접지저항계 | 검상기 | 검전기
접지 저항계의 사용법과 검상기의 사용법, 더욱이 검전기의 사용법과 원리를 정리하여 설명합니다.
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01. 검상기의 원리와 사용법
비접촉식 검상기는 일반적으로 정전 유도에 따른 전압 검출 방법을 채용하고 있습니다.
전로(활선), 전압 클립, 검상기 본체, 인체, 대지와 접촉하는 것으로 각 물체가 정전 결합하여 폐회로가 형성되고 매우 미세하지만 전류가 흐르게 됩니다.
미소 전류는 검상기 내부에 준비된 고저항에 전압 강하로써 나타나며, 대지를 기준으로 하는 대지간 전압에 따른 파형을 얻을 수 있습니다.
PD3129 검상기에서는 이러한 전압 검출 원리에 따라 3상 각각의 전압 파형을 얻고 상순을 판정하고 있습니다.
검상기의 사용 순서 (검상기 PD3129 사용법)
1. 사전 동작 확인
각각의 전압 클립을 AC70V 이상의 단선(활선)에 클립하여 선간 전압 램프의 점등을 확인해 주십시오.
・점등됨 동작에 문제가 없습니다.
・점등되지 않음 고장일 가능성이 있습니다.
2. 활선 체크
전압 클립 중 1개를 사용하여 활선 체크를 합니다.
사용하는 전압 클립 선간 전압 램프 점등
R (빨강) R-S 램프만
S (흰색) R-S 램프와 S-T 램프
T (파랑) S-T 램프만
3. 검상
1) 본 기기의 전압 클립을 3상 교류 회로의 전선 피복 위에 설치합니다.
2) 각 전선이 활선인 경우, 선간 전압 램프 R-S, S-T가 점등됩니다.
3) 상순 램프가 화살표 방향 (시계 방향)으로 순차 점멸하는 경우, 이 연결 상순은 정상(R-S-T)입니다. 이 때의 부저는 단속음이 됩니다.
02. 검전기의 원리와 사용법
비접촉식 검전기는 일반적으로 정전 유도에 의한 전압 검출 방식을 채용하고 있습니다.
피측정물(콘센트 등)에 검전기를 연결한 경우 피측정물과 검전기의 사이에는 정전 용량이 생성됩니다. 동일하게 검전기와 인체, 인체와 대지 사이에도 정전 용량이 생성되어 피측정물이 활전 상태인 경우 검전기 및 인체를 경유하여 미세한 교류 전류가 흐릅니다.
이 미세한 교류 전류를 검전기 내부의 고저항으로 검출하고 빛 및 소리로 변환하여 표시합니다. 또한, 흐르는 전류는 1μA 미만이며 인체에 위험은 없습니다.
1. 스위치를 ON하기
전원 스위치를 누릅니다.
백색 LED가 점등하지 않는 경우 또는 발광이 약한 경우는 배터리를 교환해 주십시오.
2. 사전 동작 확인
본 기기를 확실하게 잡고 전압이 걸려있는 콘센트 등에 검지부를 닿게 하여 동작하는 것을 확인합니다.
・백색 LED 점멸하며 부저가 울림・・・동작에 문제가 없습니다.
・서서히 빨간색 LED가 소등하며 부저음이 약하게 울림・・・배터리를 교체해 주십시오.
・빨간색 LED가 점등하지 않음 또는 부저가 울지 않음・・・고장일 가능성이 있습니다.
3. 검전 방법
스위치를 ON으로 하고 백색 LED가 점등된 상태에서 피측정물에 검지부를 갖다댑니다.
・백색 LED가 점등된 채로 적색 LED가 점멸하며 부저가 울림・・・활선 상태
・백색 LED만 점등됨・・・비활선 상태 또는 동작 전압 범위 이하
※ 본 기기의 대지간 최대 전압은 AC600V입니다. 이 전압을 초과하는 측정은 하지 마십시오.
03. 접지 저항계의 사용법: 측정 원리와 기본 저항값
접지 전극과 대지 사이의 저항을 일반적으로 접지 저항이라고 부릅니다. 정확하게는 접지 도체의 저항, 접지 도체와 대지의 접촉 저항, 대지의 저항의 총합입니다.
접지 저항은 일반적인 저항과는 다르게 다음과 같은 특징이 있습니다.
