접지란 무엇인가

접지의 개요
접지는 전기설비를 도체를 이용하여 전기적으로 대지와 결합하는 것으로 전기 설비간의 전위차를 0 Volt가 되도록 한다. 그러나 실제적으로 전기선에 저항이 있기 때문에 아무리 굵은 전기선을 연결하여도 0 Volt의 전위차를 만드는 것은 불가능하다. 

접지는 정보통신 설비를 낙뢰, 잡음, 과도전압전류의 유입 및 정전기로부터 보호하고, 나아가서 전기적 충격으로 부터 인명을 보호하는 것을 목적으로 한다. 

종류	목적 및 용도	적용 예
안전접지	누전 또는 접촉에 의한 감전 방지	기기의 외함접지
	혼촉에 의한 감전 방지	변압기의 2차측 1선 또는 중앙선 접지
	정전기 장애 방지	절연재 바닥의 고저항 접지, 보안기 접지
	낙뢰 사고 방지	피뢰침, 피뢰기 접지
기능접지	보호계전기 동작 확보	전원 계통의 중성점 접지, 지락검출용 접지
	기준 전위 확보	증폭기, 컴퓨터, 전자회로 및 외함 접지
	급전귀로로 이용	직류 급전용 접지, 전기철도 접지
	유도 잡음 방지	차폐선 접지, 필터 접지

용도에 따라 다음과 같이 구분한다.

• 통신용 접지
• 낙뢰방지용 피뢰접지
• 수배전 시설용 보안접지

접지 저항
금속체와 대지를 접속하는 단자를 접지전극이라 하고, 접지전극과 접지를 하는 설비를 연결하는 도선을 접지 도선 또는 접지선이라 한다. 접지전극은 대지의 토양과 접촉함에 있어서 반드시 전기적 저항이 존재하는 데 이를 접지 저항이라한다. 접지 저항은 크게 세가지 요소로 계산된다.

• 대지저항 (접지 전극 주위의 토양성분의 저항, 대지저항률)
• 접촉저항 (접지 전극의 표면과 접하는 토양 사이의 접촉 저항)
• 접지전극의 저항 (접지선과 접지전극의 도체 저항)
• 접지선의 저항

일반적으로 동일한 접지전극을 각기 다른 대지에 매설한 경우에 접지 저항값이 서로 다르게 나타나는 것은 접지 저항에 영향을 주는 인자가 다르기 때문이다. 

접지저항 값은 전기 안전의 법규 및 기준 등에 명시 되어 있으며, 전기 전자 통신 설비의 접지 공사시에는 소요접지 저항값에 적합해야 한다.  국내의 접지 관련 기술 기준은 크게 정보통신부령의 전기통신설비 기술 기준과 산업자원부 고시 전기기술 기준으로 대별할 수 있다. 규격에 제시된 소요 접지저항치는 다음과 같다.

구분	용량	저항치
전화 교환 시설	500 회선 이하	10 Ω이하
	5,000 회선 이하	5 Ω이하
	10,000 회선 이하	2 Ω이하
	10.000 회선 이상	1 Ω이하
전송 시설	전송 시스템템 (중간 중계소 제외)	2 Ω이하
	중간 중계소	10 Ω이하
	PCM  시설의 단국 및 중간급전국	10 Ω이하
	전신국	1 Ω
	케이블이 인입된 무선 중계국	1 Ω(단 고지중계국 10 Ω이하)
낙뢰 방지용 피뢰접지		10 Ω이하
수배전 시설용 보안접비

 

이에 따라 접지는 크게 4 가지 접지가 있으며, 아래 표와 같으며, 일반적으로 통신용 접지는 3종 접지를 한다. 

종류	접지 저항	접지선의 최소 굵기	적용
1종 접지	10 Ω이하	지름 2.6mm 이상의 연동선	고압 이상의 기기 외함 접지, 특 고압계기용 변성기 2차측전로, 피뢰기,  X-ray, 정전 방전기 등 중요 기기
2종 접지	150 Ω이하	지름 4.0mm 이상의 연동선	모든 변압기의 2차측 전로  고,저압 혼촉 방지판의 접지
3종 접지	100 Ω이하	지름 1.6mm 이상의 연동선	400v 미만의 기기 외함 접지 고압 계기용 변성기 2차측 전로 굴뚝, 철대, 난간

접지저항은 고압일수록 낮게 되어있다. V=IR 이므로 I=V/R이다. 즉, 고압일 경우 저항이 낮을수록 더 많은 전류가 대지로 빨리 방전되어야 하기 때문이다. 

대지저항률
대지저항률이란 대지 및 토양의 일정한 체적의 전기저항을 말하며 대지고유저항이라고도 한다. 저항률은 전류가 흐르기 어려운 정도를 나타내는 상수로 사용하며, 단위는  [ Ωm] 를 사용한다. 대지저항률은 항상 일정한 값이 아니라 기후, 온도, 습도와 주위 환경의 조건에 따라 변한다. 

