|
구 분 |
현 행 |
변 경 |
비 고 |
공급전원
구내배전설비
|
?
? |
T?-?
T?- ? |
배전계통은 22.9kV-Y/380Y-220V |
O. 정리 : 전원자동차단을 위한 특성
※ 개별접지 방식 : 접지저항값의 한계성으로 전위가 높음으로 차단시간이 빠른 누전차단기 사용
※ 통합접지 방식 : 전위가 낮음(접지 저항이 작음)으로 차단시간이 늦은 과전류 차단기사용
☞ TN-S계통에서의 누전차단기 사용?
- 회로길이를 측정하기 어려운 콘센트회로 / 루프임피던스를 결정하기 곤란한 경우
: 고장루프의 Z가 커서 과전류차단기의 규정시간 내에 작동이 어려울때
- 고장전류가 너무작아 과전류 차단기의 차단시간 충족이 어려울 경우
: 유럽에선 실제로는 최종 회로차단으로 누전차단기 사용
☞ TT 접지계통 에서의 과전류차단기?
- 과전류차단기 를 자동차단시키는 전류(Ia)를 흘릴 수 없고,고장임피던스(Ra+Rb)가 크기 때문에 고장전류가 작음
☞ TN-C계통에서의 누전차단기 ?
-PEN도체는 부하전류와 고장전류가 흘러(전류동작형) 누설전류검출이 불가능.
단) 50V 미만이면 TN / TT 계통에 관계없이 과전류차단기 설치 가능
O. 등전위 본딩
- 등전위를 얻기 위해 도체간을 전기적으로 접속(접지 SYS 아님)
- 안전성/보호측면에서 대지전위에 가까운 전위(고장시 미소 전위유지)
- 사고전류의 분류개소가 많아 전위가 제한되며 접지저항값이 낮고 안정됨
- 건물 외부의 고장이 수도관 등 금속관을 통해서 건물내부로 이행된 경우 설비내 노출 도전성 부분
사이에 전위차 발생 방지하기 위함
-주 등전위 본딩용도체는 보호도체의 최대단면적의1/2이상
TN-S 접지계통
TN-C 접지계통
(주의) TN-C 접지계통에서 “보호도체”의 역할은 “중선선의 역할” 보다 중요하다. 특히 PEN도체는 항상 접지단자를 먼저 접속해야 하고 점퍼선을 이용하여 이 접지단자에서 중성선 단자에 접속.
O.평가항목 : TN접지방식 : 전원측에서 한 점을 직접접지하고 설비의 노출도전부는 보호도체 를 통하여 접지되었는가?. ..p44
- TN-S : 계통전체에 보호도체가 사용되었는가?
- TN-C : 계통전체에 중성선과 보호도체의 기능을 하나의 도체로 겸용되었는가?(주의)
- TN-C-S : 계통일부에서 중성선과 보호도체의 기능이 단일도체로 사용되었는가?
IT 접지계통
※ 1차 지락 고장이 발생 했을때 벨이나 소리로 경보를 발하는 지속적인 대지
절연 감시장치를 구비해야 한다.
※ IT 접지계통의 장점을 완전하게 실현하려면 1차 고장의 빠른 위치검출과
수리가 필수적이다. 전원공급의 연속성 유지는 IT 접지계통의 가장 큰 장
점이다.
