접지방식 독립접지 공통접지 통합접지

접지방식 독립접지 공통접지 통합접지에 대하여 알아보겠습니다. 접지(Earthing 또는 Grounding)는 전기설비의 이상전압이나 누설전류, 낙뢰 등으로부터 인체와 설비를 보호하기 위한 중요한 보호 기술이다. 접지 방식은 전기설비의 종류와 운영 목적, 그리고 통신·제어시스템과의 연동 여부에 따라 적절하게 선택되어야 하며, 잘못된 접지 방식은 오히려 지락전류의 경로를 불안정하게 하거나, 오동작을 유발하고, 감전 사고를 유발할 수 있다.

1. 접지방식 독립접지

1.1 정의

독립접지(Isolated Grounding)란, 전기설비나 시스템별로 각각 독립된 접지극과 접지선을 갖추어 서로 전기적으로 연결되지 않도록 설치하는 방식이다. 서로 다른 시스템의 접지 간 전위차를 완전히 차단하는 데 목적이 있다.

1.2 구조

• 각각의 접지 대상마다 개별 접지극을 설치하고 서로 연결하지 않음
• 전기적, 기계적으로 완전히 분리된 접지시스템 유지

1.3 특징 및 장점

• 다른 시스템의 이상전압 또는 고장의 영향을 받지 않음
• 통신설비, 전산장비 등 민감한 장비에서 이상전위로 인한 오동작 방지
• 전위 상승이 국부적으로 제한되어 피해 범위 축소

1.4 단점

• 각 접지의 전위차로 인한 등전위 유지 어려움
• 낙뢰 시 전위차로 인한 역전류 또는 방전 유도 위험
• 접지극 중첩 설치로 인해 시공비 상승 및 토양 포화 우려

1.5 주요 적용 대상

• 발전소 또는 대형 수변전설비
• 철도신호, 항공·통신 시설
• 통신 중계소의 장비별 접지 등

2. 공통접지

2.1 정의

공통접지(Common Grounding)란, 여러 전기설비 또는 장비가 하나의 접지극을 공유하여 접지를 구성하는 방식이다. 모든 설비를 동일 전위 기준으로 유지하여 등전위를 확보하는 데 목적이 있다.

2.2 구조

• 하나의 접지극에 여러 접지선을 접속함
• 접지저항이 기준 이하가 되도록 대지 저항률 보완 필요

2.3 특징 및 장점

• 모든 설비가 동일 접지점 기준이므로 등전위가 잘 유지됨
• 접지저항 값이 낮게 유지되면 효율적인 낙뢰 분산 가능
• 시공이 간단하고 경제적

2.4 단점

• 한 설비의 이상전압이 다른 설비로 전이 가능
• 민감한 제어회로나 통신설비에서는 노이즈 유입 우려 있음
• 고장 시 전체 시스템에 영향을 미칠 수 있음

2.5 주요 적용 대상

• 중소규모 수변전설비
• 일반 빌딩, 공장 전기설비
• 피뢰설비와 전력설비를 하나의 접지극으로 구성할 때

3. 통합접지

3.1 정의

통합접지(Integrated Grounding, Mesh Bonding Network)는 공통접지의 개념을 발전시킨 방식으로, 피뢰·전력·제어·통신 등 모든 접지 시스템을 단일 등전위망(Equipotential Ground Mesh) 으로 구성하는 방식이다. 모든 장비의 금속 외함, 설비, 접지선 등을 기하학적으로 배치된 접지망에 연결하여 등전위 구조를 형성한다.

3.2 구조

• 건물 전체에 걸쳐 전기적으로 연결된 그리드 접지망(Mesh) 구축
• 각 장비, 전기기기, 통신·제어장비가 해당 접지망에 직접 연결됨
• 주된 구성요소 : 구조체 접지, 기기 접지, 피뢰접지, 전기실 접지, 케이블쉴드 등

3.3 특징 및 장점

• 완벽한 등전위 환경 조성 가능 (전위차 최소화)
• 노이즈, 낙뢰, 이상전압 등에 대해 전설비가 균일하게 반응함
• EMC(전자파 적합성) 확보에 효과적
• IT, 통신, 제어, 전력설비의 동시 보호 가능

3.4 단점

• 시공이 복잡하고 초기 공사비가 높음
• 기획 단계부터 설계되어야 하므로 기존 설비 적용은 어려움
• 유지관리 시 전 구간 점검 필요

3.5 주요 적용 대상

• 데이터센터, 병원, 방송국 등 정전·노이즈 민감 시설
• 국가 핵심 시설, 스마트빌딩
• 대규모 제어·통신 연동 설비

3.6 설계기준

• 접지저항은 1~10Ω 이하(통합 등전위접지는 1~5Ω 이하)로 설계한다.
• 주 등전위 본딩도체는 연동선 16㎟ 이상, 보조 등전위 본딩도체는 2.5~4㎟ 이상으로 한다.
• 모든 노출 도전성 부분과 계통 외 도전성 부분은 등전위 본딩을 실시한다.
• 건물 내 각 플로어별로 ‘Ground Window’(접지창)를 설치해 저임피던스 접지간선으로 주 접지단자에 통합한다.

4. 접지방식별 비교

구분	독립접지	공통접지	통합접지
개별 접지 여부	O (분리)	X (공유)	X (공유)
전위차 발생	높음	낮음	매우 낮음
EMC 대응	보통	낮음	매우 우수
낙뢰 영향 전파	없음(자체 제한)	있음	없음(망 내부 제한)
시공 난이도	중	쉬움	어려움
초기 비용	높음	낮음	높음
유지관리	쉬움	쉬움	어려움
주요 활용	민감 회로 분리	일반설비	고신뢰 설비, 데이터센터

5. 실무 적용시 고려사항

접지방식은 단순히 이론적 구분으로 결정되는 것이 아니라, 설비의 특성, 경제성, 운전 환경, 유지관리의 용이성 등을 종합적으로 고려해야 한다. 다음은 실무 적용 시 고려해야 할 핵심 사항이다.

• 통신·전산 설비가 포함된 경우 → 독립 또는 통합접지
• 경제성 중시, 비 비상설비 중심 → 공통접지
• 낙뢰 위험, 전력피해 최소화 필요 → 통합접지
• 통신·전력 간 전위차 최소화 필요 → 통합접지 또는 저저항 공통접지
• 접지저항 유지 관리 곤란 → 통합망 구축 권장

6. 결론

접지방식은 전기설비의 안정성과 인체 보호, 통신 설비의 신뢰성을 확보하는 기초이자 핵심 기술이다. 단순한 접지봉 설치만으로는 만족스러운 성능을 얻기 어렵고, 고도화된 시스템일수록 접지 구조 또한 체계적으로 설계되어야 한다.

특히 최근에는 전력설비와 통신·제어설비의 융합이 일반화됨에 따라, 기존의 단일 접지 방식보다 통합적이고 등전위가 확보된 접지망 구조, 즉 통합접지(Mesh Bonding) 가 점차 표준으로 자리잡고 있다.

접지방식의 올바른 선택은 단순히 전기적 안정성을 넘어, 전체 시스템의 생명과 자산을 보호하는 필수 조건임을 명심해야 한다.