보호도체(접지선) 굵기는 어떤 기준으로 정하나요?

핵심 답변

보호도체(PE, 흔히 말하는 기기 접지선)는 고장이 났을 때 고장 전류를 안전하게 흘려 차단기가 빨리 끊기게 하는 도체라, 그 회로의 선도체 굵기에 맞춰 정합니다. KEC 142.3.2는 선도체와 같은 재질일 때 선도체 단면적이 16㎟ 이하면 같은 굵기, 16㎟ 초과 35㎟ 이하면 16㎟, 35㎟를 넘으면 절반 이상으로 하는 표를 두고, 예상 고장전류와 차단시간(5초 이하)을 알면 S = √(I² × t) ÷ k로 계산할 수도 있게 합니다. 케이블 밖에 따로 배선하는 보호도체는 기계적 보호가 있으면 구리 2.5㎟, 없으면 4㎟ 이상이어야 하고, 중성선 겸용 보호도체(PEN)는 구리 10㎟ 이상이어야 합니다. 접지극까지 잇는 접지도체는 이와 별도로 구리 6㎟(저압) 이상 같은 최소 굵기 기준이 따로 있습니다.

원리 이해

KEC는 보호도체의 최소 단면적을 계산식으로 구하거나 표 142.3-1로 선정할 수 있게 하고, 표는 선도체와 재질이 같을 때의 값이며 재질이 다르면 k값의 비율로 보정합니다. 계산식은 차단시간이 5초 이하인 경우에만 쓰며, k는 보호도체·절연의 재질과 초기·최종 온도로 정해지는 계수입니다(142.3.2 제1항)^[1]. TT 계통에서 전원 쪽 접지극과 기기 쪽 접지극이 전기적으로 독립이면 보호도체는 구리 25㎟, 알루미늄 35㎟를 넘지 않아도 됩니다^[1].

해외 제조사 기술 가이드는 같은 내용을 '단순법(선도체 굵기 기준)'과 '단열법(계산식)'으로 설명하며, 단열법은 경제적이지만 보호도체가 가늘어져 고장 루프 임피던스가 커질 수 있어 TN·IT 계통에서 순시 차단을 확실히 하려면 주의해야 한다고 덧붙입니다. 보호도체용 k값으로는 케이블 밖 구리 보호도체 PVC 143·XLPE 176, 다심 케이블의 구리 심선 PVC 115·XLPE 143 등을 제시합니다^[2].

기준 한눈에 보기

현장에서 알아 둘 점

보호도체와 접지도체는 다르다 — 보호도체는 기기 외함을 주접지단자에 잇는 선이고, 접지도체는 주접지단자를 접지극에 잇는 선입니다. 굵기 기준 조항도 다릅니다(142.3.2와 142.3.1)^[1].

공용 보호도체 — 여러 회로가 하나의 보호도체를 같이 쓰면, 가장 부담이 큰 회로의 고장전류·차단시간이나 가장 굵은 선도체를 기준으로 정합니다(142.3.2 제1항 라)^[1].

쓸 수 없는 것 — 금속 수도관, 인화성 물질 배관, 가요성 금속전선관, 케이블 트레이 등은 보호도체로 쓰지 않습니다(142.3.2 제2항)^[1].

선정 순서

1. 관리자 회로의 선도체 굵기·재질과 보호도체 배선 방식(케이블 심선·별도 배선)을 단선도로 확인합니다.
2. 자격자 표 142.3-1로 최소 단면적을 구하고, 별도 배선이면 기계적 최소 굵기와 비교해 큰 값을 씁니다.
3. 자격자 고장전류와 차단시간을 알면 계산식으로도 확인하고, 고장 시 차단기가 정해진 시간 안에 동작하는지(고장 루프 임피던스) 함께 검토합니다.
4. 자격자 시공 후 보호도체 연속성과 접속 상태를 시험합니다.

하지 말아야 할 것

• 보호도체를 선도체보다 임의로 가늘게 하거나 생략하지 마세요.
• 금속관이나 케이블 트레이를 보호도체 대신 쓰지 마세요.
• 보호도체를 납땜으로만 접속하지 마세요.

관련 기준과 근거

• KEC 142.3.2 보호도체(표 142.3-1, 계산식, 별도 배선 최소 굵기, 공용, 사용 금지 금속부분), 142.3.1 접지도체, 142.4.2 PEN^[1]
• 단순법·단열법과 보호도체 k값 — 제조사 기술 가이드^[2]

계산이 필요하면

선도체 굵기 또는 고장전류·차단시간으로 최소 단면적을 구해 보세요.

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