전동기 외함접지 시 감전전류 계산

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전동기 외함접지 시 감전전류 계산

 

 

1. 전기기기 외함 접지 목적

   절연저하 및 절연파괴 등의 문제로 누전 또는 지락 사고 시 대지로 전류를 방전시켜 인명 감전사고를 예방

   → 사고전류에 대한 낮은 임피던스 경로 제공

 

2. 전기기술기준 접지저항

   가. 400V 미만의 기기외함은 제3종 접지공사(접지저항 100 Ω 이하)

   나. 400V 이상의 기기외함은 특별 제3종 접지공사(접지저항 10 Ω 이하)

   다. 변압기 2차측 중성점은 제2종 접지공사(150/1선 지락전류 Ω 이하)

 

3. 외함 미접지시 감전 사고 전류 계산

 

   가. 사고전류 경로

 

     

 

     ※ 3상 380V 전동기 외함 미접지 및 변압기(2차측 Y결선) 중성점 직접접지 기준

 

   나. 등가회로

 

  

 

 

  다. 사고전류 계산

   

   ▶ 인체에 상전압(220V)가 걸리고 감전사고에 의한 치명적인 전류가 인체를 통과하여 흐름. 

 

  ※ 사고전류 계산을 위한 가정

  ○ 선로 임피던스 및 변압기, 전동기 내부 임피던스 무시

  ○ 인체의 전기적 임피던스(인체저항) : 약1725Ω(건조한 장소) [IEC 60479-1]

  ○ 심실세동전류(50 ~100mA) : 심장의 기능을 잃어 전원에서 분리되어도 수분이내에 사망

  ○ MCC 변압기 고압측 1선 지락전류(Ig) 30A 가정 시 R2 = 5Ω

 

4. 외함 접지시 감전 사고 전류 계산

 

  가. 사고전류 경로

 

       

 

  나. 등가회로

 

  

 

 

  다. 사고전류 계산

   1) 전동기 외함 접지저항값 100 Ω 가정

    인체에 흐르는 지락전류(Ig)

    

 

   2) 전동기 외함 접지저항값 10 Ω 가정 

    인체에 흐르는 지락전류(Ig)

   

 

   3) 전동기 외함 접지저항값 1 Ω 가정 

    인체에 흐르는 지락전류(Ig)

   

 

▶ 전동기 외함 접지저항 값이 수 Ω만 되어도 인체에 치명적임.

 

5. 누전차단기 필요성

    전기기술기준에 의거 전동기 외함에 접지를 하여 감전사고 발생 시 인체로 흐르는 지락전류의 크기를 줄였지만

    아직도 인체에 위험함. 감전사고는 전류의 크기 및 통전시간과 비례하므로 통전시간을 줄이기 위한 누전차단기가 필요함.

 

    통전시간과 심실세동 한계전류표

   

   일반적으로 누전차단기는 0.2초 안에 동작하여 차단하므로 통전시간을 0.2초 생각했을 때 위의 표에 의거

    심실세동 한계전류는 260mA이며 이는 외함 접지저항 값이 100 Ω 일때 감전전류 값인 121mA에 비해 매우 크므로

    외함접지와 누전차단기의 설치로 감전사고 예방이 가능함.

[출처] 전동기 외함접지 시 감전전류 계산|작성자 이기는습관