전기안전기술사, 예비건축전기설비기술사(Korea Electrical Professional Engineer_Choi)

  1. 차단기 개폐서지 종류   1) 무부하선로 개폐서지 : 투입, 재점호   2) 유도성소전류 개폐서지 : 재단서지, 반복재발호, 유발재단   3) 기타서지 : 고장전류차단서지, 비동기투입 2. 차단기 개폐서지 특징     - 투입,개방시 서지발생함     - 부하회로 개방서지보다 무부하회로개방이상전압이 크다      - 투입서지 2배, 개방서지 4배 이하     - 수변전설비 개폐 (VCB는 전류절단서지, SC는 재점호 발생) 3. 무부하선로 개폐서지   1) 투입서지     - Em 투입 시 투입서지 진행파 진행, 선로말단에서 2Em으로 반사     - 반사파 크기 =  Z2-Z1/Z2+Z1 × Ei     - Er = ∞/ ∞ = Ei 임으로 선로종단 정반사되면 서지값은 최대 2Em    2) 재점호서지 (충전전류차단)     - 무부하선로에서 충저전류 차단시 극간 절연 재기전압 견디지 못함, 차단기 2차전압이 급격히 전원전압으로 진동일으켜서 서지 발생     - 매커니즘          ⓐ 충전전류가 전압보다 90도 앞서          ⓑ 차단시 선로 Em 충전되고, 1/2cycel 후 극간 2Em 발생          ⓒ 회복전압 켠디지 못해 재점호          ⓓ R,L,C 의한 과도진동          ⓔ -3Em 이상전압 (반주기마다 5Em, -7Em ...)     - 실제 재점호서지 : 3.5배 이하 (아크저항으로 제한) 4. 유도성소전류 차단   1)...

차단기는 정상시 부하전류 통전유지하고, 고장전류시 Trip해서 차단하는 보호장치입니다. 차단시 선정시에는 정격에 맞게 선정해야 오동작이 없이 신뢰성을 확보할 수 있습니다. 1. 정격전압     - 정의 : 인가될수 있는 계통 최고전압, 실효치     - 정격전압 V = 공칭전압 × 1.2/1.1     - 예시 : 22.9kv → 24KV  | 154KV → 170KV 2. 정격전류     - 정의 : 정격전압,정격주파수에서 규정하는 온도상승초과하지 않는, 연속적 흘릴수 있는 전류 한도     - 정격전류 In = P/√3×V×cosΘ     - 선정시 유의사항 : 일반부하 1.2배 , 전동기부하시 3배 이상 3. 정격차단전류     - 정의 : 정격전압, 정격주파수, 표준동작책무에서 차단기 차단할 수 있는 한도     - 정격차단전류 Is = 100/%Z × In  (실효치)     - 유의사항 : 비대칭계수 적용 검토 4. 정격투입전류     - 정의 : 고장차단 후 재투입시 전자반발력을 이겨서 투입완료하기 위한 전류 (표준책무)     - 일반적으로 정격차단전류의 2.5배 (순시치) 5. 정격단시간 내전류     - 정의 : 1초동안 대전류 흘려 차단기 이상 없는 최대한도     - 단락전류보다 큰 값의 차단기  6. 정격절연강도     - 정의 : 단시간 가해지는 계통이상전압, 충격파 견디는 정도     - 종류 : 상용주파내전압, 충격파(뇌임펄스), 개폐임펄스          ⓐ 상용주파내전압 : 상용주파전압(실효값)          ⓑ 뇌임펄스내전압 : 표준파형 (1.2 ×...

