도면상으로는 문제없어 보이는 접지 시스템도 현장에서는 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 부식된 전극, 느슨해진 접속부, 건조한 토양, 또는 아무도 접지망에 통합하지 않은 공장 증설 등이 원인입니다. 이를 확인하는 유일한 방법은 측정입니다. 그러나 보고서에 기재되는 값은 어떤 측정 방법을 선택했는지, 그리고 측정을 어떻게 수행했는지에 크게 좌우됩니다. 이 가이드에서는 가장 널리 사용되는 측정 방법, 각 방법의 적용 시점, 그리고 멕시코 표준 NOM-022-STPS-2015(멕시코 노동사회보장부 공식 표준)와 NOM-001-SEDE-2012(멕시코 전기설비 공식 표준)가 요구하는 사항을 정리합니다.
접지 저항과 대지 저항률은 같은 것이 아닙니다
접지 저항(단위: ohm)은 전극 또는 접지망이 대지로 흐르는 전류에 대해 나타내는 저항입니다. 정비 시 확인하는 값이자 표준이 요구하는 값입니다.
대지 저항률(단위: ohm-m)은 토양 자체의 특성입니다. 필요한 전극의 개수, 길이, 간격을 결정하므로 접지 시스템을 설계하거나 증설하기 전에 측정합니다. 두 측정 모두의 기준 가이드는 IEEE 81이며, 변전소 접지망 설계는 IEEE 80을 기반으로 합니다.
전위 강하법(3극법)
가장 고전적인 방법입니다. 피측정 전극(E)과 멀리 설치한 보조 전류 전극(C) 사이에 전류를 주입하고, 두 전극 사이에 전위 전극(P)을 설치하여 전압을 측정합니다. 저항은 V/I입니다.
- 전극 C는 피측정 시스템의 영향 범위 밖, 즉 시스템 최대 치수의 수 배에 해당하는 거리에 있어야 합니다. 단독 접지봉의 경우 수십 미터, 대규모 접지망의 경우 수백 미터가 될 수 있습니다.
- 균질한 토양에서는 P를 E–C 거리의 약 62 % 지점에 두었을 때 올바른 값을 얻습니다(이른바 “62 % 규칙”).
- 검증을 위해 P를 앞뒤로 이동하십시오(예: 52 % 및 72 % 지점). 측정값이 비슷하면 평탄 구간이 존재하는 것이며 측정은 유효합니다. 그렇지 않다면 C가 너무 가까운 것입니다.
병렬 경로까지 측정되지 않도록 전극을 시스템에서 분리해야 합니다(또는 선택적 측정법을 사용합니다).
4극법과 선택적 측정법
4극 구성에서는 피측정 전극에 전류용 케이블과 전위용 케이블을 각각 별도로 연결하여 시험 케이블의 저항을 제거합니다. 낮은 값이 예상되는 경우(변전소 접지망, 다중 전극 시스템)나 긴 케이블을 사용하는 경우에 선호되는 방법입니다.
선택적 측정법은 전위 강하법에 전극 도체를 감싸는 전류 클램프를 결합한 방법입니다. 측정기는 해당 전극으로 유입되는 전류만 측정하므로, 나머지 시스템에서 전극을 분리하지 않고도 측정할 수 있습니다. 시간을 절약하고 시험 중 설비가 접지 없이 방치되는 위험을 줄여 줍니다.
클램프법(보조 접지봉 불필요)
클램프형 측정기는 접지 도체에 전압을 유도하고 그 결과로 흐르는 전류를 측정합니다. 신속하고 보조 전극이 필요 없지만, 다음과 같은 분명한 조건이 있습니다.
- 루프가 존재할 때만 작동합니다. 피측정 전극이 대지를 통해 다른 전극들과 병렬로 연결되어 있어야 합니다(예: 다중 접지 중성선을 갖는 선로의 전주, 또는 상호 연결된 여러 전극).
- 측정값은 루프 전체의 저항, 즉 피측정 전극의 저항과 나머지 모든 전극의 병렬 저항을 직렬로 합한 값입니다. 병렬 전극이 많을수록 피측정 전극의 저항에 가까워집니다.
- 단독 전극이나 단일 접지망에는 사용할 수 없습니다. 루프가 금속 접속(예: 케이블 차폐층이나 건물 구조물)을 통해 형성되면 측정값이 실제보다 낮게 나와 오해를 일으킵니다.
다수 지점의 일상 정비와 개방된 접속부 검출에는 매우 유용하지만, 신규 시스템의 인수 시험에서 전위 강하법을 대체하지는 못합니다.
