기준 문서: KS C IEC 60364-5-54:2021 (KS C IEC 60364-5-54:2011을 개정). · Based on the KS 2021 edition.
① 한 장 요약 One-page summary
KS C IEC 60364-5-54는 고장 전류를 안전하게 대지와 전원으로 돌려보내는 도체들의 종류와 굵기를 정한 규격입니다. 접지극·접지도체·주접지단자(542), 보호도체와 PEN(543), 보호 본딩(544), 정보통신 기기의 기능 접지(545)로 이루어지고, 굵기 계산의 핵심인 계수 k는 부속서 A에 있습니다.
- 정하는 것: 접지설비 구성요소, 보호도체·본딩도체의 최소 단면적과 시공 요구
- 정하지 않는 것: 차단 시간과 고장 루프 조건(→ 60364-4-41), 접지저항 목표값(→ 계통·국내 기준 KEC), 피뢰 접지(→ 62305-3)
IEC 60364-5-54 sets the types and sizes of the conductors that carry fault current safely back to earth and the source: electrodes, earthing conductors and the MET (542), protective and PEN conductors (543), bonding (544) and ICT functional earthing (545).
② 구조 지도 Structure map
③ 핵심 조항 Key clauses
542.2–542.3 접지극과 접지도체 Earth electrodes and earthing conductors
- 뜻
- 접지극은 땅과 닿는 도체(접지봉, 수평 접지선, 기초 철근 등)이고, 접지도체는 접지극과 주접지단자(MET)를 잇습니다. 땅속에 묻히는 부분은 부식과 기계적 손상을 견디도록 최소 굵기가 정해져 있습니다.
- 숫자
- 매설 접지도체는 구리 6 ㎟·강철 50 ㎟ 이상, 알루미늄은 쓰지 않습니다. 접지극 저항 추정은 부속서 D: 토양 100 Ω·m에서 3 m 접지봉 R ≈ ρ/L = 33.3 Ω, 20 × 15 m 건물(둘레 70 m) 기초접지극 R ≈ 2ρ/L = 2.86 Ω.
543.1.2 단열 식 Adiabatic equation
- 식
S = √(I²·t) / k— 고장 전류 I가 시간 t 동안 흐르는 사이 도체가 열을 내보내지 않는다고 보고(단열), 허용 최고 온도를 넘지 않을 최소 단면적을 구합니다. 차단 시간 5초 이하에 씁니다.- k
- 재료의 열용량 Qc, 저항률 ρ20, 처음·나중 온도로 정해집니다(부속서 A). PVC 절연 별도 보호도체(30 → 160 °C)는 구리 k ≈ 143, 알루미늄 k ≈ 95.
- 예
- I = 10 kA, t = 0.2 s → √(I²t) = 4472 A·√s. 구리 31.3 ㎟ → 35 ㎟, 알루미늄 47.3 ㎟ → 50 ㎟.
543.1.3 표 방법 (표 54.2)과 최소 굵기 Table method and minimum sizes
- 뜻
- 선 도체 단면적 S로 바로 정하는 간단한 방법. 같은 재료면 S ≤ 16 ㎟ → S, 16 < S ≤ 35 → 16 ㎟, S > 35 → S/2. 재료가 다르면 k 비율을 곱합니다.
- 예
- 선 도체 구리 95 ㎟ → 95/2 = 47.5 ㎟ → 50 ㎟. 위 단열 식(35 ㎟)보다 굵습니다.
- 최소
- 케이블 밖 별도 보호도체: 기계적 보호가 있으면 구리 2.5 ㎟, 없으면 4 ㎟(알루미늄 16 ㎟).
543.4 PEN 도체 · 543.7 큰 누설 전류 PEN conductors and high protective-conductor currents
- 뜻
- PEN은 보호도체와 중성선을 겸하는 도체로 고정 설비에서 구리 10 ㎟·알루미늄 16 ㎟ 이상일 때만 씁니다. 보호도체 전류가 10 mA를 넘는 기기는 보호도체를 구리 10 ㎟·알루미늄 16 ㎟ 이상으로 하거나 이중화합니다.
544.1 주 보호 등전위본딩 Main protective bonding
- 뜻
- 수도관·가스관·건물 철골처럼 밖에서 들어오는 금속을 MET에 이어 같은 전위로 만듭니다.
- 숫자
- 설비에서 가장 큰 보호도체의 1/2 이상, 최소 구리 6 ㎟(알루미늄 16, 강철 50), 구리 25 ㎟를 넘을 필요는 없음. 최대 PE 95 ㎟ → 47.5 ㎟가 아니라 25 ㎟.
④ 숫자 모음 The numbers in one table
| 항목 Item | 값 Value | 조항 |
|---|---|---|
| 단열 식 적용 범위 | 차단 시간 ≤ 5 s | 543.1.2 |
| k (PVC 별도 PE, 30→160 °C) | Cu ≈ 143, Al ≈ 95 | 부속서 A |
| 표 방법 | S ≤ 16: S · 16–35: 16 · > 35: S/2 | 표 54.2 |
| 별도 PE 최소 | Cu 2.5 ㎟(보호 있음)·4 ㎟(없음), Al 16 ㎟ | 543.1.3 |
| PEN 최소 | Cu 10 ㎟, Al 16 ㎟ | 543.4 |
| 10 mA 초과 기기 PE | Cu 10 ㎟ / Al 16 ㎟ 또는 이중화 | 543.7 |
| 매설 접지도체 | Cu 6 ㎟, 강철 50 ㎟, Al 금지 | 542.3 |
| 주 본딩 | 최대 PE의 1/2, 6 ~ 25 ㎟ (Cu) | 544.1 |
| 접지극 추정식 | 봉 ρ/L, 수평·기초 2ρ/L, 판 0.8ρ/L | 부속서 D |
⑤ 계산기로 확인 Check it with the calculators
보호도체 계산기는 단열 식과 표 방법을 나란히 보여 주고 k를 부속서 A 식으로 계산합니다. 접지극은 접지극 저항 계산기에서 부속서 D 식으로 추정합니다.
⑥ 함정과 원문 확인 Traps and source notes
- I와 t: I는 최대 단락전류가 아니라 보호장치가 끊는 지락 전류, t는 그 전류에서의 실제 차단 시간입니다. 최소 지락 전류에서 차단이 늦어지는 경우를 놓치기 쉽습니다.
- k는 형태마다 다름: 별도 도체, 케이블 안 심선, 시스·외장, 나도체마다 다른 표(A.54.2~A.54.6)를 씁니다. 같은 구리라도 값이 다릅니다.
- 표 방법이 항상 안전한 것은 아님: 차단 시간이 긴 회로에서는 표 방법이 단열 식보다 가늘 수 있어 두 방법을 함께 확인합니다.
- 알루미늄 접지도체 금지: 땅속 부식 때문입니다. 보호도체로는 쓸 수 있지만 k가 작아 약 1.5배 굵어야 합니다.
- 접지저항 목표값은 이 규격에 없음: 부속서 D는 추정식만 줍니다. TT의 R_A·IΔn ≤ 50 V는 60364-4-41, 국내 목표는 KEC를 따릅니다.