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직류환경에서 인체에 흐르는 감전전류 분석
Analysis on Electric Shock Current in DC Electricity 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.21 no.3, 2016년, pp.254 - 259  

이진성 (Dept. of Electrical, Electronic and Control Eng., Kongju National University) ,  김효성 (Div. of Electrical, Electronic and Control Eng., Kongju National University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, DC distribution systems have become a hot issue because of the increase in digital loads and DC generation systems according to the expansion of renewable energy technologies. To obtain the practical usage of DC electricity, safety should be guaranteed. The main concerns for safety are two...

주제어

#DC distribution   #Electric shock current   #Human body impedance   #IEC 60479   #Residual current  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 직류배전계통에서의 인체보호기술에 관련한 IEC 60479 인체감전의 생리학적 현상에 제시되어 있는 직류에서의 인체감전 현상에 대하여 실험적으로 분석하였다. 분석 결과, 인체 임피던스는 교류 감전 조건에서 용량성 임피던스 특성을 보이지만, 직류 감전 조건에서는 유도성 임피던스 특성을 보인다.
  • 본 논문은 교류와 직류환경에서 인체의 감전특성을 실험적 연구를 통하여 감전전류의 기울기와 패턴을 분석하고, 각각의 인체의 임피던스 모델을 제시한다. 또한 직류와 교류환경에서 두 인체의 감전 등가회로모델의 모순점을 제시하고, 직류와 교류 환경에서 통합적으로 적용 가능한 통합 인체 감전 임피던스 모델을 제시한다.
  • 감전전류는 100ms 이후로도 완만하게 증가하는 양상을 보이고 있으나, 실험자의 안전을 고려하여 100ms에서 감전 상황을 해제시켰다. 본 연구에서는 100ms까지의 감전조건에서 측정한 실험파형을 토대로 인체 임피던스의 모델링을 시도하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인체 임피던스의 등가 회로는 무엇으로 구성되어 있는가? IEC 60479에서는 다양한 환경조건 별로 인체임피던스를 제시하고 적용환경에 맞도록 선택하여 적용토록 하고 있다. 즉, 인체의 임피던스는 통전경로, 접촉전압, 전류의 지속시간, 주파수, 피부의 습기, 접촉면적, 접촉압력 및 온도에 영향을 받으며 등가 회로는 저항 R과 커패시터 C로 구성되는 것으로 제시하고 있다. 그림 1은 IEC 60479에서 제시하는 인체 임피던스의 모델을 보인다.
인체의 총 임피던스란? 인체 임피던스는 전압이 높아질수록 낮아지며, 주파수가 높아질수록 낮아진다. 인체의 총 임피던스는 인체 내부 임피던스와 피부임피던스의 합이며, 약 200V 이상에서 직류와 교류의 임피던스는 실용상 큰 차이가 없다. 표 1의 임피던스는 0.
직류배전망에서 확보되어야 하는 두 가지의 안전성은? 직류배전망의 안전성은 두 가지 측면에서 확보가 되어야한다[1] . 첫째로 인체 안전성이고, 둘째로 전력설비 및 기기의 안전성이다. 두 경우는 모두 대지와의 접지에 의하여 발생하는 누설전류에 대한 검출과 차단을 기본으로 하고 있다[2]-[4] .
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참고문헌 (7)

  1. IEC TR 60755 "General requirements for residual current operated protective devices," 2008. 

  2. W. K. Lee, B. H. Han, H. M. Jung, and H. S. kim, "Development of residual current detector for DC distribution system," Korean Power Electronics Annual Conference, pp. 53-54, July 2013. 

  3. D. W. Kim, Y. B. Lim, S. I. Lee, J. H. Kim, and D. C. Kang, "Prevention techniques of electrical fire and electrical shock caused by leakage current," Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical installation Engineers, Vol. 27, pp. 82-87, June 2013. 

  4. H. J. Kim, J. B. Baek, G. S. Seo, K. S. Choi, H. S. Bae, and B. H. Cho, "Research on earth leakage circuit breaker for DC-based green home," Korean Power Electronics Annual Conference, pp. 76-77, Nov. 2010. 

  5. IEC 60479, "Residual current protective device dependent or independent of line voltage," 2008. 

  6. International Electrotechnical commission, "Effects of current on human beings and livestock, Part 1: General aspects," 60479-1, IEC 2005. 

  7. W. K. Lee and H. S. Kim, "Development of residual current detector for protecting human and equipment of TN grounding systems in DC power distribution systems," Korean Power Electronics Annual Conference, pp. 64-65, Nov. 2014. 

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