 전원을 그림과 같이 연결한다. 전원을 연결한 후 L1 동작 Lamp가 점등 되었으면 올바르게 전원이 인가된 것이다.

그림 ① 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

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ㆍ 디지털 다기능 계측기의

를 눌러 디지털 다기능 계측기를 동작시킨다.

2. 부하전류를 측정한다. ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치의 누전차단기 S2를 ON한 후 LOOP1에 CLAMP METER를 연결하고 LOAD 셀렉터 스위치를 변화시켜 가면서 부하전류를 측정 기록 한다.

그림

클램프를 이용한 부하전류의 측정

3. 누설전류의 측정 ㆍ 전기설비 안전측정 실험장치의 누전차단기 S2를 ON한 후 LOOP1과 LOOP2에 CLAMP METER를 연결하고 Leak R의 셀렉터 스위치를 변화시켜 누설전류를 측정한 다. 이 때, Leak C의 셀렉터 스위치를 변화시켜 정전용량의 영향을 측정 기록한다.

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그림 누설전류의 측정

4. 현장에서의 누설전류 측정방법 ㆍ 변압기의 2종 접지선 측정 변압기의 2종 접지선에서 누설전류를 측정하며, 변압기의 매 뱅크마다 측정을 하면 전체의 누설전류를 측정할 수 있다. ㆍ 전기기기의 제3종 접지선 측정 전기기기의 제3종 접지선에 흐르는 전류를 측정함으로써 기기의 누전유무를 알 수 있다. 전기기기의 금속제 케이스와 대지의 접촉부분의 저항이 낮은 경우 분류된 전류가 흐르고 있으니 측정시에는 충분한 주의를 하여야 한다. ㆍ 저압전로의 측정 저압전로의 전선을 회로별로 2개, 3개 일괄하여 클램프에 넣고 측정하므로서 누설 전류만을 측정할 수 있다.

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5. 측정값을 기록하여 결과를 제출한다. 부하전류 측정개소

부하전류 측정값 Load Select

클램프 전류계

비고

LOOP1 LOOP1 LOOP1 LOOP1 LOOP1 실제현장 사례측정1 실제현장 사례측정2 실제현장 사례측정3

누설전류 측정개소

누설전류 측정값 Leak R Leak C 클램프 전류계 Select Select

LOOP1, 2 LOOP1, 2 LOOP1, 2 LOOP1, 2 LOOP1, 2 실제현장 사례측정1 실제현장 사례측정2 실제현장 사례측정3

측정결과를 제출하고 정리정돈 한다.

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비고

누전차단기 시험 단원학습목표 ㆍ 누전차단기의 동작원리를 학습할 수 있다. ㆍ 전기설비 안전실험 장치를 사용하여 누전차단기 시험을 할 수 있다 사용기자재 클램프 전류계 디지털 다기능 계측기 전기설비안전실험장치 관련지식 1. 누전차단기의 동작 원리 ㆍ 누전차단기는 누전·감전이 발생할 시에 그 이상을 감지하여 자동적으로 회로를 차 단하고 전기를 끊는 작용을 한다. ㆍ 누전차단기의 내부는 누전검출부, 영상변류부, 차단부로 구성되어 있습니다만, 대단 히 적은 누설전류를 정확하게 잡는 것은 영상변류기와 누전검출부 입니다. ㆍ 그림은 영상변류기의 동작원리를 표시한 것이다.

(a) 누전이 없는 상태(신호출력 없음)

(b) 누전이 발생한 상태(신호출력 있음)

그림 영상변류기의 동작원리

(a)의 누전이 없는 상태에서는 영상변류기를 통해 흐르는 전류와 돌아가는 전류 와 같은 수치로 되어 있고, 흐르는 전류에 따라 영상변류기에 발생하는 자속(φ L)은 서로 상쇄됩니다. 그러나 (b)와 같이 누전이 발생한 상태에서는 영상변류 기를 통해 흐르는 전류에 차가 생깁니다. 이 전류차에 의해서 영상변류기에 자 속(φg)이 생겨 이 자속에 의하여 영상변류기 이차권선의 누전검출부에 신호를 보냅니다.

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이 신호에 따라서 누전검출부가 누전 Trip기구를 동작시키고 누전차단기는 회로 를 차단합니다. 전류차이(Ig)의 수치에 따라서 누전차단의 동작을 구분하고 누 전차단기가 동작하는 차 전류를 누전차단기의 정격감도 전류라 부릅니다. 2. 누전차단기의 구조

⑧ ①

⑦

⑥ ②

③

④ ⑤

그림 누전차단기의 구조

① 소호장치 차단시에 발생하는 접점간의 아크를 효과적으로 소호하여 확실한 차단을 하게 한다. ② 접점 통전 능력이 우수하고 내아크성이 우수한 은합금의 접점을 사용 ③ 개폐기구 속입(Quick-make), 속절(Quick-Break)기구를 채용하여 Handle의 조 속도에 관계없이 순시에 개폐한다 ④ 누전 Trip 장치 IC를 채용한 전자회로부는 철저히 Coating 되어 높은 신뢰성을 가진다. ⑤ Test 버튼 테스트 버튼을 눌러 차단기의 동작확인 가능 ⑥ Handle

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작

Trip 사고전류를 자동으로 차단한 경우 핸들의 위치는 On과 Off의 중간위치에 있다 Reset 중간 위치에 와 있는 핸들을 사고원인을 제거한 후 에 Reset한 후 동작을 행하면 재계폐가 된다. Trip Free 핸들을 On 위치에서 고정시켰을 경우에도 사고 또 는 과전류가 흐르면 Trip된다 ⑦ Mould Case 전기적 및 기계적으로 우수한 페놀수지, 포리에스텔 수지 등으로 되어 있 다. ⑧ 전원측 단자 3. 기종별 구분 용 도

분전반 및 기기용

외관

특징

보호기능 Fra me (AF)

- 고감도,고속형으로 주 - 용량에 비하여 고용 - 좌와 동일하나 Com 택용분전반, 전기온수 량, Compact한 Size -pact한 Size - 배선용차단기겸용 기,자동판매기,에어컨 - 단상회로 전용으로 분 - 소형, 경제형으로 광 등 전기기기 내장용 전반에 사용 으로 사용 범위하게 사용 과부하, 단락보호 겸용

과부하, 단락보호 겸용

ELB-C2, C2a, CH2

ELB-E2,E2a,EH12,EH22

ELB-E52, S52, E53

100

ELB-E102, E103

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4. 누전차단기 사용상 주의 ㆍ 기기의 사용전(연속으로 사용하는 경우는 적어도 1~2회/월)에 Test

Button을 눌

러 동작을 확인한다. ㆍ 누전 Test는 전원을 접속한 상태에서 Test-Button을 눌러서 간단하게 할 수 있 다. ㆍ Test Button 조작은 10초 이상의 간격으로 조작한다. ㆍ 또한 필요이상으로 Test-Button을 눌러서 Trip시키지 않는다. ㆍ 누전차단기가 동작한 경우는 부하측 회로 및 기기의 절연상태를 점검한 후, Test-Button에 의한 동작확인을 한 후에 재사용한다. ㆍ 전자식 누전차단기는 상간의 절연저항측정, 내전압시험을 할 수 없다. 회로의 선간에서 상기의 시험을 하는 경우는 회로에서 누전차단기를 떼어 낸 후 하 여야 한다.

실습순서

그림 단상 및 삼상 AC 입력 단자 및 표시램프부 및 전원접속 방법

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그림 누전차단기 시험

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