케이블 트레이에는 접지 모선, 즉 굵은 접지선을 포설합니다. 이 접지 모선은 보호도체로 불리는데 최소 굵기를 정하는 공식에 따라서 적절한 단면적을 가져야 합니다. KEC 핸드북을 통해서 어떻게 선정하고 포설하여야 하는지 자세하게 알아보겠습니다.
케이블 트레이 접지 케이블
케이블 트레이에는 접지 모선, 즉 접지 케이블을 포설하여야 합니다. 보호도체라고 불리는 굵은 접지선을 이용해서 여러 가지 필요한 접지 대상에게 접지 시공을 할 수 있습니다. 또한 TN-S 시스템에서 지락 고장 전류의 귀로 회로를 만드는데 쓰여야 합니다.
TN-S 시스템
접지 시스템에는 TT, TN, IT 시스템으로 나누어지는데 한전으로부터 22.9kV 이상의 고압 수전을 받으면 전기실에 변압기에서 380/220V로 변압하는 과정에서 TN-S 시스템을 표준으로 적용하고 있습니다.
TN-S 시스템은 접지 E와 중성선 N이 분리된 것을 말하는데 가장 큰 장점으로 누전 차단기가 동작하며 고장 전류가 전원까지 돌아오는 전용 도로를 가지고 있어서 저항이 작으므로 동일한 고장이 발생하였을 때 TN-C보다 큰 고장 전류가 돌아옵니다. 고장이 났다는 신호가 크게 오기 때문에 더 빠르고 정확하게 고장이 났음을 확인할 수 있어서 고장 검출 및 빠른 차단에 유리합니다
계통 접지 시스템에 대해서는 아래 포스팅을 참고하면 조금 더 자세하게 설명되어 있으니 참고하시기 바랍니다
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보호도체 단면적 선정
KEC 142.3.2 보호도체를 참고하면 보호도체는 기본적으로 선도체의 50% 이상의 굵기를 선택하여야 합니다. 하지만 16sq 이하에서는 선도체와 동일한 굵기입니다.
이 방법은 고장 전류를 계산할 수 없는 경우에 적용할 수 있는 방법으로 다소 여유 치를 많이 가지는 선택 방법입니다.
또 다른 방법으로는 차단시간이 5초 이하인 경우에 단면적을 구하는 공식을 이용하는 방법이 있습니다
이 방법은 위의 표 142.3-1 보호도체의 최소 단면적의 결과보다 일반적으로 더 작은 결과 값이 나오지만 고장전류를 계산하여야만 적용할 수 있습니다
케이블 트레이 접지 모선의 선정 및 포설 방법
LH가 작성한 KEC 교육 자료의 일부를 보면 케이블 트레이의 접지 모선 (PE 도체)에 대해서 그림 1장으로 명확하게 설명하고 있습니다.
통합접지와 TN-S 시스템을 적용하게 되면 가장 큰 차이는 2가지입니다
통합접지는 전기/피뢰/통신 접지를 모두 연결한 것이기 때문에 전기실 아래의 계통접지 MESH 망과 이외 피뢰 접지등을 위한 각 동의 MESH가 서로 연결되고 있는 것을 알 수 있습니다
1. 통합이란 말처럼 땅 속에 모든 접지망은 연결하여야 합니다 (통합접지)
또한 TN-S 시스템에 따라서 N과 P.E를 나누어져 전원 (변압기 중성점)과 부하설비까지 보호도체가 연결되고 있다는 것을 알 수 있습니다
2. 전기실 접지단자와 각종 설비 패널까지 접지선이 연결하여야 합니다 (TN-S)
KEC 142.3.2 1항 라
경제적인 면을 고려하지 않는다면 전기실에서 각 설비로 연결되는 접지선을 부하 수량에 맞추어서 개별로 연결하는 것이 가장 안전한 접지 시스템이겠지만 설계는 경제적인 측면을 고려하여야만 하기 때문에 예외 규정이 있습니다
보호도체가 2개 이상의 회로에 공통으로 사용되면 회로 중 가장 큰 선도체 단면적을 기준으로 선정하게 되어있습니다. 이 조건으로 인해서 케이블 트레이 접지 모선의 개념을 가질 수 있습니다
가장 굵은 조건으로 접지 모선을 포설하고 모선에서 분기하여 여러 부하에 접지를 할 수 있습니다.
보호도체의 굵기를 선정하는 2가지 방법으로 선정한 예시에 따르면 계산식의 결과는 6sq, Table로 선정한 결과는 10sq가 나오게 됩니다. 역시 앞서 설명드린 바와 같이 Table로 선정한 결과는 고장계산을 모른 상태에서 여유 치를 가지고 선정하는 방법이므로 더 굵은 접지선을 써야 한다는 것을 알 수 있습니다
결 론
실제 실무에서 활용한다면 전기실에서 동일한 동전기실로 향하는 LM, PM 전원 연결에서 상당한 금액을 V.E 할 수 있습니다.
LM과 PM은 보통 동일한 위치에 있기 때문에 접지모선을 절약할 수 있고 금액적으로도 상당할 것입니다
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끝.
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