 파워퓨즈는 가격이 저렴하고, 소형으로도 큰 차단용량을 가져서 후비보호를 위해서 전력계통에 많이 사용합니다. 1. Power Fuse 선정시 고려사항   1) 전력계통에 PF선정시 정격전압,전류에 여유를 줘야 열화, 보호협조 가능   2) 정격전압     - 계통최고전압 선정     - PF정격전압 = 공칭전압 × 1.2/1.1   3) 정격전류      - 연속적으로 흘려 온도상승없는 전류     - 검토사항 : 전부하전류, 과부하전류, 반복부하전류, 과도돌입전류     - 보호협조 : I-T 특성곡선 이용해서 타 보호기기와의 보호협조(후비보호) 구성   4) 차단용량     - 고장점 차단전류보다 큰 차단용량 선정해야 위험이 없음     - 방법 : 대칭단락전류용량 구해 그 이상으로 선정     - Ias = 3상대칭단락전류 Is × α (비대칭계수)   5) 상시부하전류 안전통전     - 부하전류는 안전통전 해야함     - 여자돌입전류는 단시간허용전류특성 이내     - 반복부하전류에는 충분히 여유를 가져야함   6) 다른기기 보호협조     - 열적,기계적 손상전에 보호하도록 I-T특성 선정     - a구역이 제일 빠르게 차단 (ACB)      - b구역은 후비보호 (PF)     - c구역은 한전측 차단기 2. 전력기기별 PF선정기준   1) 변압기보호 (T)     - 전부하 전류 손상 않아야함     - 여자돌입전류 퓨즈 손상 않게 (In 10배, 0.1초 단시간 허용특성이내)     - TR 2차 단락시 변압기 보호 (ANSI Point...

  1. PF(전력퓨즈,파워퓨즈)     - 차단기+릴레이+변성기 3가지 기능을 동시에 수행 (매우 경제적)     - 역할 : 단락전류 차단     - 고압이상은 전력퓨즈 명칭, 저압에서는 퓨즈라고 부른다. 2. PF구조   1) 한류형     - 퓨즈엘리멘트와 소호제가 같이 있고, 단락전류흐르면 아크저항의한 한류작업     - 차단여부 표시기 있어서 육안으로 확인 가능   2) 비한류형     - 퓨즈링크가 끈어지면 소호물질이 분출되면서 절연내력을 크게해서 3. PF기능, 역할   1) 기능      - 부하전류 안전 통전 (과도전류에 동작하면 안됨)     - 일정치 과전류 차단 (단락전류, 목표로하는 과부하전류)   2) 역할     - 차단기+릴레이+변성기     - 전류&시간 특성곡선 검토해서 역할 선정   3) 퓨즈와 타보호기기 협조     - 한류형PF 와 차단기 조합해서 후비보호 실시 4. PF용도   1) TR보호 : 10In에서 0.1초이하시 부동작해야함   2) SC보호 : 70In에서 0.002초에서 불용단해야함   3) 백업보호(후비보호) : TC곡선에 따라서 선정   4) 케이블보호 : 케이블절연체 열적내량에 따라 선정 (S=√I^2/K * t)   5) 전동기보호 : 5In에서 부동작 5. PF장점,단점   1) 장점     - 저렴,소형,경량     - 변성기,릴레이 불필요     - 소형으로 큰 차단용량     - 고속도차단 (0.5cycle 이내 차단, 직렬기기 열적,기계적강도 저하)     - 현저한 한류특성 (한류퓨즈) ...

 파워퓨즈는 소형이면서 큰 차단용량을 가지는 보호장치입니다. 우수한 후비보호 성능을 가지고 있고,  경제성이 우수하지만, 용단시 교체해야하는 번거로움이 있습니다. 하지만 빠른시간내 차단을 함으로 직렬기기의 열적,기계적 보호를 할 수 있음으로 다양한 개소에 사용합니다.   PF동작특성을 잘 이해하고 적용해야 오동작, 열화를 방지할 수 있습니다. 아래와 같이 보호,비보호영역을 구분해서 공부합시다. 1. 파워퓨즈(PF) 종류   1) 한류형      - 높은 아크저항으로 아크전압상승시 소호제가 녹아 한류억제해서 차단     - 특징 : 전압0점에서 차단, 소형이지만 차단용량 큼, 한류효과우수, 후비보호 우수   2) 비한류형     - 소호가스의해서 단자간 극간 절연내력 상승시켜 차단     - 특징 : 전류0점에서 차단, 과전압 없음, 녹으면 반드시차단, 과부하보호가능 2. 파워퓨즈(PF) 특성   1) I-t 특성 : 허용곡선, 용단곡선, 차단곡선 (PF선정시 확인해야함)     - 단시간 허용특성 : 퓨즈열화 않는 지점 (정격전류선정시)     - 용단 특성 : 과전류의한 용단시 TR, Motor, SC 등 용도별로 선정     - 차단특성 : 사고전류 발생시 용단 및 소호하여 차단완료 (반드시 상하위차단기 협조)   2) 한류특성 : 파고치 낮춤      -  직렬기기 열적,기계적강도 저하시켜서 절연비용을 낮춤     - 열적강도는 그래프의 면적으로 알수 있고, 기계적강도는 Ip 기준으로 확인 가능 3. PF와 CB 차단시 특성 비교   1) 파형 비교     - VCB는 3~8cycle 시간 소요 ( 열적,기계적강도 매우 우수해야함)     - PF는 0.5~...

