KR100918516B1

KR100918516B1 - 전력구의 맨홀에 설치된 접지전극의 접지저항을 측정하는 방법

Info

Publication number: KR100918516B1
Application number: KR1020090002490A
Authority: KR
Inventors: 조승기; 임창희; 조상범
Original assignee: 조승기; 조상범; 주식회사 테스트파워
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-01-13
Publication date: 2009-09-24

Abstract

본 발명은 전력구의 맨홀에 설치된 접지전극의 접지저항을 측정하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 측정 방법은 접지저항을 측정하기 위한 측정 전류가 전력구의 맨홀 내에서 복수의 전선로를 경유하여 순환 전류로 흐르지 못하도록 전력구 내에서 루프화되어 있는 접지전선의 중간 부위를 절단하는 단계와, 절단 단계에서 절단되지 않은 접지전선에 다중접지 계통에서만 접지저항을 측정하는 후크식 접지저항계를 적용하여 접지전극의 접지저항을 측정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 전력구의 맨홀에 설치된 접지전극의 접지저항을 용이하면서도 안전하게 측정할 수 있다.

전력구, 맨홀, 접지전극, 접지저항, 순환 전류, 후크식 접지저항계

Description

전력구의 맨홀에 설치된 접지전극의 접지저항을 측정하는 방법{METHOD FOR MEASURING EARTH RESISTANCE OF A GROUND IN A MANHOLE}

본 발명은 전력구의 맨홀에 설치된 접지전극의 접지저항을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 특히 복수의 접지전극과 복수의 전선로를 구비하고, 복수의 접지전극은 도선에 의해 전기적으로 연결되며, 복수의 전선로는 접지전선에 의해 복수의 접지전극과 전기적으로 연결되는 차폐층을 구비하고, 복수의 전선로는 도선에 의해 차폐층이 서로 간에 전기적으로 연결되므로써 구성되는 전력구의 맨홀에서 접지전극의 접지저항을 측정하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 주택단지, 상업단지, 공업단지 등에 전력을 공급하기 위한 송배전 케이블은 안정성, 미관, 이동 장해 등의 이유로 지중에 매설되며, 이러한 송배전 케이블을 지중에 배선하기 위하여 지중 전력구가 사용된다.

한편, 접지전극의 경우 접지개소의 경연 열화로 접지저항이 규정치를 초과하게 되면 안전사고의 위험이 있으므로 전기설비기술기준에 정기적으로 2-5년/회씩 접지저항을 측정하도록 되어 있다. 그러나 지중 전력구의 맨홀에 설치된 접지선로가 도체로 루프(loop)화 되어 있어 접지저항 측정 시에 인가되는 측정 전류가 루프화된 도체로 순환되어 접지저항을 측정하지 못하고 있는 실정이다. 이에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 전력구의 맨홀 종단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 양 측벽(101a, 101b)에는 송배전 케이블(114)이 설치된다. 그리고 전기 설비를 보호하고 안전사고를 방지하기 위해 동봉(銅棒) 형태의 접지전극(102, 103) 2개가 지중에 타입(打入)되며, 이 2개의 접지전극(102, 103)은 리드단자(104), 동스리브(106), 나연동선(108)을 통해 지중에서 서로 전기적으로 연결되어 있다. 접지전선(110)의 일단은 동스리브(106)를 통해 리드단자(104) 및 나연동선(108)과 전기적으로 연결되고, 타단은 구조물 매설용 접지연결 동봉(112)을 통해 송배전 케이블(114)의 차폐층에 전기적으로 연결된다.

송배전 케이블로 주로 사용되는 CN/CV 케이블의 종단면이 도 2에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, CN/CV 케이블은 외피(202), 차폐층(204), 부풀음 테이프(206), 외부 반전도층(208), 절연층(210), 내부 반전도층(212), 내부 도체(214)를 구비하고 있다. 중성선의 역할을 하는 차폐층(204)은 내부 도체(214)에서 나오는 전계를 차단하기 위해 250 미터마다 케이블을 접속할 때 접지전선(110)을 통해 접지전극(102)에 전기적으로 연결된다. 또한 차폐층(204)은 다른 케이블의 차폐층과도 도선으로 전기적으로 연결된다.

