17. IEC 감전보호방식

강의 대본

이 시간에는 IEC 감전보호 원칙에 대해서 살펴보도록 하겠습니다. IEC 감전보호 원칙은 첫 번째, 직접 접촉에 의한 보호와 간접 접촉에 의한 보호 조합, 그리고 특별저압에 대한 보호 중에서 선택해서 적용하게 되어 있습니다. 이 중 직접 접촉에 의한 보호는 정상 운전 중이나 또는 사람 동물 접촉을 대비한 감전보호 방법이구요 그리고 이제 간접 접촉에 의한 보호는 전기설비에 지락 고장이 발생할 경우에 사람 또는 동물이 접촉한 경우를 감전 보호하는 방법입니다 그리고 특별저압에 의한 보호는요 직접 접촉과 그리고 간접 접촉 예방을 동시에 시행하고 교류 50V 그리고 직류 120V 전압으로 SELV 그리고 PELV, FELV 등의 방법 등이 있습니다 자세한 내용은 본문에서 함께 공부해 보도록 하겠습니다 네 감전보호 첫번째 감전보호의 기본 인체가 전기설비의 충전부에 접촉할 때 인체를 통해서 흐르는 위험전류를 안전한계치 이하로 억제하는 것 이것을 감전보호의 기본으로 한다 이런 내용이죠 필요성 인체에 전류가 흐를 경우 어느 한계 넘어서면 사망에 이르게 되므로 이를 방지하기 위해서는 감전보호 대책이 강구가 필요하다 이렇게 했구요 IEC 규격의 감전보호는 2개 이상의 보호방법을 조합한다 기억해 주시구요 감전보호에 요구되는 사항들이 있습니다 첫번째 특별저압에 대한 보호를 제외하고 정상상태와 지락상태로 구분한다 정상상태와 지락고장상태의 감전보호를 구분한다 정상상태의 보호는 직접접촉보호구요 지락상태 고장 보호는 간접접촉에 의한 보호다 이렇게 기억해 주시기 바랍니다 그리고 세번째 특별저압 전원회로 이 경우는 하나의 독립된 보호방식을 적용하는데 이는 직접보호와 간접보호가 동시에 이루어지는 경우다 이렇게 아시구요 자 감전보호 체계가 나왔습니다 감전보호 체계 이 테이블은 굉장히 중요하죠 좀 기억을 잘 해주시기 바랍니다 감전보호 테이블 기억을 잘 해주시고요 큰 테두리로 하는 특별저압에 의한 보호가 별도로 나와 있죠 DC 60V 이하 AC 25V 여기서 SELV 이렇게 나와있죠 S는 safety 입니다 안전 그리고 extra low voltage 이렇게 나타내고요 extra low voltage 초저전압이죠 그런데 이제 이 S 부분만 바꾸시면 됩니다 P는 protective 입니다 그리고 F는 functional 기능적인 거죠 이렇게 약어들이 나옵니다 기억해 주시고요 뒤에 가서 다시 공부하도록 하겠습니다 자 이 테이블에서 먼저 좌측에 있는 직접 접촉에 의한 보호 이거는 아까 서두에 말씀드렸다시피 정상 상태에서 충전부에 작업자 또는 동물이 접촉하는 것을 방지하기 위한 거죠 왼쪽에 먼저 의식적인 접촉과 무의식적인 접촉에 대한 보호를 했습니다 그래서 두 가지 방법이 있는데요 첫째는 충전부를 절연한다 두 번째는 격벽, 외함 등으로 설치를 하면 됩니다 두 번째로는요 무의식적인 접촉에 대한 보호가 있습니다 무의식적인 접촉에 대한 보호는 장애물, 장애물을 설치한다든지 울타리라든지 뭐 이런 부분들이죠 그 다음에 arms reach 손에 접근한계 외측시설에 대한 보호 그렇습니다 arms reach 그래서 1.25m 라든지 침상 위에서 2.5m 라든지 이런 arms reach 밖에 있도록 보호하는 것을 의미합니다 다음 직접 접촉에 의한 경우 부가적 보호로는 30mA 누전차단기에 