 중성점 접지구분에 따라 지락전류의 크기가 항상 가변합니다. 따라서 직접접지(유효접지)에는 큰 지락전류로 인한 악영향을 미치게 됩니다. 하지만 유효접지에 따른 절연비용이 많이 저감됨으로 한전배전계통에서는 다중접지으로 구성하고, 수용가에서도 직접접지를 많이 사용합니다.   단락전류는 똑같이 ACB,MCCB로 보호가능합니다.  지락전류의 경우 직접접지는 전류가 큼으로 일반CT이용해서 보호가능하고, 비접지 경우 지락전류가 작아서 영상전압을 이용한 방식으로 보호합니다.

 중성점 접지의 중요포인트는 1선 지락시에 건전상 이상전압이 발생해서 절연에 대한 문제가 발생하기 때문입니다. 따라서 절연설계, 절연비용과 연계가 되며, 경제적으로 설계하기 위해 한전에서는 다중접지배전을 하고 유효접지계통을 유지하고 있습니다. 물론 목적에 따라서 플랜트공장 단거리선로에서는 지락에 의한 고장 발생시 큰 비용이 발생함으로 비접지로 설계하고 있습니다. (대신 비용은 상승합니다)  1. 계통접지방식 구분 (유효접지, 비유효접지 개념)   1) 유효접지 : 1선 지락시 건전상의 전위상승이 대지전위의 1.38배 또는 선간전압의 0.8배 이하로 유지하는 접지를 의미     - 직접접지 (22.9KV-Y)   2) 비유효접지 : 상기 외 전위상승 발생하는 것 (선간전압 0.8배 초과시)     - 비접지 (22.9KV-Δ), 저항접지 2. 중성점 접지 목적,종류   1) 종류 : 직접접지, 비접지, 저항접지, 리액터접지          - 직접접지 : 접지계수가 80%이하 || 장점 : 기기 절연레벨경감, 건전상 대지전압상승낮음, 변압기 중성점 항상 영전위 부근 유지 (단절연 가능)  ||  단점 : 통신유도장해 유의, 지락전류 큼으로 기기 충격 고려해야함     - 비접지방식 : 중성점 접지 않는 방식, 단거리선로에 한정해서 사용해야함 || 장점: 지락전류 작아서 그대로 송전가능 || 단점 : 절연비용 상승, 이상전압 발생 우려     - 저항접지방식 : 중성점 저항을 30옴 (저저항) 또는 100옴~1000옴 (고저항)정도로 사용 || 장점 : 비접지방식에 비해 건전상 전압상승 작음, 직접접지비해 유도장해 적음    2) 목적     - 고장시 건전상 대지전위 억제, 절연레벨 낮춤     - 뇌,지락시 이상전압 저감  ...

  2021년 내선규정 대신 KEC 도입으로 인해 접지공사는 종래 1,2,3,종,특3종 저항값이 아니라 위험전압과 안전전압의한 인체 감전을 방지하는 기준으로 시설해야합니다.  1. IEEE Std.80 접지설계흐름도 (아래 그림 참조)   1) 현장조사     - 토양특성,대지저항률,한전인입관계   2) 도체굵기     - 굵기산정식이용, Ig(3Io) 산출   3) 허용접촉전압, 허용보폭전압 기준     - 인체저항, 대지표면저항률,반사계수,다이즐식 감전한계전류 이용한 안전전압(허용보폭전압,접촉전압) 산출     - 수식 (아래그램참조)   4) 초기설계     - Mesh 접지 기준으로 산정 (영향요인 : L, A, h, 대지저항률)   5) 접지저항계산     - R 계산   6) 대지전류계산(고장)     - 발생 고장전류를 계산, 분류율 감안할 것 (한전DS기준 0.6)   7) Ig×R (GPR) < Etouch(허용접촉전압) 비교     - 고장전류의한 전위상승값 GPR보다 Etouch(안전전압)이 더 크면 무조건 만족해서 설계완료됨, 안될시 다음 Step으로 이동   8) 접족전압,보폭전압 계산     - 최대예상접촉전압 및 보폭전압은 수식에 의거해서 산출해야함     - 영향요인 : 대지저항률, 지락전류, 전위경도계수, Mesh 간격계수, 보폭전압산출계수   9) Em < Etouch     - 최대예상접촉전압보다 허용접촉전압이 더 크면 만족   10) Es < Estep     - 예상보폭전압보다 허용보폭전압 크면 만족   11) 설계도서 2. 전위경도 완화대책   1) Key point : 위...

