전기공사기사 지락사고와 등가회로 — 비접지의 √3배 상승과 지락전류

중성점을 접지하는 목적은 사고가 났을 때 전압이 이상하게 올라가는 것을 막는 것이다. 접지는 주로 이상전압과 고장 전류 문제를 제어하기 위해 한다.

직접접지는 중성점을 땅에 바로 연결하는 방식이다. 고장 때 중성점이 땅과 비슷한 전위를 유지하므로 중성점 전압이 크게 오르지 않고, 대신 지락전류가 커진다. 중성점 전위가 거의 0에 가깝게 유지되므로 변압기에 별도의 절연을 두지 않는 단절연이 가능하다.

비접지 계통에서는 중성점이 접지되지 않아 땅과 선 사이의 정전용량이 고장전류를 만든다. 축전기 전류는 전압보다 90도 앞서므로 고장전류도 전압보다 앞선 위상을 갖는다. 1선 지락이 나면 계통의 기준점이 이동해 지락상은 0V가 되고 나머지 두 상은 평소보다 높은 전압을 띤다. △-△ 결선 비접지 계통에서는 건전한 2선의 대지전압이 지락 전의 √3배까지 상승할 수 있다.

소호리액터는 중성점에 리액터를 연결해 지락 시 흐르는 정전용량성 전류를 일부 상쇄하는 장치다. 지락전류가 줄어들어 통신선 유도장해가 줄어들므로, 1선 지락 시 유도장해가 가장 적은 접지방식은 소호리액터 방식이다.

22.9kV-Y 3상 4선식 중성선 다중접지 계통은 중성선을 여러 곳에서 접지해 대지로의 경로를 좋게 만든 방식이다. 지락전류는 커지지만, 미세한 불완전 지락은 오히려 감지하기 어려워질 수 있다.

6.6kV, 60Hz, 길이 10km, 1선의 대지정전용량 0.005μF/km인 비접지 계통에서는 지락전류가 선의 대지용량에 의한 교류 누설전류로 생긴다. 주파수와 총정전용량, 전압을 곱해 구하며 그 값은 1A보다 훨씬 작다.