도 3은 도 1에 도시된 전력구의 맨홀에서의 전기적 연결 관계를 설명하는 도 면이다. 도면에서 302와 303은 접지전극을 나타내고, 304는 접지전극(102)와 접지전극(103)을 연결하는 도선으로서 도 1에서 리드단자(104), 동스리브(106), 나연동선(108)에 해당한다. 306은 접지전선이며, 308a와 308b는 양 측벽에 설치되는 송배전 케이블이고, 310은 송배전 케이블(308a, 308b)의 차폐층에 연결되는 도선이다.

접지전극(302, 303)의 합성 접지저항을 측정하기 위해 후크식 접지저항계(312)를 접지전선(306)에 적용하면, 도 3에 도시된 바와 같이 후크식 접지저항계(312)로부터 인가된 측정 전류(I)가 저항이 적은 도선(304)을 통해 순환하고 접지전극(302, 303)으로는 거의 흐르지 않으므로 후크식 접지저항계(312)를 통해서는 접지저항을 측정할 수 없다.

또한 3전극식 전위차계식 측정 방법도 안전상 활선 상태에서는 접지전선(306)을 케이블(308a, 308b)과 분리하지 못하므로 사용할 수 없다. 이에 따라 전력구의 맨홀에 설치된 접지전극의 접지저항은 건설 이후로 한 번도 측정되지 못하고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 전력구의 맨홀에 설치된 접지전극의 접지저항을 용이하면서도 안전하게 측정할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수의 접지전극(302, 303)과 복수의 전선로(308a, 308b)를 구비하는 전력구의 맨홀로서, 상기 복수의 접지전극(302, 303)은 도선(304)에 의해 서로 간에 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 전선로(308a, 308b)는 각각 차폐층을 구비하고, 상기 차폐층은 접지전선(306)에 의해 상기 복수의 접지전극(302, 303) 중에서 해당 접지전극과 전기적으로 연결되며, 상기 차폐층은 도선(310)에 의해 서로 간에 전기적으로 연결되는 전력구의 맨홀에서 상기 접지전극(302, 303)의 접지저항을 측정하는 방법에 있어서, 상기 접지저항을 측정하기 위한 측정 전류가 상기 전력구의 맨홀 내에서 상기 복수의 전선로(308a, 308b)를 경유하여 순환 전류로 흐르지 못하도록 상기 전력구의 맨홀 내에서 상기 도선(304, 310)과 상기 차폐층을 경유하여 루프화되어 있는 접지전선(306)의 중간 부위가 절단되는 단계와, 상기 절단 단계에서 절단되지 않은 접지전선에 다중접지 계통에서만 접지저항을 측정하는 후크식 접지저항계가 적용되어 상기 접지전극의 접지저항이 측정되는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 절단되는 접지전선의 중간 부위는 연결금구를 사용하여 연결된다. 그리고 상기 절단되지 않은 접지전선은 배전선로의 차폐층에 연결된다. 배전선로를 이용하기 어려운 경우 상기 절단되지 않은 접지전선은 상기 전력구의 맨홀 외부에 설치되며 미리 알려진 접지저항을 갖는 접지전극에 전기적으로 연결된다.

또한 본 발명은 복수의 전선로(308a, 308b)를 구비하는 전력구의 맨홀로서, 상기 복수의 전선로(308a, 308b)는 차폐층을 구비하며, 상기 차폐층은 접지전선(306)에 의해 접지전극(302, 303)과 전기적으로 연결되고, 상기 차폐층은 도선(310)에 의해 서로 간에 전기적으로 연결되는 전력구의 맨홀에서 상기 접지전극의 접지저항을 측정하는 방법에 있어서, 상기 전력구의 맨홀 내에서 상기 도선과 상기 차폐층을 경유하여 루프화되어 있는 접지전선의 중간 부위가 절단되는 단계와, 상기 절단 단계에서 절단되지 않은 접지전선에 다중접지 계통에서만 접지저항을 측정하는 후크식 접지저항계가 적용되어 상기 접지전극의 접지저항이 측정되는 단계를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.