의한 보호 이렇게 되어 있습니다 자 직접 접촉에 대한 보호는 의식적인 접촉과 무의식적인 접촉에 대한 보호가 있구요 그 다음에 무의식적인 접촉에 대한 보호가 있었고 직접 접촉에 있는 경우에 부가적 보호로 누전차단기 이렇게 있었습니다 다음 간접 접촉에 의한 보호 간접접촉에 의한 보호는 보호도체를 사용한 케이스와 보호도체가 없는 케이스 두 가지로 나눌 수 있는데 보호도체가 사용한 경우는 전원 자동차단에 의한 보호가 있습니다 그리고 두 번째로는 절연 상태를 연속적으로 감시하는 방법이 있었고요 보호도체가 없는 경우는 차단 없고 감시도 없고 이런 경우인데요 먼저 자동차단에 의한 보호는 TN계통 TT계통 IT계통에 적용한다 그래서 자동차단기라든지 전류보호기, 누전차단기 이런 보호기기들을 사용하고요 두 번째, 절연 연속적 감시는 최초의 고장에 대해서만 적용하고 IT계통에 적용한다 그리고 절연 감시장치를 설치해서 운영한다 다음 세 번째, 보호도체 없음은 2급 절연기기 또는 동등한 절연 2급 절연기기 기능절연과 보호절연을 같이 겸한거죠 그 다음에 비도전성 장소 비접지의 국부적 등전위 접속 그리고 전기적 분리 이런 경우가 보호도체 없음에 대한 간접 접촉에 대한 보호입니다 자 먼저 직접 접촉에 대한 보호를 보도록 하겠습니다 인체가 충전부에 직접 접촉하지 않도록 하여 감전을 방지하는 것이다 즉 격벽 외함 이런걸로 감싸는 거죠 그래서 뭐 큐비클 이라든지 이렇게 인체가 충전부로부터 보호 되도록 격벽 등으로 외함을 감싸는 겁니다 여기 보시면 기초 절연 이 부분이 이제 충전부 절연하고 같은 의미입니다 두번째 간접 접촉에 대한 보호 충전부 절연이 손상되어 접촉 가능한 기기의 금속재 외함에 전압이 발생된 상태에서 인체가 접촉 감전되는 것을 방지하는 것이다 보호방식으로는 첫번째 전원의 자동차단 그래서 여기에 절연이 파괴가 됐습니다 이렇게 그러면 선로에 있던 전압이 그대로 외함에 걸렸고 외함을 사람이 접촉을 했습니다 사람을 접촉을 한 경우는 그 이전에 이렇게 귀로를 형성하죠 보호도체, PEN 도체를 통해서 귀로가 형성이 되고 이때 자동차단 장치가 동작해서 정해진 시간 내에 차단하면 되겠습니다 그리고 두 번째로는 2급 절연기기를 사용하고 이와 동등한 절연을 보호한다 그리고 비도전성 장소에 의한 보호가 있고요 비도전성 장소 그래서 대개 감전이 되는 이유 중에 하나가 대지와 절연이 되어 있지 않기 때문이죠 제가 재밌는 기억을 말씀드리면 신입사원 때 옆에 과장님이 저에게 질문을 했어요 검전드라이버가 어떻게 불이 켜질까? 그래서 제가 그랬습니다. 드라이버를 통해서 드라이버에 있는 저항과 인체저항이 직렬로 연결되고 드라이버에 있는 고저항으로 인해서 인체가 감전이 되는데 그 고저항으로 인해서 감전전류가 작기 때문에 그렇다. 그랬더니 그분이 약간 안 믿기는 듯이 그러시더라고요 그래서 콘센트에다가 드라이버를 꽂았어요 그래서 만지시다가 그러면 뛰면 불이 꺼지겠네요 그래서 예 분명히 꺼질 겁니다 그랬어요 그랬더니 실제로 드라이버를 콘센트에다 꽂고요 검전 드라이버를 꽂고 그럼 불이 켜지죠 그런데 바닥에서 뛰니까 불이 꺼지는 거예요 그리고 땅에 닿으니까 켜지고 그래서 아 맞네 이렇게 이야기를 하시던 그런 기억이 납니다 만약에 우리가 비도전성 장소에 있다 그러면 감전의 위험이 작겠죠 또 네 번째 비접지용 국부적 등전위 본딩 