• 분극 작용
대지는 전해질과 같은 성질을 갖고 있기 때문에 분극 작용이 있으며 직류 전류를 흐르게 하면 그 전류와 반대 방향의 기전력이 발생하여 정확하게 측정할 수 없습니다. 때문에 접지 저항의 측정에는 일반적으로 수 십 Hz~1kHz의 구형파 또는 정현파가 사용됩니다.
•특수한 형태
접지 저항은 접지 전극과 대지 간의 저항입니다. 대지에서 꺼내어 측정할 수 없습니다.
대지의 저항율은 비교적 크기 때문에 측정하기 위한 전류가 흐르는 전극 부근에서는 전압 강하가 발생합니다. 때문에, 접지 전극의 저항값을 정확하게 측정하기 위해서는 각 전극(E전극,. S(P)전극, H(C)전극)을 10 m 정도 떨어트릴 필요가 있습니다.
• 외란 요소의 존재
접지 저항의 측정에는 지전극 또는 보조 접지 전극의 영향 등 외란 요소가 존재합니다. 접지 전극에 연결된 기기에서의 누설 전류에 의한 지전압은 접지 저항계가 검출하고 싶은 신호에 중첩하고 측정값에 영향을 줍니다. 또한 보조 접지 전극의 접지 저항이 크면 측정 전류가 작아지고 지전압 등 노이즈의 영향을 받기 쉽게 됩니다.
본 기기 (FT6031)은 이 외란의 영향을 받기 힘든 방식을 채용하고 있으며 악조건에서도 정확하게 측정할 수 있습니다.
교류 전원의 전압을 H(C) 전극-E 전극 사이에 인가하여 이 때 흐르는 교류 전류 I를 전류계로 측정합니다. 또한, 전류 I가 흐르는 것에 따라 발생하는 S(P) 전극-E 전극 사이의 전압 V를 교류 전압계로 측정합니다.
측정된 전류 I와 전압 V에서 E 전극의 접지 저항 RX를 구합니다. H(C) 전극-E 전극 간 및 H(C)전극-S(P) 전극 간 측정은 정확하게 측정할 수 없습니다.
전기 설비 기술 기준에서는 다음과 같이 접지 공사의 종류와 접지 저항값이 규정되어 있습니다.
접지 공사의 종류 접지저항계
A 종 (구 제 1종) : 10 Ω 이하
B 종 (구 제 2종) : 계산값*1
C 종(구 특별 제 3종) : 10 Ω 이하*2
D 종(구 제 3종) : 100 Ω 이하*2
*1 변압기의 고압값 또는 특별 고압측의 전로의 1선 지락 전류의 암페어 수에서 150(변압기의 고압측 전로 또는 사용 전압이 35000V 이하인 특별 고압 측의 전로와 저압측의 전로와의 혼촉에 의해 저압 전로의 대지 전압이 150V를 초과한 경우에 1초 초과 2초 이내에 자동으로 고압 전로 또는 사용 전압이 35000V 이하의 특별 고압 전로를 차단하는 장치를 설치할 때는 300, 1초 이내에 자동으로 고압 전로 또는 사용 전압이 35000V 이하의 특별 고압 전로를 차단하는 장치를 설치할 때는 600)을 제외한 값과 동일한 옴의 수
*2 저압 전로에서 해당 전로에 지기가 발생한 경우, 0.5초 이내에 자동으로 전로를 차단하는 장치를 설정하는 경우는 500 Ω
접지란 전기설비나 구조물과 대지를 전기적으로 연결하는 것입니다 . 접지를 올바르게 시공함으로써 감전 등의 사고를 막고 안전을 유지할 수 있습니다 .
또한 , 고조파 발생 , 기계나 장치의 오작동 , 정전 등의 전원품질 문제 방지로도 이어집니다 . 법률과 규격에 근거한 접지공사와 보수로 접지저항값을 적절하게 유지하는 것이 필요합니다 .
접지저항의 크기는 지질 , 접지극의 형상 및 구성 , 온도 , 습도 등에 의해 결정됩니다 . 그 중에서도 시공 장소의 지질 영향이 크기 때문에 이를 파악하는 것이 중요합니다 . 지질에 의한 접지저항의 차이를 이해하는 물리량으로 대지저항률이 있습니다 . 대지저항률이 높은 토지는 접지저항이 높아집니다 . 접지극의 형상 , 수량 , 매설할 깊이를 설계하기 위해 필요한 값입니다 .
