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KE C IEC 60364-4-41 루프임피던스를 고려한 전원자동차단에 의한 감전보호 연구

Title
KE C IEC 60364-4-41 루프임피던스를 고려한 전원자동차단에 의한 감전보호 연구
Other Titles
A Study on the Electric Shock Protection by Power Cut-Off Based on KE C IEC 60364-4-41 Loop Impedance
Author
박성호
Advisor(s)
高 光 哲
Issue Date
2020-08
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
기술기준의 국제표준화가 요구됨에 따라 현행 기준 등에 IEC 국제표준을 도입하여 적용하고 있는데, 감전보호 관련 국제표준은 IEC 60364-4-41(감전에 대한 보호), IEC 60479(인체와 가축에 대한 전류의 영향), IEC 61140(감전보호), IEC 61201(규약 접촉전압 한계의 이용)이 있으며, 여기서 감전보호 관련 이론과 실험적 데이터를 종합적으로 정리하여 전기설비에 적용할 수 있도록 규정하고 있는 표준이 IEC 60364-4-41이고 2021년부터 한국전기설비규정(KEC)에 반영되어 본격적으로 시행될 예정이다. 감전보호는 당초 판단기준에서 전기설비의 접지위주였으나 KEC는 직접접촉보호와 고장 시 전원자동차단에 의한 보호를 포함한 간접접촉보호 및 특별저압보호로 구분하고 있다. 정상적인 상황에서 인체접촉전압을 50V 이하가 되도록 규정하고 접촉전압이 50V를 초과하는 경우에는 과전류차단기 및 누전차단기의 보호 장치를 사용해 통전시간을 제한하여 감전보호를 하는데 고장 시 전원자동차단에 의한 감전보호방식은 접지계통에 따른 고장회로 루프임피던스, 고장전류 및 차단기 차단시간 등의 회로 특성을 검토하여 감전보호방식을 선정한다. KEC의 원활한 적용을 위해 NEC에서 제한하고 있는 TN·TT 접지계통의 혼용 등 기존설비에서의 감전보호와 KEC의 신규 적용에 따른 시행착오를 최소화하기 위한 사전 검토가 필요하다. 기준이 개정될 경우 시행일 현재 이미 시설되어 있거나, 전기공사계획 인가를 받은 것 또는 전력기술관리법 시행령 제18조 제4항의 규정에 의한 자가 공고 시행 전에 사업승인 인·허가를 얻은 것은 종전의 기준을 준용 한다. 그리고 TT 접지계통을 사용 중인 수용가는 제3종 접지를 제거하지 않고 TN-C-S 접지계통에서 보호도체의 연속성이 보장된다면 TN 접지계통으로 전환하여도 감전에 대한 보호성능을 개선시킬 수 있을 것으로 판단된다. BS 7671 규정에서는 지락고장 시 루프 임피던스의 제한 값을 제시하고 있는데, 이것은 상도체와 노출 도전부 사이에 지락고장이 발생했을 때 BS 7671에서 허용하는 최대 시간 안에 고장회로를 자동으로 차단할 수 있도록 고장전류가 충분히 커야하기 때문이다. 또한, 개폐장치 등의 단락용량을 결정하기 위하여 예상 지락고장전류의 최댓값을 계산하는 경우는 루프임피던스의 최솟값이 사용되어야 최대 지락고장전류를 계산할 수 있기 때문이다. 따라서, IEC 접지계통을 적용하는 시스템에서는 과전류 보호 장치의 동작확보와 간접접촉에 의한 안전 확보를 위한 루프임피던스의 최대 허용 값을 결정하는 것은 매우 중요하다.
As international standardization of technical standards is required, IEC international standards are introduced and applied to current standards, etc. The international standards related to electric shock protection are IEC 60364-4-41 (protection against electric shock) and IEC 60479 (effect of electric current on the human body and animals), IEC 61140 (electric shock protection), and IEC 61201 (use of the regulation contact voltage limit), where the standard that provides the electric shock protection theories and experimental data is summarized and applied to electrical equipment. It is 60364-4-41 and will be implemented in earnest as it is reflected in the Korea Electro-technical Code (KEC) from 2021. Electric shock protection was primarily based on the grounding of electrical equipment, but KEC is classified into indirect contact protection and special low voltage protection, including protection by power cut-off in case of failure. Under normal circumstances, the contact voltage of the human body is regulated to be 50V or less, and when the contact voltage exceeds 50V, protection against electric shock is prevented by limiting the energization time using the protection devices of the over current breaker and the earth leakage breaker. As for the method, an electric shock protection method is selected by examining the circuit characteristics such as the loop circuit impedance of the fault circuit according to the grounding system, the fault current, and the breaker break time. For smooth application of KEC, it is necessary to review in advance to minimize electric shock protection in existing facilities, such as mixing of TN and TT grounding systems, which are restricted by NEC, and to minimize trial and error due to new application of KEC. If the standard is revised, it is already installed as of the effective date, or the electric construction plan is approved, or the person who obtained the business approval and permission before the public notice under Article 18, Paragraph 4 of the Enforcement Decree of the Electric Power Technology Management Act applies the previous standard. In addition, if the TT grounding system is used, if the continuity of the protective conductor is guaranteed in the TN-C-S grounding system without removing the type 3 grounding, it is determined that switching to the TN grounding system will improve the protection performance against electric shock. BS 7671 provides a limit value of loop impedance in case of a ground fault, which is a fault current to automatically cut the fault circuit within the maximum time allowed by BS 7671 when a ground fault occurs between the phase conductor and the exposed conductor. Because it should be big enough. In addition, when calculating the maximum value of the expected ground fault current in order to determine the short-circuit capacity of the switching device or the like, it is because the maximum ground fault current can be calculated only when the minimum value of the loop impedance is used. Therefore, it is very important to determine the maximum allowable value of the loop impedance for securing the operation of the overcurrent protection device and securing safety by indirect contact in a system using the IEC grounding system.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/153285http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000438192
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