- IT계통에서는 중성도체를 배선하지 말 것을 권장
O. 평가항목 : 전력계통은 충전부 전체를 대지로부터 절연 또는 한점을 임피던스를 통해 대지에 접속되었는가? 부하는 직접 접지되었는가?
TN-C-S 접지계통
2. 기기들의 적합성 (과도 과전압)…
가. 전압 및 전기자기 장해에 대한 보호…P116
O 계통접지의 특성
O. 지락고장의 최대값
O .접지설비의 저항
O.스트레스 전압
고압 계통의 1선지락 고장으 기인하는 저압계통설비의 노출도전성부분과 저압전로간에 발생하는 전압로
O. 고장 전압
고압계통의 1선지락 사고에 기인하는 저압계통의 설비의 노출도전성부분과 대지간에 발생하는 전압
O.저압계통에 공급하는 변전소 고압부분에서의 계통 지락사고시
☞ 인체와 저압계통의 기기의 안전성 확보
O. 인체의 안전확보를 위한 목적
☞ 허용접촉전압 : 50V [단) 1SEC 미만 : 60V (고장해석)]
O. 저압계통에 접속되는 기기의 안전확보…P118(표 5-5)
☞ 저압기기의 절연파괴 방지를 목적으로 한 상용주파 전압(스트레스 전압)
- Uo + 250V > 5sec ⇒ 긴 차단시간 (예. 고압계통의 중성점비접지)
- Uo + 1,200V < 5sec ⇒ 짧은 차단시간 (예.고압계통의 직접접지)
※ 순시 과전압에 대한 저압기의 절연설계 기준
※ TN 계통과 같이 등전위 접속에서는 일시적 과전압 고려 불필요
※ 상용주파 스트레스 전압은 절연재에 가해지는 전압
O.고압계통의 특성
☞ 비접지계통
- 지락고장전류 : 4~10(A) (고압케이블에 의해 20(A)이상 개소도 있음)
- 고장지속시간(차단기동작시간) :1 SEC로 봄(최대 :0.4SEC)
☞ 22.9KV계통
- 직접접지(다중접지) ,지락전류와 단락전류와 같게 봄
- 가공배선선로의 1선지락전류
* 지락저항 0 (ohm): 3,000~6,500(A)
* 지락저항 30(ohm) : 300~500(A)
* 최대지속시간 :0.4SEC
- 지중배전선로
* 최대 7~13(KA)
* 최대지속시간 : 0.4SEC
* 한국전기연구소 실증시험자료
TN-C 접지계통(전원계통)…
주의) TN-C 접지계통에서 “보호도체”의 역할은 “중선선의 역할” 보다 중요. 특히 PEN도체는 항상 부하의 접지단
자를 먼저 접속해야 하고 점퍼선을 이용하여 이 접지단자에서 중성선 단자에 접속하여야 함.
O. 접지의 접속 : 저압계통이 고압접지계통을 점유시
-고장전압( Uf) = R*Im / U1=Uo / U2=Uo /I=10(A) / Uf=60(V) 이하로 유지 * R=6(ohm)충족
-스트레스 전압(Uo) =100(V) 이므로
O. 접지의분리
- HV측 접지극과 LV측 접지극을 이격거리 확보가 안될시(예 도심지) 고장전류에 의한 전위 상승이 되
어도 변전소내 노출성도전부분이 접속되고 접지극에 연결 되었다면 등전위 케이지형태로 감전 위험
이 없음 … 감전측면은 분리가 유리(Uf=0)
- 고압측 지락고장시 TN계통의 저압측 접촉전압(Uo)은 전원 대지전압의 약1/2발생하는 것으로 판단
하여 공칭대지전압, 230V이므로 =100V로 예상
Uf =0 / U1= R*Im +Uo / U2=Uo 에서 5sec이상 100V +250 V=350V이므로
* R=150(ohm)라면 U1= R(150)*10(A)+100V=1600V (부적합)
* 5 SEC 이하라면 100v + 1200V=1300V 로 계산
2) 낙뢰 및 개폐에 따른 과전압
가) 일반사항
- 기상현상에 따른 과전압 및 낙뢰에 의한 손상 과 관련규격
나) 기기에 요구되는 임펄스 내전압
- SPD 설치 및 특성
☞ 개폐과전압은
낙뢰과전압보다 낮기 때문에 낙뢰분석으로 만족됨
가) 기상현상에 따른 과전압
O. 뇌방전의 특성
- 뇌전류(량)피크: 30KA(50%).80KA(10%).200KA(1%)
- 변화율:20 KA이상/㎲ . 최대지속시간 : 0.001 SEC . 고주(조)파
- 뇌방전: 대지와 이루는 적란운에 축전된 전하의 방전으로 일어나는 뇌우이며 모든 도전성 요소 특히 서지전압을 유도시키는 고주파수의 전기적 현상.
