전력설비에 대한 접지시스템의 근본 목적은 인체에 대한 안정성의 확립과 설비의 기능 향상을 위하여 사고 발생 시 고장 전류를 대지로 안전하고 신속하게 방전시키는데 그 목적이 있다. 풍력발전기 접지설계 시 고려해야 할 중요한 설계 요소는 토양조건, 대지저항률의 측정과 분석, 고장전류, 안전전압 결정 등이 있으며, 이러한 설계 파라미터 가운데 대지저항률은 접지설계 방법 및 물량에 미치는 영향이 결코 작지 않으므로 이에 대한 정확한 측정과 분석을 통하여 효율적인 접지 설계를 시행할 수 있어야 한다.
대지비저항의 측정 분석에 주로 사용되는 4-점 Wenner 전극법이며 1차원 측정법을 이용한다. 1차원 측정방법은 방법이 간편하며 경제적이지만, 측정방법이 기본적으로 특정한 대지구조를 갖는다고 가정하고 분석하므로 실제의 대지구조와 측정하여 분석한 대지구조 모델이 차이를 갖게 되고, 이로인해 접지설계와 실제시공 결과 사이에 오차가 발생하게 된다. 본 연구에서는 1차원 및 2차원 측정법을 이용하여 분석된 대지구조모델를 이용하여 접지시스템 설계를 수행하였고, 이 결과를 실제현장에 시공하여 각각의 특성을 비교 분석하였다.
접지시스템은 전력계통에서 사고가 발생하거나 접지가 시공된 시설물에 낙뢰가 침입하는 경우와 같이 고장 전류나 써지가 발생하였을 때 대지로 신속하게 방전시켜 전력기기의 파손 및 고장을 방지하고 대지 전위 상승을 억제하여 인체에 대한 안전성을 확보를 해야한다. 본 논문에서는 대지저항률이 높은 암반지형에서 접지시스템을 설계하기 위해서 대지저항률을 측정하여 토양모델을 모의하였으며, 접지망 설계를 통해 대지 전위 상승을 모의하여 인체 안전 측면을 검토하고자 한다.
오늘날 지구촌에서 풀어야 할 가장 긴박한 문제 가운데 하나는 생태계 위기의 문제이다. 생태계 위기를 해결하는 방법 가운데 하나는 대지와 인간 몸의 생태학적 연결고리를 찾고 그 생태학적 균형을 찾는 일이다. 이를 위해 이 글은 대지와 인간의 관계, 대지와 인간 몸의 관계를 생명의 '살림'이라는 개념을 중심으로 살펴보았다. 이 글은 '생태학적 살림'이라는 개념 아래 인간과 대지의 관계(에쿠멘 윤리), '대지살림', '몸살림'의 문제 등을 차례로 논의하며 생태학적 생명회복의 문제를 다루었다. 21세기의 생태학적 불균형은 인간의 거처(에쿠멘)로서의 대지에 대한 인간의 관계가 건강하게 유지되고 있지 못하다는 것을 의미한다. 에쿠멘 윤리의 요청은 우리에게 대지와 인간의 관계를 건강하게 살려내는 살림살이가 필요하다는 것을 말한다. 제3장에서는 생태학적 대지살림의 개념을 중심으로 대지가 단순히 소유적 경제적 가치가 아니라 우주적 생명회로 안에 있는 생명공동체라는 사실을 논의했다. 제4장에서는 생태학적 몸살림의 개념을 중심으로 인간의 몸이 어떻게 우주적 생명순환과정에 참여하는가를 논의했다. 대지생명에 대한 망각증과 몸의 생태계의 훼손을 겪고 있는 오늘날 우리는 의식이나 생활방식을 전환할 필요가 있으며, 생태학적 생명살림운동을 실천해야 할 것이다.
접지설비는 전력계통의 안정적인 운전을 유지하고 사고시 고장전류를 대지로 안전하게 방전시켜 사람과 전기설비의 안전을 확보하는 데 그 목적이 있다. 접지설계시 대지저항률은 중요한 설계인자로 대지저항률 변동에 따른 접지설계 방법을 접지 설계프로그램을 이용하여 비교, 분석하였다.
최근 뇌보호용 접지시스템 심매설 봉전극을 사용하는 경우가 늘고 있다. 심매설 봉전극의 경우에는 수직으로 깊게 봉전극을 시설하기 때문에 메시그리드 전극에 비해 장소의 제약을 덜 받는 장점이 있지만 국지적인 대지저항률에 의해 접지임피던스가 크게 변동하므로 설계시에 세밀한 대지구조의 분석이 필요하다. 기존의 Wenner법에 의한 대지저항률 측정은 널리 사용되는 방법이지만 국지적인 대지저항률의 변화를 알아내기가 불가능하였고 또한 겉보기 대지저항률로 측정결과가 나타나므로 정확한 깊이를 예측하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 96채널 측정설비를 이용하여 대지구조를 2-D 이미지로 분석하였으며, 뇌보호용 심매설 전극을 효과적으로 설계하기 위해 국지적인 대지저항률 변동 및 대지층 깊이의 분석을 시도하였다. 대지저항률의 2-D 이미지 분석은 Wenner alpha법, Dipole-dipole법, Schlumberger법을 사용하였으며, 분석결과를 토대로 기존의 Wenner 1-D법으로 측정한 결과를 CDEGS로 분석한 대지구조와 비교하였다.
