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[국내논문] 인체전류를 기반으로 하는 감전의 위험성 평가방법
A Method for Evaluating Electric Shock Hazards Based on Human Body Current 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.25 no.6, 2011년, pp.108 - 114  

이복희 (인하대학교 IT공대 전기공학부) ,  유양우 (KD 파워주식회사, 인하대학교 대학원) ,  최종혁 (인하대대학원 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to mitigate the possible hazards from electric shock due to the touch and step voltages, the high resistivity material such as gravel is often spread on the earth's surface in substations. When the grounding electrode is installed in two-layer soil structures, the surface layer soil resisti...

주제어

#Electric Shock Hazard   #Ground Surface Potential Rise   #Human Body Current   #Touch Voltage   #Step Voltage   #Two-Layer Soil Structure  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 허용위험전압만을 평가한 경우 평균대지저항률 변화에 따른 접촉전압과 보폭전압의 증가로 인한 인체에 흐르는 전류의 변화는 고려되지 않게 된다. 따라서 본 연구에서는 식 (1)의 인체에 흐르는 전류를 비교하여 대지구조에 따른 위험성을 보다 정확하고 편리하게 평가하는 방법에 대하여 고찰하였다.
  • 소규모 접지설비의 시설조건이나 전기설비 주변의 바닥면 조건을 모르는 경우 접촉전압 또는 보폭전압만을 측정하여 검사하는 경우 허용기준을 산정할 수 없으므로 적합성 여부의 판정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 접지시스템의 감전에 대한 성능을 정확하고 편리하게 평가하는 방법을 검토할 목적으로 IEEE Std. 80에 제시되어 있는 접지의 안전성 평가에 대한 기법을 이용하여 2층 대지구조의 토양에서 대지표면전위의 변화와 인체의 발의 접촉저항의 변화를 고려하는 인체전류 기반의 감전에 대한 위험성을 평가하였다.
  • 본 논문에서는 2층 대지구조에서 위험성 저감을 평가하는 기준을 인체에 흐를 수 있는 전류와 상관없이 위험전압이 발생하였을 때 인체에 흐르는 전류로 평가하였다. 즉 식 (1)을 이용하여 단일 대지구조에 대한 2층 대지구조에서의 위험성을 비교·평가하였다.
  • 본 연구에서는 인체에 흐르는 전류를 기반으로 접지 시스템에 대한 감전의 위험성을 평가하는 방법에 관한 연구를 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
  • 접지를 하는 궁극적인 목적은 인체의 감전을 방지하여 전기·전자 기기의 사용에 대한 안전성을 확보하는 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
접지의 목적은? 접지를 하는 궁극적인 목적은 인체의 감전을 방지하여 전기·전자 기기의 사용에 대한 안전성을 확보하는 것이다. 감전이란 외부에서 인가된 전원에 의해서 인체로 전류가 통과되는 것을 말하며, 누전 또는 절연 파괴 등의 사고로 전로의 충전부가 기기의 철대 또는 외함 등에 접촉되었을 때 대지전위를 낮추어 사용자 혹은 작업자의 인체를 통하여 전류가 흐르지 않도록 하여 감전을 방지하는 것이 보안용 접지의 기본 역할이다[1-3].
본 연구가 진행한 인체에 흐르는 전류를 기반으로 접지 시스템에 대한 감전의 위험성을 평가하는 방법에 관한 연구를 통하여 어떠한 결론을 얻었는가? 접지된 전기설비의 주변에서에서 사람의 발과 바닥면 사이의 접촉저항과 바닥면의 조건에 따라 표면전위가 변화하기 때문에 그에 따른 인체에 흐를 수 있는 전류를 측정하여 감전의 위험성을 평가하는 것이 편리하고 합리적이다. 바닥면의 저항률이 높은 경우 발의 접촉저항이 커져 인체에 흐르는 전류가 감소하지만 평균적인 저항률의 증가로 위험전압이 증가할 수 있기 때문에 접지시스템을 검사할 때에도 인체에 흐르는 전류를 기반으로 하는 것이 바람직하다. 본 연구 결과는 최근 공통/통합접지방식의 적용에 따른 검사 방법의 개발에 적용될 것으로 기대된다.
감전이란? 접지를 하는 궁극적인 목적은 인체의 감전을 방지하여 전기·전자 기기의 사용에 대한 안전성을 확보하는 것이다. 감전이란 외부에서 인가된 전원에 의해서 인체로 전류가 통과되는 것을 말하며, 누전 또는 절연 파괴 등의 사고로 전로의 충전부가 기기의 철대 또는 외함 등에 접촉되었을 때 대지전위를 낮추어 사용자 혹은 작업자의 인체를 통하여 전류가 흐르지 않도록 하여 감전을 방지하는 것이 보안용 접지의 기본 역할이다[1-3]. 감전으로 인해 나타날 수 있는 인체의 위험성에 대한 접지의 보호성능은 주로 접촉전압 및 보폭전압으로 평가하며, 여러 문헌에 접촉전압 및 보폭전압에 대한 평가방법 및 측정결과들이 제시되어 있다[4-9].
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참고문헌 (11)

  1. 이복희, 이승칠, “접지의 핵심 기초 기술”, 도서출판 의제, pp.25-64, 1999. 

  2. International Standard IEC 61936-1, “Power installations exceeding 1 kV a.c. - Part 1: Common rules”, 2nd ed. pp.84-88, 2010. 

  3. 高僑健彦, “接地？等電位ボMソaディング設計の實務知識”, オ-ム社, pp.27-48, 2003. 

  4. Kosztaluk, R., Mukhedkar, R. Gervais, Y., “Field Measurements of Touch and Step Voltages”, IEEE Trans. on PAS, Vol 103, No. 11, pp.3286-3294, 1984. 

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  5. Chow, Y.L., Salama, M.M.A., Djogo, G., "Thevenin source resistances of the touch, transferred and step voltages of a grounding system", IEE PGTD, Vo. 146, No. 2, pp.107-114, 1999. 

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  6. H. Zhao, H. Griffiths, A. Haddad, A. Ainsley, “Safety-limit curves for earthing system designs: appraisal of standard recommendations”, IEE Proc.-Gener. Transn. Distrib. Vol. 152, No. 6, pp.871-879, 2005. 

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  7. C. H. Lee and A.P. Sakis Meliopoulos, “Comparison of touch and step voltages between IEEE Std 80 and IEC 479-1”, IEE Proc.-Gener. Transn. Distrib. Vol. 146, No. 6, pp.593-601, 1999. 

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  8. 최종혁, 최영철, 이복희, “수직 접지전극의 접지임피던스 측정에서 도전유도에 의한 오차 평가”, 대한전기학회 논문지,Vol. 58 No. 9, pp.1778-1783, 2009. 

  9. Kosztaluk, R., Mukhedkar, R. Gervais, Y., "Field Measurements of Touch And Step Voltages", IEEE Trans. on PAS, Vol 103, No. 11, pp.3286-3294, 1984. 

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  10. IEEE Std. 80-2000, “IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding”, pp. 16-29, 2000. 

  11. IEEE. Standard Board, “IEEE Guide for Measurement of Impedence and Safety Characteristics of Large, Extended or Interconnected Grounding System”, IEEE Std 81-2, pp.51-56. 1991. 

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