전술한 본 발명의 구성에 의하면, 전력구의 맨홀에 설치된 접지전극의 접지저항을 용이하면서도 안전하게 측정할 수 있도록 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기 술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 접지저항 측정 방법을 설명하는 도면이다. 도 4에는 400, 401은 각각 하나의 전력구의 맨홀을 나타낸다. 전력구의 맨홀(400), (401)에서는 동일한 송배전 케이블(408a, 408b)로 연결되어 있다.

전력구의 맨홀(400)에서 접지전극(402a)과 접지전극(403a)은 도선(404a)에 의해 지중에서 전기적으로 연결된다. 접지전선(406a)은 접지전극(402a)과 송배전 케이블(408a)의 차폐층을 전기적으로 연결하며, 접지전선(407a)은 접지전극(403a)과 송배전 케이블(408b)의 차폐층을 전기적으로 연결한다. 도선(410a)은 송배전 케이블(408a)의 차폐층과 송배전 케이블(408b)의 차폐층을 전기적으로 연결한다.

또한 전력구의 맨홀(401)에서 접지전극(402b)과 접지전극(403b)은 도선(404b)에 의해 지중에서 전기적으로 연결된다. 접지전선(406b)은 접지전극(402b)과 송배전 케이블(408a)의 차폐층을 전기적으로 연결하며, 접지전선(407b)은 접지전극(403b)과 송배전 케이블(408b)의 차폐층을 전기적으로 연결한다. 도선(410b)은 송배전 케이블(408a)의 차폐층과 송배전 케이블(408b)의 차폐층을 전기적으로 연결한다.

본 실시 예에 의해 접지저항을 측정하기 위해 먼저 2개의 접지전선(406a, 407a) 중에서 하나의 접지전선 예를 들어, 접지전선(407a)의 중간 부위(A)을 절단하고, 다른 접지전선(406a)에 다중접지 계통에서만 접지저항을 측정하는 후크식 접지저항계(602)를 적용한다. 접지전선(407a)의 절단 부위(A)는 접지저항의 측정 후에 연결금구를 사용하여 다시 연결된다.

접지전선(407a)이 절단된 상태에서의 도 4의 전기적 등가회로가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에서 접지저항(Rx1)은 접지전극(402a)의 저항이며 접지저항(Rx2)은 접지전극(403a)의 저항이다. 접지저항(R1)은 전력구의 맨홀(401)의 접지저항이며, 접지저항(R2 ... Rn)은 그 다음 전력구의 맨홀들의 접지저항이다.

도 6은 도 5의 등가회로이다. 도 6에서 접지저항(Rx)은 전력구의 맨홀(400)의 합성 접지저항을 나타내며 수학식 1과 같이 표시된다. 접지저항(Rx)을 제외한 다른 전력구의 접지저항의 합성 저항(Rs)은 수학식 2와 같이 표시된다.

따라서 합성 접지저항(Rx)의 접지선에 후크식 접지저항계(602)의 전압주입용 변류기(current transformer)(CT1)로 전압 V를 인가하면 전류 I가 흐르게 되며, 전 류검출용 변류기(CT2)로 전류 I를 검출하면 수학식 3이 성립한다.

그런데 배전선로의 경우 다른 전력구의 맨홀 접지전극의 수(n)가 대단히 많기 때문에 수학식 4와 같이 표시할 수 있다.

수학식 4를 이용하여 수학식 3를 간단하게 정리하면 수학식 5와 같다.

즉, 전압 V를 일정하게 하면 전류 I와 저항 Rx가 역비례 관계에 있으므로 전류 I를 측정하면 접지저항 Rx를 측정할 수 있다.

