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Normal Case Without Earth Grounding

Ground Fault Case Without Earth Grounding

퓨즈 작동 조건 RSHORT = 200V/20A = 10Ω 이지만,

Short path resistance > RSHORT  이므로 퓨즈 작동하지 않음

Ground Fault Case With Earth Grounding

사람에게 매우 작은 전류가 흐르고 대부분은 접지 그라운드로 흐름

RCD가 current imbalance를 감지하여 circuit을 break 시킴

Ground 단자에 사용되는 IEC 60417 심볼

용어

T    Earth(프랑스어 Terre)

N    Neutral

S    Separate

C    Combined

I    Isolated

Solid Grounded (NEC Article 250.5)

• 많은 경우 의무사항으로 오늘날 산업/상업에서 가장 널리 사용

• Line-to-neutral 부하 사용 → wye 연결의 neutral은 반드시 solid 접지

• 시스템에 내 가장 먼 곳까지 그라운드 도체는 확장되어 함 → 안전 확보

• 그라운드 고장에서 매우 낮은 impedance 유지 → 높은 고장 전류

       → CB(or fuse)는 손상 최소화를 위해 고장을 빠르게 해결해야 함

       → 사람에 대한 쇼크 위험 매우 크게 감소

Ungrounded

• 역사적으로 서비스 연속성이 먼저인 경우 선택 ← 그라운드 고정 전류 작음

       고장이 해결되지 않아도 화재나 발열을 무시할 수 있음

       볼트(하드) 고장으로 한정하면 다소 유효함

• Arcing 그라운드 고장

1. 다중 그라운드 고장

   1 phase 고장(정전 유발하지 않음)  

   → 다른 phase에 line-to-line 외에 line-to-ground 전압이 더해짐

   → 수년에 걸쳐 연속적인 그라운드 고장 유발

2. 공진 조건(일반적이 않음) – 한 phase가 inductance로 그라운드 됨

   트랜스포머 와인딩 안에서 그라운드 된 상 → un-faulted 상에 고전압 유발

3. 전이 과전압(600~700%) – 간헐적 아킹 그라운드 고장으로 유발

   480V 시스템에서 1200V 이상 관찰

Grounding + Bonding = 충분한 양의 고장 전류가 흐를 수 있는 낮은 impedance 영구 경로

                                  그라운드 전압 상승 제한 → 회로 장치 보호 필요

Risk

유지보수 후 부적절한 연결

설치 시 에러

부주의 한 커버 또는 장치 제거

외부 물체 또는 공구를 장비 안으로 떨어뜨림

움직이는 접촉의 오정렬(부품 실패)

먼지 오염  또는 유전체 breakdown

외부 물체 진입(설치류, 뱀, 다람쥐)

이론

실제

Fault(고장)

Fault에 의한 전압 상승

Neutral 전압은 ground fault가 없을 때만 zero

Ground Fault가 발생하면 Neutral 전압 상승

Grounding & Shielding의 목적

1. Safety(Human & Equipment)
2. Reduce electromagnetic interference