중성선과 접지선의 차이에 대하여

□ 중성선(N상, Neutral conductor)과 접지선(Earth선)의 정의 및 용도

ㅇ 중성선(N상 : Neutral conductor 또는 neutral wire)

- 중성선(N상 : Neutral conductor) : 단상3선식의 경우나 3상 교류 계통에서 변압기를 Y결선 하는 경우에 그 중성점에 접속되는 전선(인출한 선)을 말함. 배전계통에서는 일반 상선 사이의 선간전압 이외에 상선(R, S, T 또는 A, B, C 등)과 중성선 사이의 전압, 즉 상전압의 사용이 가능하며 선간전압은 동력용으로 사용하고, 상전압은 전등용으로 하는 것이 보통이다.

- 전기공급방식이 3상4선식, 1상2선식 등에서 접지선과 달리 전기회로를 구성하여 부하에 전류를 공급함

- 380/220 3상4선식 공급방식의 경우 R과 S, 또는 R과 T 등 상선을 이용하는 경우 380V의 전압을 R과 N, S와 N, T와 N을 연결하는 경우 220V 전압을 사용하게 됨

ㅇ 접지선(Earth선)

- 접지선(Earth선) : 접지선은 대지의 접지극과 연결된 선을 말함

- 부하에 전류를 공급하지 않고 대지와 등전위를 목적으로 하고 있으며 정상적인 전기회로 이외의 누설전류 등을 대지로 귀로시켜 인축을 전격으로부터 보호하기 위함

□ 중성선(N상 : Neutral conductor)과 접지선(Earth선)의 차이점 및 유의사항

ㅇ 가장 큰 차이점은 중성선은 정상상태에서는 전류가 흐르지 않는 접지선과 달리 일반적인 경우 전기회로의 일부로 전기회로를 구성하고 있으며 상시 전류가 흐르는 상태 즉 통전 상태를 유지하게 됨

- 중성선은 일반적으로 접지선에 가깝다고 생각하기 쉬우나 내선규정에서는 전압선으로 분류되어 있음

ㅇ 접지선은 지중의 접지극(대지)과 등전위를 만들거나 이상전압을 대지로 방전하는 등의 기능을 수행하며 정상전인 상태에서는 전류가 흐르지 않는 상태를 유지하게 됨(일반적인 건축물의 경우)

ㅇ 중성선에는 상전류의 20%이상의 전류가 흐르지 않도록 하고 있다고 하지만 이는 불평형 전류만을 고려한 값이며 비선형부하(정류기, 인버터, UPS, 컴퓨터, 모니터, 복사기 등)나 전기로, 용접기 등에서 발생하는 고조파를 발생하는 부하가 있을 경우는 다름

ㅇ 이 경우에는 [eqn: SQRT { { 불평형전류}^{2 }+ {상고조파전류합성}^{2 } }] 에 해당하는 전류가 중성선에 흐르게 됨. 상고조파전류합성이란 정상과 역상고조파는 벡터합이고, 영상고조파는 스칼라 합을 의미함. (민원사례를 보면 상전류보다 중성선의 전류가 더 큰 경우가 있고 그 원인의 대부분은 고조파에 의한 것이었음)

ㅇ 이상은 국내 전기설비기술기준 등에 따른 독립접지방식에서의 그리고 일반적인 국내현장의 실정에 따른 내용이며 병원 등 특수설비나 송변전설비의 접지, IEC, NFC 기준채용 등 접지방식에 따라 다를 수 있음

(개인적인 생각)

※ 현장에서 중성선과 접지선의 용도를 구별하지 않고 사용하는 경우가 있으며, 이는 평상시(정상상태)는 기능상에 별다른 문제가 없을 수도 있지만 지락, 뇌서지 침입 등의 이상 상태에서는 여러가지 장해를 유발할 수 있음

※ 최근의 각종 사고 및 전기설비의 이상발생 사례를 보면 접지와 관련한 것이 상당히 많고 그 원인은 선형부하가 대부분이던 시대의 기준으로 현재 즉 비선형부하 및 고품질의 전원을 필요로 하는 전기설비를 설계 시공하고 있다는 것이라고 사료됨

※ 국내 접지기준이 제정된 것이 아마도 1970년대로 알고 있고 그때의 기준으로 현재의 전기설비의 접지를 설계하고 시공하고 감리를 수행한다는 것은 문제가 있다고 판단되며 전기계의 종사자는 전기설비기술기준이나 내선규정에 따른 업무보다는 대상설비에 대한 깊이있는 이해를 통한 설비가 요구하는 안전확보 기준 등을 나름대로 설정할 필요가 있다고 사료되며 이를 위해서는 국내․외 접지 및 고조파 관련 자료의 활용과 연구가 필요하다고 사료됨