• 접지저항값을 결정짓는 요소
· 환경조건: 지질 , 지층 , 온도 , 습도 , 염분 등
· 접지극: 형상 , 구성 , 수량 , 매몰되는 깊이
• 지질의 종류별 대지저항률
· 매우 습한 토양 , 늪지: 30Ω m
· 농경지 , 점토질 토양: 100Ω m
· 사질의 점토 토양: 150Ω m
· 습한 모래땅: 300Ω m
· 콘트리트 1:5: 400Ω m
· 습한 자갈: 500Ω m
· 건조한 모래땅: 1,000Ω m
· 건조한 자갈: 1,000Ω m
· 석회질 토양: 30,000Ω m
· 암반: 107Ω m
04. 측정방법의 종류
3전극법은 정확하게 접지저항을 측정할 수 있는 가장 일반적인 방법입니다. 접지저항의 정의에 따라 측정하고 싶은 접지극에 흘려보낸 전류와 그 때의 전위 상승으로부터 저항을 연산합니다. 측정 시에는 접지극을 분리해도 좋은 상태임을 확인한 후 작업합니다. (정전 상태 등)
• 측정 순서
(1)측정 대상의 접지극을 전원 시스템에서 분리합니다 .
(2)10 m 떨어진 지면에 보조접지극 S (P) 를 꽂습니다 .
(3)추가로 10 m 떨어진 지면에 보조접지극 H (C) 를 꽂습니다 .
(4)접지저항계의 E 단자 , S (P) 단자 , H (C) 단자를 각각 접지극과 보조접지극에 연결합니다 .
(5)접지저항을 측정합니다 .
(6)접지저항계를 분리한 후 , 접지극을 전원시스템에 연결합니다 .
• 접지극을 분리하지 않고 측정할 수 있는 MEC 기능*으로 효율 UP(FT6041 만 해당)
클램프 센서로 접지극에 흐르는 전류만을 측정합니다 . 접지극을 전원시스템에 연결한 상태에서 측정할 수 있습니다 .
* MEC 는 Measuring Earth using a Clamp 의 약자입니다 .
• 수 Ω 이하의 접지저항을 정확하게 측정 가능(FT6041 만 해당)
4 단자 측정원리를 이용한 접지저항 측정. 프로브 저항성분의 영향을 받지 않고 저저항을 정확하게 측정할 수 있습니다 .
측정하고 싶은 접지극과 1 개의 보조접지극 사이에 전류를 흘려보내 그 사이의 전압을 측정합니다 . 측정값에는 보조접지극의 접지저항값도 포함됩니다 . 따라서 보조접지극의 접지저항값이 크면 올바르게 측정할 수 없다는 점에 주의해야 합니다 . 보조접지극으로서 접지저항이 낮다는 것이 파악된 기존의 접지극을 사용하면 간단하게 접지저항을 측정할 수 있습니다 .
클램프식 측정법(2 클램프, 다중접지 시스템 측정에)
다중접지 시스템의 접지저항 측정에 한정되기는 하나 , 접지극에 2 개의 클램프 센서를 물리는 것만으로 측정할 수 있습니다 . ( 보조접지극이 필요 없음 )
송전철탑 및 피뢰침 , 저장고 등 다중접지의 접지저항 측정에 최적입니다 .
• 측정원리
전압 주입용과 전류 측정용 2 개의 클램프 센서를 사용합니다 . 전압 주입용 클램프를 측정하고 싶은 접지저항 Rx 에 물리면 모든 다중접지에 전류가 흐릅니다 . 전류 측정용 클램프로 Rx 에 흐르는 전류를 측정하면 아래의 식의 전류가 측정됩니다 .
Rx + 1/ [ (1/R1) + (1/R2) + (1/R3) + (1/R4) + ... ] = V/I
대량으로 접지되어 있는 경우에는 좌변 제2항이 매우 작아져 , 그 결과 Rx = V/I 와 근사값이 됩니다 .
4 전극법(베너 4 전극법, 대지저항률 측정에)
• 측정 순서
(1)4 개의 보조접지극을 일정간격 a [m] 떨어뜨려 설치합니다 .
(2)접지저항계에 보조접지극의 간격 a [m] 을 입력합니다 .
(3)대지저항률을 측정합니다 . 대지저항률은 아래의 식으로 연산되어 표시합니다 .
ρ = 2πaR
(4)간격 a [m] 를 변경해서 여러 차례 측정합니다 .
(5)a 와 ρ의 그래프를 작성합니다 .
