[논문]CDEGS를 이용한 가로등의 접지특성에 관한 연구

이재화; 장덕관; 전재관; 노영수; 곽희로

CDEGS를 이용한 가로등의 접지특성에 관한 연구
A Study on the Grounding Characteristics of a Street Light using CDEGS 원문보기

이재화 (숭실대학교) , 장덕관 (숭실대학교) , 전재관 (숭실대학교) , 노영수 (숭실대학교) , 곽희로 (숭실대학교)

Since it is frequently reported, nowadays, that a variety of accidents happen in association with a street light, it is urgently demanded to take necessary measures to cope with such situation. In this aspect, it is important to study the grounding characteristics of a street light because most of the accidents are related to grounding. In this paper, therefore, the grounding characteristics of a street light have been investigated based on layers by using CDEGS. As a result of simulation, the soil resistivity turns out to be extremely important determining the characteristics of a grounding system.

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문제 정의

또한 현재 접지에 가장 많이 사용되고 있는 일반 접지 봉과 비교적 넓은 면적에서 접촉 및 보폭전압을 낮추고자 할 경우에 사용되고 있는 메쉬(mesh) 접지에 대해 모의하였다.
이런 점에 주목하여 본 논문에서는 가로등 설비의 접지방식에 따른 지층별 접지 특성을 분석하여 접지에 대한 정량적인 연구의 토대를 마련하고자 한다.

제안 방법

표 2는 AEMC₄₅0"으로 실측한 데이터를 이용하여 지층별 대지고유저항을 보다 정확하게 구한 것으로써, 수평 2층 구조와 수평 3층 구조를 이용하였다.
본 연구에서는 그림 1과 같이 가로등의 접지를 설계하기 위해 마포를 포함한 4 개소의 대지고유저항을 접지저항 측정기 (mod시:AEMC₄₅00)를 이용하여 측정하였다. 또한 현재 접지에 가장 많이 사용되고 있는 일반 접지 봉과 비교적 넓은 면적에서 접촉 및 보폭전압을 낮추고자 할 경우에 사용되고 있는 메쉬(mesh) 접지에 대해 모의하였다.
접촉 및 보폭전압을 비교.분석하기 위해 표 2의 대지 고유저항을 이용하였으며, 각 지층별로 일반 접지봉과메쉬 접지방식으로 설계하였다. 표 3은 시뮬레이션 결과로 4개소 각각의 지층톡성에 따른 허용전압에 대한 접촉 및 보폭전압을 나타낸 것이다.
표 1에 보인 바와 같이, 국내의 지층별 대지고유저항 을 2층 구조와 3층 구조로 대별하여 총 4개소에서 측정하였다. 전극은 표와 같이 6가지 간격으로 설치한 후, 측정하였다.
접촉 및 보폭전압을 비교.분석하기 위해 표 2의 대지 고유저항을 이용하였으며, 각 지층별로 일반 접지봉과메쉬 접지방식으로 설계하였다.
분석자료로써 사용되었다. 지층별로 분석하기 위해 A(마포), B(광주), C(대전), D(안산)의 대지고유저항을실측하였다. 이 때, A와 B는 2층의 대지구조이고 C와 D 는 3층의 대지구조였다.
허용전압과 접촉 및 보폭전압의 비교*분석에 필요한 접지 설계를 위해 일반 접지봉과 메쉬 접지를 그림 2와 같이 설계하였다.

대상 데이터

각 개소에서 실측된 대지 고유저항은 접지해석 프로그램인 CDEGS로 지층에 대한 보다 정확한 값으로 분석하였으며, 분석된 대지 고유저항은 지층별 허용전압에 대해 접촉전압, 보폭전압의 비교.분석자료로써 사용되었다. 지층별로 분석하기 위해 A(마포), B(광주), C(대전), D(안산)의 대지고유저항을실측하였다.
표 1에 보인 바와 같이, 국내의 지층별 대지고유저항 을 2층 구조와 3층 구조로 대별하여 총 4개소에서 측정하였다. 전극은 표와 같이 6가지 간격으로 설치한 후, 측정하였다.

데이터처리

규격의 나동선을 포설하였다. 각 개소에서 실측된 대지 고유저항은 접지해석 프로그램인 CDEGS로 지층에 대한 보다 정확한 값으로 분석하였으며, 분석된 대지 고유저항은 지층별 허용전압에 대해 접촉전압, 보폭전압의 비교.분석자료로써 사용되었다.

이론/모형

지층별 대지고유저항을 구하기 위해 접지방식에 따른 접지저항 계산식을 사용하였다.

성능/효과

그러나 일반 접지봉의 실제 접촉 젼압과 보폭 전압의 크기는메쉬 접지에 비해 훨씬 큰 값을 가짐을 알 수 있었다. 또한 지층별 특성을 비교하면 2층 구조에서 3층 구조로 갈수록 접촉 및 보폭전압의 크기가 모두 큰 폭의 상승 값을 가짐을 알 수 있었다.
메쉬 접지의 경우도 일반 접지봉과 마찬가지로 3층 구조의 접촉 및 보폭전압의 크기가 2층 구조보다 다소 높았으며, 허용전압도 약간 높온 값을 나타내었다.
본 연구에서 접지 설비에 있어서 가장 중요한 요소가 대지 고유저항임을 확인할 수 있었고, 또한 2층의 대지 구조가 3층의 대지 구조보다 허용 전압에 따른 접촉 및 보폭 전압의 안정성이 좋음을 볼 수 있었다.
접지해석 프로그램인 CDEGS# 이용하여 현장에서 측정한 대지고유저항을 가지고 모의 실험한 결과, 동일 지역의 대지고유저항에 대한 일반 접지봉 및 메쉬 접지의 접촉허용전압 및 보폭허용전압의 값은 동일하였다. 그러나 일반 접지봉의 실제 접촉 젼압과 보폭 전압의 크기는메쉬 접지에 비해 훨씬 큰 값을 가짐을 알 수 있었다.

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