- 열효과 : 쥴열
O. LEMP에 의해 발생하는 과전압/과전류의 서지
- 전도성서지:뇌격전류가 공통모드 임피던스에 의해 형성되는 두점 사이의 과도적 과전압
- 유도성서지:뇌격전류에 변화에 의한 상호결합인덕턴스에 의해 발생하는 과도적 과전압
- 방사상서지:전자계에 의한 전자기장 변화
O. 전도성 서지
-
뇌 경로의 임피던스와 낙뢰전류에 의한 과전압
U =
Z x I /2 (v) (U:서지전압 / Z:선로의 서지
임피던스 / I:서지전류)
예) I=10kA ,
Z=400Ω 이면 U=400x10kA/2 =2,000kv
이므로 대지 방전후 에도
저압계통의 절연계통을 초과하는 과전압 존재
O. 방사성 서지
- 전자기장 변화에 의한 가공선로에 서지 발생
U = 30 x k x h/d x I (U:서지전압,
I:뇌 전류, k:계수, d:뇌격점 거리, h :높이)
예) I=30kA,
h=5m,d=1km,k=무시 라면
U = 30x5/1x30=4≒5kv
만약 I=100kA,h=5m,뇌격점거리 d=10km라도 U=30x5/10x100 = 1.5
kv
O. KS C IEC 60364(보호대상:공중) :1,000(V)이하(2021년1.1)
- 고압계통의 지락 고장에 의한 저압기기 및 인체안전
- 접지SYS과 대지간 추정접촉전압으로 결정
- 추정접촉전압(감전보호의 기준)이 허용 접촉전압 50(V)보다 작으면 충족
(추가저항값 :1000Ω :T곡선)
O. KS C IEC 61936-1 공중:40(V) .전기취급자:75(V) :1,000V이상
- 변전소등의 접지 설계에 관한 사항
- 대지전위 상승이 허용 보폭전압 및 접촉전압보다 작으면 충족
:허용접촉전압 한도곡선의 Z2곡선 :
* 감전보호의 지표를 접촉전압 및 보폭전압에 둠( 접지 저항값이 아님)
* 접지저항값은 주요변수이나 접지설계의 기준이 아님
나)
기기에 요구되는 정격임펄스 내전압 …P119
☞기기의 정격
내전압은 (표5-6)에 제시한 필수 내전압 보다
O.첫째문자 : 외적영향의 범위 … A : 환경 / B :용도(사람) / C : 건물의구조
O.둘째문자 : 외적영향의 특성 … A에서(A :주위온도 ) / B에서( A :지적수준)
C에서 (A: 재료)
O.숫자 : 외적영향의 등급 … A에서[①은 -60℃~+5℃ / ⑧은 -50℃~+40℃)
/ B에서 [①은 일반인 / ⑤: 전문가] C에서[①:불연성/ ②:가연성(목조건물)]
- 주위온도(A):기기가 설치된 주위 공기의 온도이며 ,주위온도 범위는 상한과 하한
- 사람의 능력(B):기술적 지식과 충분한 경험을 가져 전기적 위 험을 피할수 있는가?
예) B에서(C: 대지전위): BC4(사람이 탱크등과 금속제에 접근되어 대지전위 접촉 용이
즉 연속접촉)
- 감전보호관련 : BA :자격/ BB :인체의 전기저항 / BC : 대지전위와 인체간의 접촉
O. 예) 등급의 분류가. 환경 (A)
o.AP4 [A는 환경.P는 지진=AP1:무시(가속도: 30Gal (cm/s2) / AP4:심한정도(대)(가속도600)
☞ 지진의 강도가 AP2이상이면
- 배전시스템을 건물구조체에고정
- 비상전원등 주요기기에 서는 고정 배선사이의 접속부는 가요선을 고려하여야 함
o.AQ3[Q는 뇌빈도 : AQ1:무시(25일/년이하) AQ2 = 간접뢰 및 25일/년이상 AQ3=직접뢰]
☞ AQ2이상이면 과전압 보호 실시
- Keraunic Level (IKL): 연간뇌우일수 (케로닉 지도에서 IKL:25이하와 같은 정의)
o. AD8[D는 물의 존재: AD5: 분류(세차장) , AD6=파도(해안벽) , AD8=수몰(수영장)
o. AC2[C는표고 : AC1=2000m이하 . AC2=2000m이상
나. 사용 (B)
o.BA5 [B는 사용(사람) . A는 능력: BA1=일반인(전기기기에 접근불가) BA5 = 숙련자(전문가)]
다. 건축물의 구조(C)
o. CA1[C는 건축물 . A는구성재료 : CA1=불연성 .CA2=가연성(목조건축물)]
o.CB[B는 건축물의 설계: CB2=화재의 파급(강제환기시스템). CB4=텐트,이중천장(가요배선)]
O. 낙뢰에 의한 손상과 관련 규격 및 보호대책
참고 : KS C IEC 60364와 61936-1 접지비교
O. KS C IEC 60364(보호대상:공중) :1,000(V)이하(2021년1.1)
