기초 개념 · Basics KS C IEC 60364-5-54 부속서 D

접지저항은 무엇으로 정해지나: 흙, 길이, 간격What sets earth resistance: soil, length and spacing

토양 저항률, 접지극 종류별 추정식, 접지봉을 여러 개 박을 때의 간섭(이용률), 결빙층, 측정
Soil resistivity, estimate formulas by electrode type, interference between parallel rods, frozen layers, measurement

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한 줄 요약 In one line

접지저항은 대부분 접지극 바로 주변의 흙에서 생기므로, 토양 저항률에 비례하고 흙과 닿는 길이(둘레)에 반비례합니다.

Most earth resistance lies in the soil close to the electrode, so it is proportional to soil resistivity and inversely proportional to the length in contact with soil.

토양 저항률 Soil resistivity

토양 저항률 ρ [Ω·m]는 흙의 종류, 수분, 온도에 따라 수십 배 차이가 납니다. KS C IEC 60364-5-54 부속서 D는 토양 종류별 범위(표 D.54.1)와 대략적인 평균(표 D.54.2: 50 / 500 / 3000 Ω·m)을 줍니다. 예를 들어 점토질 모래는 50~500 Ω·m로 열 배 차이가 납니다. 가장 좋은 방법은 현장에서 웨너 4전극법 등으로 측정하는 것입니다.

종류별 추정식 (부속서 D) Estimates by electrode type

수평 매설도체·기초접지극 R = 2ρ/L, 판 R = 0.8ρ/L(L은 둘레), 수직 접지봉 R = ρ/L. 토양 100 Ω·m에서:

접지극R [Ω]
접지봉 3 m33.33
접지봉 6 m16.67
수평 접지선 20 m10.00
판 1 m × 0.5 m(둘레 3 m)26.67
기초접지극 20 × 15 m(둘레 70 m)2.86

건물 기초의 철근을 이용한 기초접지극이 둘레가 길어 가장 유리합니다. 접지봉을 두 배로 길게 박으면 저항은 절반이 됩니다. 목표 10 Ω을 접지봉 하나로 얻으려면 L = ρ/R = 10 m가 필요해, 현실적으로는 여러 개를 병렬로 박거나 기초접지극을 씁니다.

여러 개를 박으면 Rods in parallel

접지봉은 가까이 있으면 서로의 전위를 올려(상호저항) 합성 저항이 1/n보다 큽니다. 부속서 D에는 합성 식이 없어, 이 사이트는 각 봉을 등가 반구로 보고 상호저항 ρ/(2πs)를 넣는 공학적 근사를 씁니다. 이용률 η = R1/(n·R)은 1/n 대비 효율입니다.

간격 s2개 합성 R2개 η4개(일렬) 합성 R4개 η
1.5 m22.0 Ω76 %14.0 Ω60 %
3 m19.3 Ω86 %11.2 Ω75 %
6 m18.0 Ω93 %9.8 Ω85 %

3 m 봉 하나는 33.3 Ω입니다. 간격을 봉 길이(3 m) 이상으로 두면 효율이 좋아지지만, 4개를 일렬로 박아도 1/4(8.3 Ω)까지는 내려가지 않습니다.

결빙·건조층 Frozen and dry layers

얼거나 마른 표층은 저항률이 수천 Ω·m까지 올라 거의 전류를 흘리지 못합니다. 결빙 깊이 1 m라면 3 m 봉은 유효 길이 2 m로 보아 R = 50.0 Ω으로 커집니다. 부속서 D는 이런 위험이 있으면 봉을 1~2 m 더 길게 하라고 권합니다.

얼마면 충분한가 How low is low enough

실무 팁과 자주 하는 실수 Tips and common mistakes

확인 퀴즈 Check your understanding

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Q1. 토양 저항률이 두 배가 되면 같은 접지봉의 접지저항은?If soil resistivity doubles, the rod resistance…
Q2. 접지봉 2개를 0.5 m 간격으로 박으면 합성 저항이 1/2이 되지 않는 이유는?Why do two rods 0.5 m apart not give half the resistance?
Q3. 겨울에 땅이 1 m 얼면 3 m 접지봉은 대략 어떻게 보아야 하나?With 1 m of frozen ground, a 3 m rod behaves roughly like…

계산기로 확인하기 Try it in the calculators

규격 원문의 문장과 표를 옮기지 않고 풀어 썼으며 조항 번호로 근거를 밝혔습니다. 그림은 이 사이트에서 직접 그렸습니다. · Paraphrased with clause references; figures drawn by this site.