퍼집니다. 다만 통합접지가 잘못된 것은 아닙니다. 접지를 하나로 묶으면 고주파도 함께 나눠 쓰게 되는 것이 맞습니다. 문제는 묶은 것이 아니라, 고주파가 돌아갈 길을 따로 만들어 주지 않은 것입니다.
통합접지가 무엇인가
KEC는 접지 방식을 세 가지로 나눕니다. 강제된 것이 아니라 고르는 것입니다.
| 방식 | 무엇을 묶나 |
|---|---|
| 단독접지 | 계통마다 접지극을 따로 둔다 |
| 공통접지 | 고압·특고압과 저압의 접지극을 상호 접속 |
| 통합접지 | 전기설비 · 피뢰설비 · 전자통신설비의 접지극을 공용 |
KEC 142.6이 공통접지와 통합접지를 함께 다룹니다. 통합접지를 쓰는 이유는 등전위입니다. 접지를 따로 두면 계통 사이에 전위차가 생겨 사람과 기기가 오히려 위험해집니다. 건물 안 금속체가 전부 같은 전위에 있는 편이 안전합니다.
그런데 고주파는 그 길을 함께 씁니다
인버터가 스위칭할 때마다 공통 모드 전류가 나갑니다. 그 전류가 접지선을 흐르면 접지선 양끝에 전압이 생깁니다. 접지선에는 인덕턴스가 있기 때문입니다.
1m 접지선에 인버터의 전류 변화율이 걸리면 10V 가까이 뜹니다. 접지가 하나로 묶여 있으면 같은 접지에 물린 통신·계장 설비가 그 전압을 함께 받습니다. 신호선이 그 접지를 기준으로 삼고 있다면, 인버터가 스위칭할 때마다 기준점이 흔들립니다.
360° 종단이란 차폐(실드)를 둘레 전체로 함체나 커넥터에 물리는 것입니다. 차폐를 꼬아서 한 가닥으로 만든 뒤 나사에 물리는 방식을 피그테일이라 하는데, 그 순간 차폐가 가는 전선 한 가닥이 되어 고주파에서는 사실상 끊긴 것과 같아집니다. 전용 클램프나 EMC 글랜드를 쓰면 둘레 전체가 금속에 닿아 낮은 임피던스로 이어집니다.
그럼 접지를 따로 하면 되나요
안 됩니다. 접지를 나누면 계통 사이 전위차가 살아나서 감전과 기기 손상 위험이 커집니다. 통합접지를 쓰는 이유가 그것이고, 고주파를 피하자고 되돌릴 문제가 아닙니다.
그리고 나눠도 해결되지 않습니다. 공통 모드 전류가 가야 할 곳은 대지가 아니라 인버터이기 때문입니다. 접지극을 몇 개로 쪼개든 인버터로 돌아가는 길이 나쁘면 전류는 여전히 다른 데로 샙니다. 그리고 그 「다른 데」에는 베어링도 포함됩니다.
답은 접지를 나누는 것이 아니라 고주파 전용 귀환 경로를 따로 만들어 주는 것입니다.
| 무엇을 | 어떻게 |
|---|---|
| 모터 ↔ 인버터 | 차폐 케이블의 양끝을 360° 종단. 차폐를 한쪽만 물리면 귀환 경로가 되지 않는다 |
| 모터 ↔ 구조물 | 짧고 넓은 편조선. 길어지면 인덕턴스가 급히 올라간다 |
| 신호선 | 인버터 전원 케이블과 나란히 붙여 깔지 않는다 |
보호접지는 보호접지대로 규정에 맞추고, 고주파는 그와 별개의 경로로 처리하는 것입니다. 둘은 하는 일이 다릅니다.
통합접지에는 서지보호장치가 따라옵니다
놓치기 쉬운 대목입니다. KEC 142.6 제2항 나는 통합접지에 대해 이렇게 적고 있습니다.
낙뢰에 의한 과전압 등으로부터 전기전자기기 등을 보호하기 위해 153.1의 규정에 따라 서지보호장치를 설치하여야 한다
접지극을 공용한다는 것은 피뢰 접지까지 같이 묶는다는 뜻입니다. 낙뢰 전류가 들어오면 그 전위가 전기·통신 설비로 그대로 전달됩니다. 그래서 통합접지를 택하면 서지보호장치가 세트로 따라옵니다.
⚠ 다만 무조건 의무는 아닙니다. KEC 153.1.4는 지중 저압수전이면서 내부 기기의 과전압 범주별 임펄스내전압이 규정 값을 충족하는 경우 생략할 수 있다고 정하고 있습니다. 선정 기준은 KS C IEC 61643 계열과 60364-5-53을 준용합니다.
현장에서 확인할 것
| 우리 건물이 단독 · 공통 · 통합 중 무엇인지 도면으로 확인한다 |
| 통합접지라면 서지보호장치가 실제로 달려 있는지 본다 |
| 인버터 모터의 차폐 케이블이 양끝 다 종단되어 있는지 본다 — 한쪽만 물린 경우가 많다 |
| 계장 신호에 원인 모를 오동작이 있다면 인버터 운전과 시간이 겹치는지 대조한다 |
마지막 항목이 특히 그렇습니다. 통신 쪽 문제로 보이던 것이 인버터 접지 경로에서 오는 경우가 있습니다. 전기와 통신을 따로 보면 원인이 잡히지 않습니다.
조항은 한국전기설비규정(KEC) 141 · 142.6 · 153.1.4 를 정리한 것입니다. KEC 는 개정이 잦으므로 실제 설계·점검에 적용하실 때는 최신 원문을 확인해 주십시오. 접지선 전압 계산은 인덕턴스와 전류 변화율로 직접 산출한 값입니다.