접지는 건축물 초기에 시행해야하고, 필요한 접지저항값이나 위헌전압, 안전전압에 고려해서 설계해야합니다. 특히 한번 시행하면 재시공이 어렵기 때문에 그라운드맵 등을 이용해서 국제기준에 맞게 설계해야합니다.  1. 접지 목적   1) 인축감전방지 (기기보호, 등전위)   2) 이상전압억제 (계통접지)   3) 보호계전기동작 (계통접지)   4) 통신설비 동작 (기준접지) 2. 접지종류   1) 계통접지 (고,저압 혼촉의한 대지전위 상승 제한)   2) 보호접지 (누전시 보호차단기동작, GPR 전압상승제한)   3) 뇌예방접지 (낙뢰전류를 안전하게 대지로 방류)   4) 정전기장애방지 (마찰 정전기 축적 안하게 방류)   5) 의료시설보호용 (누설전류 기기 전위상승 방지, 암스리치내 등전위)   6) 노이즈방지용 (노이즈에너지를 대지로)   7) 기능용 접지 (안정된 기전점) 3. 접지공사 시설종류,구분 (KEC140)   1) 구분 : 계통접지 / 보호접지 / 피뢰접지   2) 시설 : 단독접지 / 공통접지 / 통합접지   3) 구성요소 : 접지극, 접지도체,보호도체 외 4. 접지방식 구분   1) 계통접지 : 전력계통 이상현상 대비해서 대지와 전력계통 접속 (TN,TT,IT계통)   2) 보호접지 : 감전보호를 목적으로 기기 한점 이상에 접지   3) 피뢰시스템접지 : 뇌격전류를 안전하게 대지로 방류하기 위한 접지 5. 접지시스템 시설방식 구분     1) 단독접지      -  특고압,고압,저압계통 접지극을 독립적으로 시설하는 방식, 이상적일때 각각의 접지극간 영향이 없음, 하지만 실제로 이격이 어렵고, 단선사고시 문제됨으로 신뢰도 떨어짐   2) 공통접지     - 특고압,고압,저압 접지계통을 등전위형성 통해 공통으로 접지...

 과거 접지저항은 1종,2종,3종,특3종 으로 구분해서 설계하고, 검토했습니다. 하지만 KEC도입으로 대지저항률 기준으로 위험전압과 안전전압을 기준으로 설계해야합니다. (IEC,IEEE기준)   1. 접지전극 설계순서   1) 소요접지저항 (Rn) → 고장전류 유입 의한 GPR,허용접촉전압 고려   2) 대지파라미터 결정 → 허용접촉전압, 접촉전압 산출 요소임   3) 접지공사 구역 결정 → 변전소,발전소,플랜트 메시구역 선정   4) 접지공법 선정 → 봉, 메시, 침상 등..   5) 접지재료 선정 → 나동선 재질, 굵기   6) 접지저항계산 Rc → 이론값 계산   7) Rc (계산값) ≤ Rn (소요예상값) → 불만족시 재설계   8) 설계도서 2. 접지설비 설계시 고려사항   1) 인체에 대한 허용전류     - 고장전류 흐를시 접지선 전류 인체 견딜 수 있는지   2) 고장전류와 접촉전압,보폭전압 계산     -  고장전류 흐를시 전위상승에 대한 안전한지 (특히 변전소,발전소)   3) 대지저항률 및 접지저항 측정     - 접지저항은 낮아서 기기 고장시 감전, 기기이상동작 발생 억제    4) 접지전극, 접지선 크기 및 형상 결정     - 고장 전류에 충분한 등가면적 이루어져야 화재,손상 없음, 접속부위가 전기적,기계적 완벽하게 연결   5) 유지보수 비용 고려한 접지공법     - 부식방지을 위한 사전조치 필요함, 정기점검 가능하게 시험단자 구성해야함