이런 부분도 있고요 그 다음에 전기적으로 아예 분리를 시킨다 이런 부분이 간접 접촉에 대한 보호입니다 여섯 번째로는 절연 감시 장치를 시설한다 참고로 등급별 기기 개요에 대해서 나타냈는데요 0등급부터 3등급까지 있습니다 0등급은 기본 절연이 되어 있으나 노출 도전부를 보호도체에 접속하지 않은 기기 그러나 기호는 없구요 1등급은 기본절연은 되어 있구요 그러나 노출도전부를 보호도체에 접속하게 되면 1등급이고 2등급은 이중절연 구조 또는 동등레벨 이상 즉 기능절연과 보호절연 이 두가지를 이중절연 구조라 그러죠 그래서 그 이상 동등레벨을 2등급이다 그리고 3등급은 특별저압 SELV로 공급 내부에서 특별저압 초과전압이 발생되지 않은 기기 그래서 기호들은 이와 같이 나타낸다는 것을 참고로 여기에 나타냈습니다 자 이번엔 특별저압입니다. 특별저압 extra low voltage 종류가 뭐 있었죠? SELV, PELV, FELV 이렇게 있었죠. 정의로는 인체에 위험이 가해지지 않을 정도의 저전압이다 이렇게 했구요. 두번째 2차전압이 교류 50V, DC 120V 이하이구요. SELV의 경우 safety extra low voltage죠. 비접지회로이고 안전절연변압기 또는 동등 구조적 분리가 있는 경우를 나타낸다 그래서 비접지회로이고 안전절연변압기 이 부분을 기억해 주십시오 절연변압기 그 다음에 PELV 이 경우는 접지회로입니다 접지회로고 구조적으로 분리가 있다 그래서 TR 이라든지 이런 부분 안에서 1차 2차가 분리되어 있는 거죠 그 다음에 FELV 이 경우는 접지회로구요 구조적 분리가 없고 1, 2차가 전기적으로 절연되지 않은 회로 예를 들면 단권 변압기라든지 이런 부분들이 FELV가 되겠습니다 물론 초저전압에서 이야기죠 자 여기 예를 나타냈습니다 SELV 여기 세이프티죠 세이프티 익스트라 로우 볼티지 이런 경우에는 구분이 되어 있죠 접지는 없습니다 없고 그 다음에 PELV 프로텍티브죠 여기는 PE도체에다가 이렇게 기기 양쪽 기기 외함과 그리고 2차측 전로를 함께 접지를 시켰습니다 접지를 했고 구분선이 있죠 구분 FELV의 경우 외함도 접지되어 있고, 2차측 전로도 접지되어 있죠. PE선으로 이렇게 접지가 되어 있습니다. 대신에 여기 구분선이 없죠. 그래서 이 부분도 좀 기억을 해주시면 좋겠습니다. 끝으로 IEC 60364 감전보호방식에 대해서 살펴보도록 하겠습니다. 첫번째 개요. 계통에서 고장이 발생한 경우 다음 식이 성립해야 된다 해가지고요. ZS·Ia는 U0보다 작거나 같아야 된다. 여기서 ZS는 고장루프 임피던스다. 고장회로가 구성되면 회로내에 임피던스 합이죠. 고장루프 임피던스 그 다음에 IA 이 부분은 규약시간 내에 보호차단기를 자동으로 차단시킬 수 있는 전류다. 테이블에 나와있죠. 시간은 테이블에 나와있구요. 그 다음에 U0. U0는 공칭 대지전압이다. 즉 고장루프에 고장전류가 흘렀을 때에 고장루프 임피던스와의 전압강하에 의해서 전압이 상승하게 되는데 그 상승되는 것이 공칭전압보다 작아야 된다 같거나 작아야 된다 이런 조건이 되죠 여기 테이블도 좀 기억해 주시고요 공칭전압별로 120 230 400 400 초과 0.8 0.4 0.2 0.1 이렇게 2분의 1씩 쭉 내려왔네요. 120, 230, 400, 400 초과 이렇게 기억을 해주시면 좋을 것 같습니다. 