• 토양의 종류
  토양의 종류에 따라 대지 저항률은 크게 달라지며, 점토 마사, 조사, 자갈 등의 순서로 토지 고유 저항은 커지며 대지저항률 또한 커진다. 또한, 토양의 알맹이의 크기와 조밀한 정도에 따라 틀리다. 
  
  
• 수분의 영향
  수분 함유량이 높을수록 대지저항률은 급속히 감소하며, 수분 항뮤량이 16% 정도가 될때까지는 급속히 감소하다가 그 이상이 되면 감소율이 완만해진다.
  
  
• 온도의 영향
  토양은 수분을 포함한 전해질 특성을 가지므로 온도 상승 시 저항은 부의 온고 계수를 가지므로 저하된다.
  
  
• 화확 성분의 영향
  염분의 농도가 증가할수록 대지 저항률은 급격히 감소하므로 소금 등을 접지 저항 저감제로 사용하기도 한다. 토양에 포함된 염분, 산, 알카리 등의 농도에 따라 대지 저항률은 크게 영향을 받는다.

대부분의 토양은 완전 건조상태에서는 전기가 통하지 않는 전연물이지만, 사막을 예외로 자연계의 토양이 완전히 건조되고 있는 것은 거의 없다. 따라서, 토양에 수분이 함유되면 저항률이 급격히 낮아져서 전기를 통하게 되는 도체가 되지만, 금속에 비하면 매우 나쁜 도체이며 오히려 반도체에 가깝다. 

정리하면, 대지 저항률에 영향을 주는 요인은 흙의 종류 및 조밀도, 수분의 양, 온도, 수분에 함유된 기타 물질의 종류와 농도이므로 특정한 종류의 토양에 대해 대지 저항률의 값을 명시하는 것은 어렵다.

공통접지와 독립접지
접지를 필요로 하는 설비가 많은 경우 각각의 설비에 대한 독립접지 또는 공통의 접지 전극에 각각의 설비기기를 모아서 접속하는 공통접지를 해야 한다. 

이상적인 독립접지는 2 개의 접지 전극이 있는 경우에 한쪽 접지 전극에 전류를 아무리 많이 흘려도 다른 쪽 접지 전극에 전위 상승을 일으키지 않는 경우이다. 이상적인 독립접지는 두 전극간의 거리 한계로 인해 즉 무한대의 거리 만큼 떨어져야 하므로 현실적으로는 불가능하다.  

독립접지된 두 접지 전극간의 거리가 S 일경우에 A극의 접지 전류로 인해 B극에는 V만큼의 전위 상승이 일어나게됨을 위의 그림으로 나타내었다. 현실적으로는 전위 상승이 어떤 일정한 범위에 들어가면 서로 완전히 독립되었다고 한다. 

공통접지는 1 개소 또는 여러 개소에 시공한 공통의 접지 전극에 각각의 설비 기기의 접지 단자를 모아서 접속하여 접지를 공통으로 하는 것이다. 공통접지가 독립접지보다 유리한 점으로는 다음과 같다.

• 접지 전극이 병렬로 되면 독립 접지에 비하여 합성접지 저항이 낮아지고, 건축구조체를 이용하면 접지 저항을 더욱 낮출 수 있다. 
• 접지 전극 중 하나가 불능이 되어도 다른 극으로 보완할 수 있어서 접지의 신뢰도가 향상된다.
• 접지 전극의 수가 적어져서 독립접지에 비하여 시공비가 저렴하다
• 접지선이 짧아져 접지 계통이 단순해지기 때문에 보수 및 점검이 쉽다. 

가장 큰 장점은 전위상승을 낮출 수 있어서 낙뢰 및 서지와 같은 이상전압 유입의 위험으로 부터 좀 더 안전하다는 것이다.

구분	공통접지	독립접지
장점	접지저항값을 얻기 쉽다. 접지공사가 경제적이다. 접지신뢰도가 높다 대상기기에 적용이 쉽다.	타 기기의 계통에 영향을 주거나 받지 않는다.
단점	타 기기의 계통에 영향을 주고 받는다. 보호대상물을 제한할 수 없다.	접지저항 값을 얻기 어렵다. 접지공사비가 많다 접지신뢰도가 낮다 대상기기 적용이 어렵다.
특징	모든 시스템에 영향을 줌	낙뢰 및 서지 등 전압차 발생 시 시스템간 전위 차 발생 및 기기 손상 국부적인 피해 및 이격 거리 필요
적용	3 종 접지의 대부분 일반기기 및 제어반 병원의료용 접지는 연접임	피뢰기 피뢰침 등 1종, 2종, 특 3종 접지 통신 컴퓨터 시스템 접지  ME기기 전력변환장치 (UPS 등)

참고자료
http://blog.daum.net/autonics/11313325