 특고압 접지선 계산은 최소단면적이상일때 & 계산식에 의해서 산정하고 저압 접지선의 경우 계산식 또는 테이블에 의해서 산정할 수 있다.  최근에 KDS 국가건설코드에 의거하면 초기온도에 기준이 30도에서 40도 변경되었으며, 이로 인해서 K값이 143에서 136 으로 적용해야 합니다. 1. 접지도체 굵기 산정시 고려사항       : 허용전류용량, 기계적강도, 내식성 2. 특고압기기 접지선 굵기 계산   1) 접지도체 단면적 계산식 (IEEE std80)        2) IEC 계산식     - 계산식 : S = √I²t/K  ( t≤5초)     - 분모계수 K         → 재료, 절연물종류, 주위온도 결정상수 ( BC2 284 , GV 143 , CV 176 ) 3. 보호도체(PE) 단면적계산 (IEC60364-5-54)   1) 최소단면적 산출     - 계산식 : S = √I²t/K     2) 단면적 표에서 선정     - S≤16㎟  ::  S     - 16 < S ≤ 35 ㎟   :: 16     - 35 < S  ::  S/2   3) 보호도체 및 접지선 최소굵기     - KEC기준 : 기계적손상 보호시 Cu 2.5 , AL 16  || 기계적보호 안될시 Cu 4 , AL 16     - IEC60364 : 부식보호 와 기계적보호에 따라서 산정 (아래 표 확인)   4) 보호도체 공통사용(KEC)     - 부담 가장 큰 고장전류,시간 고려 (가장 큰 선도체기준으로 PE선정)

 접지극 접지저항은 대지저항률, 접촉저항, 전극저항 등의 합으로 계산한다. 접지저항이 낮아야 고장전류 유입에 의한 전위상승이 작아져서 안전해진다.  접지저항계산은 반구형 형태, 등가면적형태로 계산 할 수 있다. 1. 접지저항 계산식   1) 반구형      - 반구형 형태로 저항구역이 형성됨     - R = ρ/2πr   2) 봉형 접지저항 계산식     - 접지봉 1개 일때 반원 형태로 형성     - R =  ρ/2πL × ln 2L/a     { L : 봉길이,  a : 봉반지름 }   3) 망상(mesh) 접지저항 계산식     - R =  ρ[1/L + 1/√20A × ( 1 + 1/(1+h√20/A))]     - 저항은 대지저항율이 낮을수록, 깊이가 깊을수록, 등가면적 클수록, 길이 길수록 낮음   4) 구조체 접지저항 계산식     - 등가치환법 방식의 등가화해서 산정     - R =  ρ/2πr = ρ/√2πA   5) 최종 합성저항 계산식     - R = 1 / (1/Ra + 1/Rb + 1/Rc) × Y(집합계수)     - 접지망 + 봉 + 구조체 합성으로    2. 접지저항 저감방법   1) 물리적 저감방법 (영구적)     - 수평 : mesh, 매설지선, 봉형, 병렬     - 수직 : 보링, 심타접지     - 봉형 접지공법 경우 : 매설깊이, 대지저항률, 직병렬 의해 낮출수 있음     - 메시 접지공법 경우 : 매설깊이, 면전크게, 대지저항률 낮은층 (보폭,접촉전압 낮게)     - 구조체 접지공법 경우...

 접지공사 시설기준을 KEC에 의거해서 설명합니다. 1) 접지극 굵기     - IEC60364-5 의거 굵기 S = √(I ² t)/K     - IEC60305 기준으로 최소 굵기 50㎟ 2) 접지극 종류     - 콘크리트 매입 기초 접지극     - 토양 매설 기초접지극     - 수직, 수평 직접매설 금속(봉,배관)     - 지중 금속구조물 배관     - 대지 매설 철근 콘크리트 3) 접지극 매설     - 토양오염 없고, 다습한 곳     - 접지극 깊이 0.75m (동결깊이)     - 접지극 이격 지중에서 1m 이상     - GL에서 2m 전선관시설(접촉 방지) 4) 부식고려     - 서로 다른 접지극 재료 → 전식고려 5) 접지극 접속     - 발열성 용접, 압착접속, 클램프 6) 접지극 사용 불가     - 가연성 액체, 가스 운반하는 금속배관 사용불가 7) 수도관 접지극 사용 경우     - 저항 3Ω 이하, 계량기양단 등전위본딩, 접촉우려시 방호, 지름75mm 이상