한편, 송전용(154KV, 345KV) 전력구에서는 송전용 지중 케이블의 외측에 설치되는 차폐층에서 건전한 상태에서도 큰 순환전류가 흘러 선로손실이 발생한다. 따라서 이러한 순환전류를 억제하기 위하여 케이블의 차폐선에 일정한 간격으로 절연 접속함을 설치하여 절연을 하고 있다. 그러므로 송전용 케이블은 배전선로와 같이 완전히 다중접지가 되어 있지 않으므로 송전용 전력구 내에 설치된 단독접지전극의 접지저항을 측정하는 경우에 송전 케이블의 차폐선을 이용하게 되면 오차가 발생하게 된다. 따라서 이러한 경우에 전력구 내에 설치된 단독접지전극의 접지저항을 측정하는 때에는 전력구 내에 설치된 배전선로의 중성선을 이용한다. 전력구 내에 지중 배선 케이블 선로가 없는 경우에는 지상에 설치된 가공배전선로의 중성선을 이용한다. 가공배전선로도 없는 경우에는 전력구 외부에 접지저항이 낮은 표준 접지극을 설치하여 이것을 이용하여 접지저항을 측정한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

도 1은 본 발명이 적용되는 배전 전력구의 맨홀 종단면도이고,

도 2는 CN/CV 케이블의 종단면도이며,

도 3은 도 1의 배전 전력구의 맨홀에서의 전기적 연결 관계를 설명하는 도면이고,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 접지저항 측정 방법을 설명하는 도면이며,

도 5는 도 4의 등가회로이고,

도 6은 도 5의 등가회로이다.

Claims

복수의 접지전극(302, 303)과 복수의 전선로(308a, 308b)를 구비하는 전력구의 맨홀로서, 상기 복수의 접지전극(302, 303)은 도선(304)에 의해 서로 간에 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 전선로(308a, 308b)는 각각 차폐층을 구비하고, 상기 차폐층은 접지전선(306)에 의해 상기 복수의 접지전극(302, 303) 중에서 해당 접지전극과 전기적으로 연결되며, 상기 차폐층은 도선(310)에 의해 서로 간에 전기적으로 연결되는 전력구의 맨홀에서 상기 접지전극(302, 303)의 접지저항을 측정하는 방법에 있어서,

상기 접지저항을 측정하기 위한 측정 전류가 상기 전력구의 맨홀 내에서 상기 복수의 전선로(308a, 308b)를 경유하여 순환 전류로 흐르지 못하도록 상기 전력구의 맨홀 내에서 상기 도선(304, 310)과 상기 차폐층을 경유하여 루프화되어 있는 접지전선(306)의 중간 부위가 절단되는 단계와,

상기 절단 단계에서 절단되지 않은 접지전선에 다중접지 계통에서만 접지저항을 측정하는 후크식 접지저항계가 적용되어 상기 접지전극의 접지저항이 측정되는 단계를

포함하는 것을 특징으로 하는 접지저항의 측정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 절단되는 접지전선의 중간 부위는 연결금구를 사용하여 연결되는 것을 특징으로 하는 접지저항의 측정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 절단되지 않은 접지전선은 배전선로의 중성선에 연결되는 것을 특징으로 하는 접지저항의 측정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 절단되지 않은 접지전선은 지상에 설치된 가공배전선로의 중성선에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 접지저항의 측정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 절단되지 않은 접지전선은 상기 전력구의 맨홀 외부에 설치되며 미리 알려진 접지저항을 갖는 접지전극에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 접지저항의 측정 방법.
복수의 전선로(308a, 308b)를 구비하는 전력구의 맨홀로서, 상기 복수의 전선로(308a, 308b)는 차폐층을 구비하며, 상기 차폐층은 접지전선(306)에 의해 접지전극(302, 303)과 전기적으로 연결되고, 상기 차폐층은 도선(310)에 의해 서로 간에 전기적으로 연결되는 전력구의 맨홀에서 상기 접지전극의 접지저항을 측정하는 방법에 있어서,

상기 전력구의 맨홀 내에서 상기 도선과 상기 차폐층을 경유하여 루프화되어 있는 접지전선의 중간 부위가 절단되는 단계와,

상기 절단 단계에서 절단되지 않은 접지전선에 다중접지 계통에서만 접지저항을 측정하는 후크식 접지저항계가 적용되어 상기 접지전극의 접지저항이 측정되는 단계를

포함하는 것을 특징으로 하는 접지저항의 측정 방법.