Wenner법에 의한 대지 저항률 측정
네 개의 전극을 동일한 간격 a로 일직선상에 박습니다. 바깥쪽 두 전극으로 전류를 주입하고 안쪽 두 전극 사이의 전압을 측정합니다. 전극의 매설 깊이가 a에 비해 작으면 겉보기 저항률은 ρ = 2πaR입니다.
- 여러 간격으로 측정을 반복하십시오. 간격이 클수록 더 깊은 토양층을 나타냅니다.
- 불균질한 토양을 파악하기 위해 최소 두 개의 직교 방향으로 측정하십시오.
- 측정선과 평행하게 매설된 배관, 금속 울타리, 도체는 피하십시오.
이 데이터로 토양 모델(예: 2층 모델)을 구성하고, 이를 접지망 설계에 반영합니다.
멕시코 표준의 요구 사항
NOM-022-STPS-2015
인화성 또는 폭발성 물질을 저장, 취급, 운반하는 사업장과 공정에서 정전기가 발생하거나 축적될 수 있는 사업장에 적용됩니다. 접지 시스템과, 해당되는 경우 낙뢰 보호 시스템을 갖추도록 요구하며, 접지망의 저항과 접합 지점의 전기적 연속성을 최소 12개월마다 측정하고 결과를 기록하도록 규정합니다. 이 표준은 접지망에 대해 25 Ω, 피뢰 시스템에 대해 10 Ω의 최대 기준값을 제시합니다. 준수 여부는 STPS(멕시코 노동사회보장부)의 점검에서 확인됩니다.
NOM-001-SEDE-2012
전기설비(사용 설비)에 관한 표준으로, 검증은 UVIE(전기설비 검증기관)가 수행합니다. 제250조는 접지 및 본딩을 규정합니다. 봉, 관 또는 판으로 된 단일 전극의 접지 저항이 25 Ω 이하가 아니면 추가 전극으로 보완해야 합니다. 변전소 등 기타 경우에는 별도의 요구 사항이 적용되므로, 현행판과 해당 검증기관의 기준을 확인하십시오.
측정 체크리스트
| 상황 | 권장 측정 방법 |
|---|---|
| 접지봉 또는 소규모 시스템의 인수 시험 또는 진단 | 평탄 구간 확인을 포함한 전위 강하법(3극법) |
| 변전소 접지망 또는 낮은 값이 예상되는 경우 | 4극법, 긴 케이블, 평탄 구간 확인 |
| 전극을 분리하지 않고 측정 | 선택적 측정법(보조 접지봉 + 클램프) |
| 다중 접지 시스템의 다수 지점 | 보조 접지봉 없는 클램프법 |
| 시스템 설계 또는 증설 | 여러 간격과 방향에서의 Wenner 대지 저항률 측정 |
- 유효한 인증서를 갖춘 교정된 장비.
- 보조 전극의 위치와 거리를 표시한 약도.
- 토양 및 기상 조건 기록.
- 자격을 갖춘 인원, 잠금·표지(LOTO) 적용, 접지 도체 분리 전 해당 도체의 전류 사전 측정.
자주 묻는 질문
접지 저항은 얼마나 자주 측정해야 합니까?
사업장이 NOM-022-STPS-2015의 적용 범위에 해당한다면 최소 12개월에 1회 측정해야 합니다. 적용 범위 밖이라도 연 1회 점검이 일반적인 관행이며, 설비 변경, 증설 또는 낙뢰 발생 후에도 측정합니다.
우기와 건기 사이에 측정값이 달라진 이유는 무엇입니까?
대지 저항률은 습도와 온도에 크게 좌우됩니다. 많은 엔지니어가 가장 불리한 조건을 나타내는 건기에 측정하는 것을 선호합니다.
NOM 준수를 위해 클램프형 측정기만 사용해도 됩니까?
시스템에 따라 다릅니다. 단독 전극이나 단일 접지망에서는 클램프법으로 유효한 값을 얻을 수 없습니다. 시스템 구성에 맞는 측정 방법을 선택하고 보고서에 기록하십시오.
CreativeIT Group은 멕시코 전역에서 접지 및 피뢰 시스템 시험과 NOM-022-STPS에 따른 접지 저항 측정을 수행하며, 설계를 위한 대지 저항률 및 접지 저항 조사도 제공합니다. 자체 인력으로 측정하기를 원하시면 Megger DET24C 클램프형 측정기 등의 장비를 렌탈해 드립니다. 당사 계측기는 NIST 추적성을 갖추고 있으며, 모든 시험을 사진으로 기록합니다. 문의하십시오. 당일 회신해 드립니다.