05. 접지저항계 선택법
4 전극법 / 3 전극법 / 2 전극법 / 클램프식
가장 일반적인 접지 저항 측정 방법은 3 전극법이지만 , 다중 접지의 접지 저항을 측정하려면 클램프식 측정법이 적합합니다 . 또한 대지저항률을 측정하려면 4 전극법이 측정 가능한 계측기가 필요합니다 . 사용하는 측정 방법에 맞는 접지 저항계를 선택하세요 .
접지저항은 1 Ω부터 500 Ω까지 정확하게 측정할 필요가 있습니다 . 특히 낮은 저항값을 올바르게 측정할 수 있는 것이 중요합니다 . 측정 범위와 측정 정밀도를 확인하세요 .
3. 노이즈 환경에서도 안정적으로 측정되는가 ?
• 허용 지전압을 확인
기차나 공작기계 등에서 대지에 전류가 흐를 때 , 대지에 지전압이 발생합니다 . 지전압은 접지 저항 측정에 있어서 노이즈 성분이 됩니다 . 허용 지전압이 큰 계측기라면 큰 지전압이 발생하고 있는 경우에도 안정적인 측정이 가능합니다 .
• 측정 전류의 주파수는 가변하는가 ?
접지 저항계의 측정 전류가 노이즈 성분과 동일한 주파수인 경우 , 측정값이안정되지 않습니다 . 측정 전류의 주파수를 가변할 수 있는 접지 저항계라면 노이즈의 영향을 줄일 수 있습니다 .
4. 보조접지봉을 깊게 꽂지 않고 측정 가능한가 ?
보조 접지극의 접지 저항이 큰 경우 , 측정 전류를 흘려보낼 수 없어 접지 저항을 측정할 수 없습니다 . 보조 접지극의 허용 접지 저항이 그 한도치가 됩니다 . 허용 접지 저항이 작은 경우 , 보조 접지극을 지면에 깊게 꽂지 않으면 측정되지 않습니다 . 허용 접지 저항이 클 경우는 보조 접지극을 깊게 꽂을 필요가 없습니다 . 측정에 필요한 작업 시간에 크게 영향을 미치는 성능이므로 확인하십시오 . 또한 콘크리트 포장된 지면이 많은 도시에서는 보조 접지봉을 꽂을 수 없는 경우가 있습니다 . 그러한 장소에서의 측정에는 접지망이 편리합니다 .
깊게 꽂으면 시간이 걸린다 . 꽂지 못하는 장소도 있다 .
보조 접지봉을 깊게 꽂지 않아도 측정 가능하다 .
접지망 내장 모듈 . 물로 적시면 측정 가능하다 .
접지 저항 측정에서는 수 십 미터의 긴 측정 케이블을 사용합니다 . 따라서 측정하는 시간뿐 아니라 준비 및 정리 작업에도 시간이 걸립니다 . 측정 케이블을 빠르게 감을 수 있는 릴 등 작업 효율을 높일 수 있는 기능이 있는지 확인하세요 .
6. 방진방수성능과 사용온도범위는 적정한가 ?
실외 작업이 많기 때문에 불볕더위나 추운 곳에서도 장시간 사용할 수 있어야 합니다 . 사용온도범위가 넓은 계측기를 선택하세요 .
진흙이나 모래 등이 계측기 내부에 들어가면 고장의 원인이 됩니다 . 실외 작업에서는 빗물이 들어갈 수도 있습니다 . 방진 , 방수 성능이 IP67 이상이라면 안심입니다 .
계측기를 떨어트리거나 충격이 가해졌을 때 고장의 원인이 됩니다 . 내충격 성능 ( 드롭 프루프 ) 이 있으면 안심입니다 .
모든 측정지점의 접지저항값을 기록할 필요가 있습니다 . 측정기 본체에 무선 어댑터 Z3210 (옵션)을 장착하면 Bluetooth® 통신이 가능해집니다 . 무료 스마트폰용 앱 GENNECT Cross 를 사용하면 Bluetooth®통신으로 손쉽게 측정값을 기록할 수 있습니다 .
클램프 센서로 접지 저항을 측정할 때 접지극을 물려야 합니다 . 접지극의 형태가 버스바이거나 좁은 접지함에 들어가 있어 센서로 물리지 못하는 경우가 있습니다 . 센서의 모양과 크기를 확인하세요.
