지상 네트워크 테스트: 서브 스테이션 지상 시스템에 대한 방법, 절차 및 최상의 관행

변전소 및 기타 전력 설비의 안전한 작동을 위해서는 신뢰할 수 있는 접지 그리드가 필수적입니다. 이는 고장 전류 경로를 제공하고, 장비 접지를 유지하며, 고장 조건에서 위험한 전압 차이를 줄여줍니다.

대부분의 접지 도체는 지하에 매설되어 있기 때문에 육안 검사만으로는 상태를 확인할 수 없습니다. 따라서 접지 그리드 테스트는 접지 성능, 시스템 무결성 및 인명 안전을 평가하는 데 중요합니다. 현대적인 접지 측정 지침은 대지 저항률, 접지 임피던스, 대지 표면 전위, 스텝 및 터치 전압, 접지 시스템 무결성 및 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있는 요인을 다룹니다.

접지 시스템은 부식, 연결부 손상, 건설 변경 또는 주변 토양 조건 변화로 인해 성능이 저하될 수 있습니다. 정기적인 테스트는 다음을 돕습니다:

• 접지 시스템의 전기적 성능 평가
• 비정상적이거나 불안정한 측정 결과 식별
• 가능성 있는 고저항 또는 손상된 접지 연결 감지
• 변전소 안전 평가 지원
• 준공 및 향후 유지보수를 위한 참조 데이터 제공

그러나 단일 저항 값만으로는 대형 접지 그리드 전체 상태를 설명할 수 없습니다. 접지 저항, 그리드 연속성, 토양 조건 및 표면 전압 위험을 모두 고려해야 할 수 있습니다.

전위 강하법은 접지 저항 또는 접지 임피던스를 측정하는 데 가장 널리 사용되는 방법 중 하나입니다.

테스트 전류를 테스트 중인 접지 시스템과 원격 전류 전극 사이에 주입합니다. 그런 다음 전위 전극을 그 사이에 이동시켜 전압 응답을 측정합니다. 전압과 전류의 비율을 사용하여 겉보기 접지 임피던스를 결정합니다.

대형 접지 시스템의 경우 여러 프로브 위치에서 측정을 수행해야 합니다. 목표는 단일 판독값이나 단순화된 간격 규칙에만 의존하는 대신 측정 곡선에서 안정적인 영역을 식별하는 것입니다. 케이블 차폐, 중성선, 파이프라인 및 기타 금속 연결과 같은 외부 접지 경로는 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.

토양 비저항은 접지 시스템 설계 및 성능에 중요한 요소입니다. 베너 4점법이 일반적으로 사용됩니다. 4개의 전극을 동일한 간격으로 직선으로 설치하고, 테스터는 외부 전극을 통해 전류를 주입하면서 내부 전극 사이의 전압을 측정합니다.

다른 간격으로 측정한 결과는 다른 유효 깊이의 토양 조건에 대한 유용한 정보를 제공할 수 있습니다.

접지 시스템은 때때로 손상된 도체나 불량한 연결이 여전히 포함되어 있음에도 불구하고 허용 가능한 전체 저항을 보일 수 있습니다. 접지 그리드 무결성 테스트는 접지 도체 및 연결부의 전기적 연속성에 중점을 둡니다. 이는 다음을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다:

• 끊어진 도체
• 부식된 연결부
• 느슨한 접지 본드
• 고저항 접합부

따라서 무결성 테스트는 접지 저항 측정에 중요한 보완책입니다.

지락 사고 시 변전소 표면에 전압 구배가 발생할 수 있습니다. 스텝 전압은 사람이 발로 밟을 수 있는 지면의 두 지점 사이의 전압 차이입니다. 터치 전압은 접지된 구조물과 사람이 서 있을 수 있는 표면 사이의 전압 차이입니다.

이러한 측정은 변전소 접지 시스템의 안전 성능을 평가할 때 특히 중요합니다.

실제 테스트 프로세스에는 일반적으로 다음 단계가 포함됩니다:

1. 접지 시스템 검토 — 그리드 레이아웃, 접지봉, 장비 연결, 케이블 차폐, 중성선 및 기타 가능한 병렬 접지 경로를 이해합니다.
2. 테스트 목표 정의 — 테스트가 접지 저항, 토양 비저항, 그리드 무결성 또는 스텝 및 터치 전압을 측정하기 위한 것인지 결정합니다.
3. 적절한 테스트 방법 선택 — 접지 시스템 및 현장 조건에 따라 장비와 방법을 선택합니다.
4. 보조 전극 올바르게 설치 — 선택한 방법에 적합한 프로브 위치와 거리를 보장합니다.
5. 여러 측정 수행 — 결과 안정성을 확인하기 위해 필요한 경우 전위 프로브를 이동하거나 측정을 반복합니다.
6. 결과 분석 — 판독값을 시스템 설계 정보, 이전 테스트 기록 및 적용 가능한 엔지니어링 요구 사항과 비교합니다.
7. 테스트 문서화 — 테스트 구성, 프로브 위치, 현장 조건, 측정값 및 장비 정보를 기록합니다.

접지 그리드 측정은 다음과 같은 여러 요인의 영향을 받을 수 있습니다:

• 잘못된 보조 전극 간격
• 병렬 접지 경로
• 매설된 금속 구조물 또는 파이프라인
• 케이블 차폐 및 가공 접지 도체
• 불량한 테스트 프로브 접촉
• 전기 간섭
• 불균일한 토양 조건
• 토양 습도 및 온도 변화

이러한 이유로 단일 측정값을 최종 평가로 자동 처리해서는 안 됩니다. 여러 측정과 테스트 설정 검토를 통해 결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있습니다.

신뢰할 수 있는 접지 그리드 테스트를 위해:

• 시작하기 전에 테스트 목적을 명확하게 정의합니다.
• 전체 접지 네트워크를 이해합니다.
• 응용 분야에 맞는 올바른 테스트 방법을 선택합니다.
• 적절하게 보정된 테스트 장비를 사용합니다.
• 측정 안정성 및 반복성 확인
• 향후 비교를 위해 상세한 기록을 유지합니다.
• 과거 결과의 중요한 변화 조사
• 테스트 전반에 걸쳐 현장 안전 절차를 따릅니다.

복잡한 변전소 접지 시스템의 경우, 다른 테스트를 상호 보완적인 것으로 간주해야 합니다. 낮은 전체 접지 저항이 모든 매설된 도체와 접지 연결이 양호한 상태임을 자동으로 증명하는 것은 아닙니다.

접지 그리드 테스트는 전기 시스템 준공 및 유지보수의 중요한 부분입니다. 전위 강하법 테스트, 토양 비저항 측정, 그리드 무결성 테스트 및 스텝 및 터치 전압 평가는 각각 접지 시스템에 대한 다른 정보를 제공합니다.

가장 좋은 접근 방식은 적절한 방법을 선택하고, 테스트 조건을 제어하고, 측정 안정성을 확인하고, 실제 접지 시스템 설계 및 현장 조건과 함께 결과를 평가하는 것입니다.

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