- 고압계통의 지락 고장에 의한 저압기기 및 인체안전
- 접지SYS과 대지간 추정접촉전압으로 결정
- 추정접촉전압(감전보호의 기준)이 허용 접촉전압 50(V)보다 작으면 충족
(추가저항값 :1000Ω :T곡선)
O. KS C IEC 61936-1 공중:40(V) .전기취급자:75(V) :1,000V이상
- 변전소등의 접지 설계에 관한 사항
- 대지전위 상승이 허용 보폭전압 및 접촉전압보다 작으면 충족
:허용접촉전압 한도곡선의 Z2곡선 :
* 감전보호의 지표를 접촉전압 및 보폭전압에 둠( 접지 저항값이 아님) * 접지저항값은 주요변수이나 접지설계의 기준이 아님
나)
기기에 요구되는 정격임펄스 내전압 …P119
☞기기의 정격 내전압은 (표5-6)에 제시한 필수 내전압 보다
낮지 않도록 기기를 선정
O.전압보호레벨
SPD가 과전압 서지을 잔류전압 으로 제한하는 능력 [ 방전전류가 통과하는 동안 SPD의 단자간에 나타나는 전압 ] 즉 규정된 시험에서 SPD의 단자간에 나타나는 순시전압의 최대값
O. SPD를 설치하는 목적
뇌 임펄스 내전압을 각기기의 임펄스 내전압 이하로 억제 하는것
O. SPD의 설치범위
S P D의 전압보호레벨은 낮을수록 보호 효과는 양호하고, 전원계통의 최대연속 사용전압 보다 높아야 함
O. 기기에 요구되는 임펄스 내 전압
기기의 정격 임펄스 내전압은 국제기준에서 제시한 필수 임펄스 내전압 보다 낮지 않도록 선정
(2) SPD 설치
O.보호 대상기기 임펄스 내전압
Ut = Up + dU Ut : SPD 실효 전압보호 레벨( SPD 출력단자전압 )
- 충전도체와 본딩사이의 서지전압
Up
: SPD 제한전압
( 시험 임펄스전압을 고려 )
- SPD 전압보호레벨
dU : 접속(본딩)도체의 유도성 전압강하
O.
SPD의 접속도체 길이
SPD가 건축물의 인입구에 설치되고 단위 길이당 전압강하는 1KV,도체길이는0.5m이하
☞ Ut =1.3Up
O.
SPD와 보호기기 사이의 회로 길이
도체의 길이가 길면 저항값에 따라 인덕턴스( L)과 캐패스턴스( C)사이 진동(공진)발생
하여 보호기기 단자에 인가되는 전압이 SPD 단자전압의 2배 현상 발생
☞ 10m 이내
☞보호기기 (커패스턴스 부하)가 개방 상태 즉 낙뢰에 의해 SPD와 기기 사이가 폐회로가 됨
( R값에 따라 L과C사이의 진동은 U=kUt ,k=2)
Q1. 공통모드 임피던스 SPD 설치 위치 (예)
*1m 전선에 서지의 일반적 파형 및 크기에 의하여 약1,000V 전위차 발생
Q2. SPD에 의한 보호대상기기의 보호조건(예)
O. 보호기기의 단자에 SPD를 설치하여 SPD와 기기사이의
회로 길이를 무시할 수 있을때 …?
O. SPD를 2차분전반에 설치하여 회로길이가 수m 이하일때…?
O.보호대상기기로부터 10m이내에 SPD를 설치할때…?
(3) S P D 정리
통합접지에서 SPD 설치지침(KESCO)에는 22.9KV-Y 계통으로 수전하는 건축물의
저압 배전반에는 5~20kA에 1등급 또는 2등급 이상의 SPD를 시설 할 것.
* 기술기준 판단기준 제18조 제7항”즉 KS C IEC 60364,과전압보호장치에 의거
* LPS가 설치된 건축물엔 SPD 1등급 설치가 원칙이지만 (뇌전류50%가 전기설비등 에 분류됨을 전제) 건축물의 접지계통 이 낮은 접지저항인 경우, 뇌전류의 분류값을 계산할 수 있을때 SPD 2등급 사용가능
O. S P D 특성(S P D 사양)
- 1등급 : LPS가 있는 건물 / 직격뢰 모의시험 (10/350 ㎲ :최대 임펄스전류시험)
(전압보호수준 : 4 kv, 2.5kv )
- 2등급 : LPS가 없는 건물,기기에 근접 / 간접뢰 모의시험파형 (8/20㎲: 최대(공칭)
방전 전류 시험) ( 전압보호수준 : 2.5kv ,1.5kv )
- 3등급 :기기에 근접/개방회로의 전압(1.2/50㎲전압/8/20㎲):시험 정압
( 전압보호수준: 1.5kv)
3) 電磁氣(波) 영향에 대한 대책
O. 전자기 간섭(EMI) 와 전자기적합성(EMC)
O. 전자기 간섭(EMI)감소대책
- 접지계통의 적용
O. LEMP (雷電磁氣임펄스 :Lightening Electromagnetic Impulse)
-예) LEMP설치 및 시공
|