06. 접지 저항계의 측정법
가정용 PV(태양광 발전)의 D종 접지 공사의 접지 저항 측정
큐비클 내의 B종 접지 공사의 접지 저항 측정 (2전극법)
큐비클 내의 B종 접지 공사의 접지 저항 측정 (3전극법)
07.접지 저항계 FT6031 사용법: 3전극법
E 단자에 검정, S(P) 단자에 노랑, H(C) 단자에 빨강 측정 코드를 연결하여 측정 코드 3개의 선단을 그림과 같이 단락합니다.
접지 저항계의 조작으로 영점 조정을 실행합니다.
접지 전극과 E 단자를 측정 코드 (검정)으로 연결합니다.
와인더를 2개 들고 측정 코드를 당기면서 측정 장소로 이동합니다. 측정 코드 (노랑)가 모두 꺼내진 위치에서 보조 접지봉을 지면에 설치하고 측정 코드(노랑)를 연결합니다.
와인더(측정 코드:빨강)에서 측정 코드를 당기면서 접지 전극 E와 보조 접지 전극 S를 연결하는 직선 상으로 이동합니다.
측정 코드(빨강)가 모두 꺼내진 위치에서 보조 접지봉을 지면에 설치하고 측정 코드(빨강)를 연결합니다.
전원 버튼을 눌러 전원을 켭니다. Fn 버튼을 누르고 "3전극법"을 표시합니다. 지전압이 표시됩니다.
MEASURE 버튼을 누르면 본 기기는 자동으로 지전압 체크→보조 접지 저항 체크→접지 저항 측정을 순서대로 실행합니다.
약 8초 후 측정이 완료되고 측정값이 표시, 점등됩니다. 측정값을 확인해 주십시오.
콘크리트는 전도성 물질이므로 콘크리트 상에 보조 접지 전극을 설치할 수 있습니다.
콘크리트 상에 보조 접지봉을 놓고 물을 끼얹거나 보조 접지봉의 위에 젖은 수건을 걸어 보조 접지 전극으로 만듭니다.
이 방법으로 보조 접지 전극의 접지 저항이 내려가지 않는 경우는 옵션인 9050 접지망을 콘크리트 위에 깔고 보조 접지 봉을 접지망 위에 놓고 물을 끼얹어 주십시오. 물이 충분히 콘크리트에 침투 한 후 측정해 주십시오.
접지망의 대용으로써 금속판, 알루미늄 호일 등을 사용할 수 있습니다.
단, 접지망을 사용하는 편이 보조 접지 전극의 접지 저항은 내려갑니다.
아스팔트는 절연물이므로 일반적인 아스팔트 상에서는 보조 접지 전극을 설치할 수 없습니다. 단, 물이 침투한 아스팔트에서는 측정이 가능한 경우가 있습니다.
08.접지 저항계 FT6031 사용법: 간이 측정법 2전극법
본 기기의 E 단자에 L9787 테스트리드(검정), H(C) 단자에 L9787 테스트리드 (빨강)을 연결합니다.
테스트 리드의 선단을 연결(단락)합니다.
접지 저항계의 조작으로 영점 조정을 실행합니다.
오른쪽에 N(뉴트럴) 측이 연결되어 있는 상용 전원을 이용하는 경우의 연결 방법의 예를 나타냅니다.
측정에 이용하는 저접지 저항체로써 A종 접지 공사와 금속 수도관 등의 금속제 매설물이 있습니다. 또한 측정 대상의 접저 전극에서 5m 이상 떨어져 있는 저접지 저항체를 이용해 주십시오. 근접해있으면 정확하게 측정할 수 없습니다.
검전기 등을 사용하여 상용 전원의 N(뉴트럴) 측에 전압이 존재하지 않는 것을 확인합니다.
전원 버튼을 눌러 전원을 켭니다. Fn 버튼을 눌러 (2 전극법)을 표시합니다.
L9787 테스트 리드(검정)을 측정 대상의 접지 전극에 연결합니다.
L9787 테스트 리드(빨강)을 상용 전원의 N(뉴트럴) 측에 연결합니다.
지전압이 표시됩니다.
MEASURE 버튼을 누르면 본 기기는 자동으로 다음 측정을 순서대로 실행합니다. 약 3초 후에 측정값을 표시하고 HOLD가 점등됩니다.
지전압의 피크값이 허용 범위 내인지 아닌지 체크합니다.
접지 저항을 측정합니다. 접지 전극의 접지 저항과 상용 전원의 뉴트럴 측의 접지 저항의 합(Rx+Ro)을 측정합니다.