KEC 규정 – 보호도체 단면적과 보호도체 특징

접지시스템에서의 보호도체

KEC 규정中, 접지시스템의 구성요소인 ‘보호도체’가 있습니다.
전기설비기술기준에서 KEC로 바뀌면서 사용하는 용어들이 헷갈리기도 합니다. 그래서, 이번에는 그 중 보호도체에 관하여 다뤄보려고 합니다.

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KEC 규정 – 보호도체 단면적과 보호도체 특징

1.보호도체란

안전을 목적으로 설치된 도체를 말하며 이는 곧 감전을 예방하기 위한 도체를 말합니다.

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<접지시스템에서의 보호도체>

접지시스템에서의 보호도체

위와 같은 접지시스템이 있습니다. 접지극, 주접지단자, 접지도체, 보호등전위 본딩용 도체, 보조 보호등전위본딩용 도체 가운데, 주접지 단자에서 기기로 직접 연결되는 선을 바로 ‘보호도체’라고 일컫습니다.

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현장의 모터내부 결선사진

다음은 현장에서 볼 수있는 모터의 결선부분을 찍은 사진입니다.
위와 같이 PE라고 되어있는 녹황색으로 교차된 전선을 보호도체라고 말하는 것이죠.

2.보호도체 단면적 계산

다음은 이러한 보호도체의 단면적을 계산하기 위한 표를 확인해 보겠습니다.
※보호도체 단면적을 구하는방식으로 접지도체의 단면적을 동일하게 구할 수 있습니다

KEC 규정 적용된 보호도체의 단면적 계산표

*k1 : 도체 및 절연의 재질에 따라 KS C IEC 60364-5-54(저압전기설비-제5-54부:전기기기의 선정 및 설치－접지설비 및 보호도체)의“표 A54.1(여러 가지 재료의 변수 값)” 또는 KS C IEC 60364-4-43(저압전기설비-제4-43부:안전을 위한 보호－과전류에 대한 보호)의“표 43A(도체에 대한 k값)”에서 선정된 선도체에 대한 k값

*k2 : KS C IEC 60364-5-54(저압전기설비-제5-54부:전기기기의 선정 및 설치－접지설비 및 보호도 체)의“표 A.54.2(케이블에 병합되지 않고 다른 케이블과 묶여 있지 않은 절연 보호도체의 k값) ~ 표 A.54.6(제시된 온도에서 모든 인접 물질에 손상 위험성이 없는 경우 나도체의 k값)”에서 선정된 보호도체에 대한 k값 a: PEN 도체의 최소단면적은 중성선과 동일하게 적용한다[KS C IEC 60364-5-52(저압전기설비-제 5-52부:전기기기의 선정 및 설치－배선설비) 참조].

1)차단시간이 5초 이하인 경우에만 다음 계산식을 적용

차단시간이 5초 이하인 경우의 적용되는 보호도체 단면적 계산식

S : 단면적(㎟)
I : 보호장치를 통해 흐를 수 있는 예상 고장전류 실효값(A)
t : 자동차단을 위한 보호장치의 동작시간(s)
k : 보호도체, 절연, 기타 부위의 재질 및 초기온도와 최종온도에 따라 정해지는 계수로 KS C IEC 60364-5-54(저압전기설비-제5-54부 : 전기기기의 선정 및 설치-접지설비 및 보호도체)의 “부속서 A(기본보호에 관한 규정)”에 의함

3) 보호도체가 케이블의 일부가 아니거나 선도체와 동일 외함에 설치되지 않으면 단 면적은 다음의 굵기 이상으로 하여야 한다.

(1) 기계적 손상에 대해 보호가 되는 경우는 구리 2.5 ㎟, 알루미늄 16 ㎟ 이상
(2) 기계적 손상에 대해 보호가 되지 않는 경우는 구리 4 ㎟, 알루미늄 16 ㎟ 이상
(3) 케이블의 일부가 아니라도 전선관 및 트렁킹 내부에 설치되거나, 이와 유사한 방법으로 보호되는 경우 기계적으로 보호되는 것으로 간주한다.

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4) 보호도체가 두 개 이상의 회로에 공통으로 사용되면 단면적은 다음과 같이 선정 하여야 한다.

(1) 회로 중 가장 부담이 큰 것으로 예상되는 고장전류 및 동작시간을 고려하여 1) 또는 2)에 따라 선정한다.
(2) 회로 중 가장 큰 선도체의 단면적을 기준으로 1)에 따라 선정한다.

3.보호도체의 종류

1) 보호도체는 다음 중 하나 또는 복수로 구성하여야 한다.

(1) 다심케이블의 도체
(2) 충전도체와 같은 트렁킹에 수납된 절연도체 또는 나도체
(3) 고정된 절연도체 또는 나도체
(4) 2)의 (1), (2) 조건을 만족하는 금속케이블 외장, 케이블 차폐, 케이블 외장, 전 선묶음(편조전선), 동심도체, 금속관

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2) 전기설비에 저압개폐기, 제어반 또는 버스덕트와 같은 금속제 외함을 가진 기기가 포함된 경우, 금속함이나 프레임이 다음과 같은 조건을 모두 충족하면 보호도체로 사용이 가능하다.

(1) 구조·접속이 기계적, 화학적 또는 전기화학적 열화에 대해 보호할 수 있으며 전기적 연속성을 유지 하는 경우
(2) 도전성이 제1의 1) 또는 2)의 조건을 충족하는 경우
(3) 연결하고자 하는 모든 분기 접속점에서 다른 보호도체의 연결을 허용하는 경우

3) 다음과 같은 금속부분은 보호도체 또는 보호본딩도체로 사용해서는 안 된다.

(1) 금속 수도관
(2) 가스·액체·분말과 같은 잠재적인 인화성 물질을 포함하는 금속관
(3) 상시 기계적 응력을 받는 지지 구조물 일부
(4) 가요성 금속배관. 다만, 보호도체의 목적으로 설계된 경우는 예외로 한다.
(5) 가요성 금속전선관
(6) 지지선, 케이블트레이 및 이와 비슷한 것

4.보호도체의 전기적 연속성

1)보호도체의 보호는 다음에 의한다.

(1) 기계적인 손상, 화학적·전기화학적 열화, 전기역학적·열역학적 힘에 대해 보 호되어야 한다.
(2) 나사접속·클램프접속 등 보호도체 사이 또는 보호도체와 타 기기 사이의 접속은 전기적연속성 보장 및 충분한 기계적강도와 보호를 구비하여야 한다.
(3) 보호도체를 접속하는 나사는 다른 목적으로 겸용해서는 안 된다.
(4)접속부는 납땜(soldering)으로 접속해서는 안 된다.

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