다음 보호장치의 종류 보시겠습니다. 각 TN-S계통과 TN-C계통 그리고 TN-CS계통에서 과전류차단기는 다 공통적용입니다. 누전차단기, 우리나라에 많이 쓰고 있죠 누전차단기의 경우는 TN-S에서는 OK, TN-C에서는 없습니다 그리고 TN-CS는 사용하되 주의가 필요하다 그 내용은 밑에 나와 있습니다 일반적으로 과전류 차단 방식이 추천된다고 했습니다 그리고 TN-C 계통에서는 누전차단기 적용이 불가하다 이 부분이죠 동작 불능시 인체 감전 위험이 매우 크다 TN-C계통 우리가 누전차단기는 원리적으로 볼 때 ZCT 안에 각 선을 다 집어넣어 놓고요 들어오는 인입하는 전류와 나가는 전류를 비교해서 하는데 만약에 감전이 생겨서 대지귀로 하나 더 생기면 인입과 유출하는 전류합이 균형을 깨게 되죠 그 차를 감지해서 동작하게 되는 것인데 TN-C에서는 이게 불가능하다 이런 내용입니다 다음 TN-CS 계통 누전차단기 적용시 PE와 PEN 접속은 그 전원측에서 행해져라 그리고 단로시 위험 접촉 전압이 발생한다 그래서 요주의가 필요하다 이런 내용이었습니다 오늘 또 암기공식이 있는데요 직접 접촉에 의한 보호는 충격장암누 입니다 그리고 간접 접촉에 의한 보호는 차비2등분감시 이렇게 기억해 주시면 될 것 같습니다 충은 충전부 절연을 나타내고요 격은 격벽외함 장은 장애물입니다 그리고 암은 암스리치 즉 손의 접근 한계를 나타내고요 누는 누전차단기 누전차단기인데 30mA 이렇게 연상을 해주시고요 단어 한 자를 통해서 한 단어를 연상하시고 그 주제에 맞는 단어가 연상이 됐으면 한 문장이 또 유추가 되도록 반복학습을 하셔야 됩니다 내가 아무리 좋은 지식을 마스터 했고 이해를 하고 있다 할지라도 시험장에서 꺼내지 못한 지식은 지식이 아니다 모르는 것과 똑같다 이렇게 생각을 하시고 꼭 테이블 이라든지 암기공식이 있는 부분들은 반복학습하셔서 적용하시기 바라고 그리고 암기 자체는 다른 사람들과 똑같이 하십시오 늘 강조하지만 똑같이 하시되 한 번 더 묶어주는 작업입니다 남들은 묶어주지 않기 때문에 가다가 흘려요 보름 지나고 몇 개월 지나면 흐지부지 잊어버립니다 심지어 시험 끝나고 나면 한두 달 전에 공부한 것들이 생각이 나질 않아요 쓰라고 하면 쓰지를 못합니다 그러나 암기공식을 한번 묶어 놓으면은요 오래도록 기억할 수가 있을 겁니다 계속하겠습니다 간접 접촉에 대한 보호 차 차는 차단을 연상하시면 됩니다 차는 어떤 차단이냐면 전원의 자동차단입니다 B. 비도전성 장소 여기를 B라고 합니다 B. 비도전성 장소 E는 2급 전원기기 그 다음에 등은 등전위 접속인데요 B 접지의 국부적 등전위 접속입니다 분은 분리가 연상이 되어야 되는데요 어떤 분리냐 하면 전기적 분리 그리고 감시는요 감시장치, 영속적인 절연상태를 감시한다 이렇게 기억을 하시면요 알짜배기들은 전부 다 기억들이 되는 거죠 이런 부분들 이런 부분들 그리고 여기 여기 여기 그러면 IEC 보호등급에 대해서 감전보호에 대해서는 핵심적인 것들은 다 들어간 겁니다 이 테이블을 다 기억하시는 것도 좋은 방법인데요 그것이 안 되실 때는 이 핵심 부분만이라도 시험장에 가서 쭉 나열할 수 있는 것도 좋은 전략인 것 같습니다 가급적이면 이 테이블 전체를 암기하시는 것을 추천드리고요 안 되신 분들은 오늘 수고하셨습니다. 구독과 좋아요를 눌러주세요. 전기기술사 과정 2. 접지 기술사 과정