#한국전기설비기준 #KEC #통합접지 #등전위본딩

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대학교 2학년때 회로이론 실습시간에 멀티미터를 이용하여 회로의 단락을 확인하는 방법을 배운적이 있었다.

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단락을 검출하는 방법은 단락검출버튼(와이파이모양과 비슷하게 생김)을 누르고

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단락이 의심되는 회로의 양단에 멀티미터 리드선을 접촉하면 되었다.

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수업도 지루하고 장난기가 발동한 나는, 단락된 지점을 탐험하기 시작했다.

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바닥에도 찔러보고, 친구 옆구리도 찔러보고 개짓거리를 하던 도중

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우연히 멀티미터 외함에 철로 된 부분이랑 콘센트의 접지부분에 각각 리드선을 연결했는데

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삑소리가 났다. 삑소리가 났다는 것은 단락되었다는 뜻이고, 그럼 두 부분은 전위차가 없이 서로 연결되어 있다는 것인데,

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그 당시에는 이유를 전혀 알지 못했고, 사실 궁금해 하지도 않았다. 그냥 갸우뚱하고 지나갔다.

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시간은 흘러서 4학년, 전기기사 공부할 때 접지계통에 대한 이론을 공부하던 나는

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"등전위 본딩"이라는 개념을 알게 되었는데, 이 부분을 공부하면서 그 때의 의문이 풀렸다.

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등전위 본딩을 설명하기 전, 통합접지와 공통접지에 대해 간단하게 이야기하고 넘어가자.

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통합접지는 위의 그림과 같이 설비 내의 전력계통, 통신, 피뢰를 묶어 하나의 접지극으로 사용하는 것을 말한다.

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공통접지는 통합접지와 유사하지만 살짝 다르다. 전력계통은 접지를 하나로 묶어 사용하지만, 피뢰설비와 통신설비는 각각 따로 독립된 접지를 사용한다.

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특히 통합 접지시에는 계통내의 전기, 전자기기에 대한 보호로 서지보호장치(SPD)를 필히 시설해야하고, 각 접지는 등전위성을 확보해야한다.(공통접지 또한 관련 법규에 의해 등전위 본딩을 실시한다.)

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이 때, 각 기기의 노출도전성 부분(기기외함, 철근,수도관 등등)도 등전위성을 확보해야하는데,

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이를 등전위 본딩이라 한다. 쉽게 말해 두 부분의 전위차가 0이 되도록 금속부분을 서로 연결하는 작업을 말한다.

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그렇다면, 등전위 본딩을 하는 이유가 무엇일까?

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등전위 본딩을 하는 이유는 크게 3가지로 구분된다.

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1. 보호용 등전위 본딩

그림이 조금 복잡하지만, 핵심은 간단하다.

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전기기기의 노출 도전성 부분(기기 외함), 계통 외 도전성 부분(빌딩, 철골, 수도관) 등등을 접지단자함에 접속시킨다는 것이다.

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이로써 얻는 이점은 감전, 화재에 대한 보호이다.

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만약, 어떠한 전기기기의 절연이 파괴되어 외함을 통해 지락이 발생하였다고 하면,

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사람이나 가축이 기기의 외함에 닿았을 경우 대지를 통하여 전류가 흐르게 되고 이는 감전사고로 이어질 수 있다.

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하지만, 기기의 외함이 접지가 되어있고 그 접지저항값이 충분히 낮다면 대부분의 지락전류가 접지선을 타고 흐르게 되어 감전사고를 방지해주는 효과가 있다.(접지를 통한 감전보호 원리는 차후 포스팅 예정)

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처음에 말한 콘센트 접지단자와 멀티미터 외함이 연결된 것은 보호용 등전위 본딩이라고 볼 수 있다.

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2. 기능용 등전위 본딩

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기능용 등전위 본딩의 목적은 서로 다른 전자기기가 연결되었을 경우에 각각 다른 전위 기준점을 갖고 있을 경우

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오작동을 일으킬 염려가 있는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해 전위 기준점을 일치시키는 작업이라고 할 수 있다.

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예를 들어, 온도센서를 이용하여 온도를 계측하고 이를 컴퓨터에 있는 LABView 프로그램을 이용하여 계측값을 화면에 표시한다고 해보자.

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온도센서에서의 출력은 전압값인데, 이 전압값을 LABView 내에서 온도로 변환시키는 작업을 하게된다.

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이 때 센서와 컴퓨터사이에 전위 기준값이 다르게 된다면, 센서에서 측정한 전압값과 컴퓨터에서 받는 전압값이 다르게 되고 이는 심각한 측정오류를 야기한다.

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따라서, 서로 다른 전자기기를 연결하여 사용할 때는 서로 같은 전위기준점을 가지기 위해 등전위성을 확보해줘야 한다.

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3. 낙뢰 보호용 등전위 본딩

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낙뢰가 건물의 피뢰침에 직격하면, 피뢰침을 타고 순간적으로 엄청 큰 전류가 흐른다.

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이 때 피뢰침의 접지를 통해서 전력계통이나 통신설비의 접지간에 전위차가 발생하게 되어 기기손상을 야기한다.

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그런데 만약 접지간에 전위차를 일정하게 해줄 수 있다면,

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전위차가 0이 되기때문에 뇌전류에 의한 기기손상을 예방할 수 있다.

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접지간 전위차가 발생하지 않기에 뇌해로 인한 기기 손상을 방지할 수 있다.

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이는 기능용 등전위 본딩에서도 동일하게 적용되는 부분으로

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전자기기 내에 노이즈, 서지 등이 발생하더라도 등전위성이 유지되어 기기의 동작의 신뢰성이 높아지게 된다