이름 그대로 매화 향기가 그윽할 것 같은 매향리. 이곳엔 <대지목장>이 있다. 이곳 대표는 매향리가 고향인 농부로 벼 농사일만 하다가 1995년에 축산의 길을 선택한 <대지목장>의 대표인 지일진 대표가 있다. 소 9마리로 시작하여 현재 150마리를 사육하고 있는 그의 하루 일상을 둘러보고 그만의 축산 노하우를 살펴보자.
전기철도에서의 급전시스템은 레일을 귀선으로 사용하는 단상급전시스템을 사용하고 있다. 이에 따라 레일로부터 대지로의 누설에 의해 상당한 누설전류가 대지로 흐르게 된다. 대지로 흐르는 이 누설전류는 전자유도에 의해 선로 주변에 설치된 통신 케이블 또는 장치에 영향을 주게 된다. 더욱이 전기차의 견인시스템은 견인전동기를 제어하는데 있어서 스위칭 소자의 개폐에 의한 고조파 전류를 발생하고 있어 대지누설전류에 고조파 전류가 포함되어 흐른다. 본 연구에서는 전기철도 급전시스템에서 통신유도원인 대지누설전류에 따른 고려되어야 할 급전시스템 설계 파라미터를 시뮬레이션을 통하여 검증하였으며, 이 결과가 향후 급전시스템 설계시 기본적인 지침이 되어야 할 것이다.
접지설비는 다른 설비에 비해서 단지 부속설비처럼 안이하게 취급하는 경우가 많다. 그러나 접지설비는 전로의 이상전압을 억제하고 지락시의 고장전류를 안전하게 대지로 흘려 인체의 보호나 화재, 기기의 손상 등의 재해를 방지하는 것뿐만 아니라 제어기기를 안정하게 동작시키는 등의 역할을 위한 필수불가결한 설비이다. 특히 최근 전자기기의 급격한 증가에 따라 안정된 신호계를 확보하기 위한 접지설비가 다양화, 혼재화하고 있다. 접지를 하여야 할 설비에는 전력설비, 정보$\cdot$통신설비(신호, 제어, 유무선통신, 컴퓨터 등), 피뢰설비(피뢰침, 피뢰도선, 가공지선 등)를 비롯하여 정전기 제거설비, 유도장해 방지설비 등 여러 가지 설비가 있다. 접지는 기본적으로 대지에 전기적 단자를 접속하는 것으로 즉, 금속 등의 도전성 물체를 대지와 전기적으로 접속하여 도전성물체의 전위를 대지와 같은 전위 또는 전위차를 최소화시키는 것을 말한다. 금속체와 대지를 접속하는 단자의 역학을 하는 것이 접지전극(Grounding electrode)이라고 하며 보통은 지중에 매설되어 있는 도체가 사용된다. 접지전극과 접지를 하는 설비를 연결하는 도선을 접지도선 또는 접지선(Grounding conductor)이라고 한다. 따라서 접지설비를 설계하기 위해서는 접지의 목적, 기능, 종류를 정확하게 이해하여 접지시스템을 구축함과 동시에 적절한 접지개소, 접지선, 접지극을 선정하고 시공하여야 한다.
최근 기후변화로 인해 낙뢰의 발생빈도가 크게 증가하고 있으며 이에 따라 피뢰시스템의 중요성이 부각되고 있다. 피뢰시스템의 원활한 기능을 수행하기 위해 접지시스템의 성능이 보장되어야 하며, 접지전극은 뇌격전류를 안전하게 대지로 방류시켜야 한다. 본 논문에서는 피뢰시스템에서 가장 흔하게 사용되는 수직접지전극을 대상으로 서지전류가 인가되었을 때 접지전극이 묻힌 대지저항률, 접지전극의 길이, 서지 전류의 파두시간 등에 따른 규약접지임피던스를 측정하고 그 특성을 분석하였다. 그 결과 대지저항률이 높은 토양과 접지전극의 길이가 짧은 경우 접지임피던스가 감소하는 용량성 특성이 지배적으로 나타나며, 대지저항률이 작고 접지전극의 길이가 긴 경우 접지임피던스가 증가하는 유도성 특성이 지배적으로 나타났다. 따라서 피뢰시스템을 위한 접지시스템 설계 시 대지저항률 및 접지전극의 길이를 고려하여 유도성 특성을 최소화 할 수 있도록 설계해야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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