대지저항률이란?

 

대지저항률이란?

 

 

접지에서 가장 큰 비중을 차지하는 것이 대지저항률이 아닐까 생각합니다. 그 이유는 접지저항 및 접지 효과에 가장 큰

 

영향을 주기 때문이지요!  대지저항률은 정말 복잡하고 난해합니다. 토양의 성분에 따라 저항값이 너무나 다르기

 

때문입니다. 

 

특히, 토질, 수분의 영향, 전해질, 온도, 광물 함유량, 계절(기후)에 따라 달라지기 때문입니다.

 

접지 설계 시 대지저항률을 완벽하게 딱 맞는 값으로 설계하기는 무척이나 힘들 것입니다.

 

그 이유는 대지저항 측정한 날이 여름철이면 습기가 많고 겨울철이면 건조합니다.

 

같은 현장이어도 겨울철과 여름철의 기후 때문에 저항값이 많이 달라지기 때문입니다.

 

또한 측정자의 측정 위치에 따라 다르게 나올 수도 있기 때문이지요

 

따라서, 완벽한 대지저항률은 없다고 보시면 됩니다. 다만!! 가장 근접한 대지저항률을 적용하여

 

접지 설계에 반영하고 좀 더 정확하고 안정적인 접지 설계를 하는 게 가장 중요하다고 생각됩니다.

 

자 그럼 대지저항률에 대해서 자세히 알아보겠습니다. 문헌을 통해 알아보겠습니다.

 

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대지저항률은 단면적 1 ㎡이고 길이 1 ㎡인 토양의 전기저항을 대지저항률, 대지고유 저항 또는

 

대지비저항이라 정의하며, 단위는 Ω.m 이다.

 

대지저항률은 일정한 값을 가지는 것이 아니라 기후, 온도, 습도나 주위 환경의 조건에 따라 변한다.

 

대지저항률의 변동에 영향을 미치는 요인으로 토양의 종류, 토양에 용해되어 있는 화학 물질의 종류와

 

농도, 수분, 온도, 토양을 구성하는 입자의 크기와 분포, 대지 표면으로부터의 깊이에 따른 압력과 조밀도

 

등이 있다. 대지저항률은 토양에 함유되어 있는 전해질의 저항률이 지배적이며, 지표수는 크게 영향을

 

미치지 않다.

 

지구 표면에 존재하는 암석의 전기전도는 전해질에 의한 이온성 전도가 지배적이지만 수분의 함유량,

 

염분의 농도, 금속의 종류와 농도에 따라 암석에서의 전기전도기구는 바뀌게 된다. 대지 표면 근처의

 

토양의 저항률은 수분의 함량과 수분에 용해되어 있는 염분의 특성에 따라 변화하므로 토양이나 암석의

 

저항률을 단일의 특정한 값으로 나타낼 수는 없다.

토양은 완전한 건조 상태에서 전기가 흐르지 않는 절연체이나 토양에 수분이 함유되어 있으면 저항률이

 

낮아져 전기를 흘릴 수 있으나 도체인 금속에 비하면 도전율이 낮으므로 반도체로 볼 수 있다.

 

대지저항률은 동일 지역이라도 각 지층별로 그 값이 다르고 특히 지표면 10 m 이내에는 지층 구성의

 

변동이 매우 심하여 측정 장소에 따라 그 값의 변화가 크다. 따라서 대지저항률은 지층을 구성하고 있는

 

토양의 종류에 따라서 결정되고 일반적으로 토양의 종류는 토양을 구성하는 성분, 입자의 크기, 분포도,

 

조밀도, 균질성 등에 따라 결정된다.

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자! 이렇게 다양한 대지의 성질에 따라 대지저항률이 달라지는데요~~ 그렇다면 각 접지 관련 문헌에서는

 

대지저항률을 어떻게 구분을 했는지 알아보겠습니다.

 

1. 2009 IEC 규격에 의한 전기 설비 설계 가이드_대한전기협회

나. 토양의 영향

 

표 5.4여러 가지 토양의 대지저항률

 

토양의 유형	평균 대지저항률 Ω.m
늪, 습지	1 ~ 30
미사, 침적토	20 ~ 100
부식토	10 ~150
이탄, 토탄	5 ~ 100
부드러운 점토	50
이회토와 세밀한 점토	100 ~ 200
쥐라기 시대의 이회토	30 ~ 40
진흙 같은 모래	50 ~ 500
규산질 모래	200 ~ 300
돌이 있는 토양	1,500 ~ 5,000
목초지의 일부분, 돌이 섞인 토양	300 ~ 500
백악기의 땅	100 ~ 300
석회암	1,000 ~ 5,000
갈라진 석회암	500 ~ 1,000
편암, 이판암	50 ~ 300
운모 편암	800
화강암, 사암	1,500 ~ 10,000
변성화강암, 사암	100 ~ 600

 

표 5.5 토양의 평균 대지저항률

토양의 유형	평균 대지저항률 Ω.m
비옥한 토양, 습하고 미세한 토양	50
건조한 토양, 자갈, 듬성하고 단일 매질이 아닌 토양	500
돌이 많은 토양, 건조한 모래, 쇄석	3,000

 

2. 최신 접지설비 설계_성안당

표 3-3 대지저항률 기준값(Ⅰ)

지 질	저항률 Ω.m
점토	5 ~ 51
사	0.5 ~ 1,000
공암	0.8 ~ 12
이암	8 ~ 16
사암	0.8 ~ 1,000
역암	10 ~ 1,300
석탄암	5 ~ 1,500
현무암	800 ~ 100,000
휘록암	800 ~ 100,000
화강암	800 ~ 100,000
편마암	800 ~ 100,000
Slate	60 ~ 1,000

 

표 3-4 대지저항률 기준값 (Ⅱ)

지 질	저항률 Ω.m
수전습지(점토질)	2 ~ 150
전지(점토질)	10 ~ 200
수전 · 전(표토하 · 사리층)	100 ~ 1,000
산지	200 ~ 2,000
산지(암반 지대)	2,000 ~ 5,000
하암 · 하상적(사리, 옥석적)	1,000 ~ 5,000

 

표 3-5 토양의 종류와 대지저항률

종 류	저항률 Ω.m
논, 습지(점토질)	2 ~ 150
밭(점토질)	10 ~ 200
논, 밭	100 ~ 1,000
산지(점토질)	200 ~ 2,000
산지(암반 지대)	2,000 ~ 5,000
롬층(Loam, 적토)	50 ~ 500
하천변(사리, 옥석)	1,000 ~ 5,000
해안 모래 지대	50 ~ 100

 

표 3-6 토양의 종류와 대지저항률

종 류	저항률 Ω.m
늪지 및 진흙	2 ~ 150
점토질, 모래	10 ~ 200
모래	100 ~ 1,000
사암 및 암반 지대	200 ~ 2,000

 

지역별 저항률	저항률 Ω.m	지질 특성
낮은 저항률 지역	100 이하	강, 하천, 바다에 인접한 저지대로 물이 풍부한 지역
중간 저항률 지역	100 ~ 1,000	지하수가 풍부한 지역으로 준평원 지역
높은 저항률 지역	1,000 이상	배수가 잘 되는 지역으로 자갈이나 암반이 높은 지역

 

3. 접지공학

 

표 3.1 토양의 종류와 저항률

토양의 종류	저항률 Ω.m
점토질의 논 또는 늪지	10 ~ 150
점토질의 밭	10 ~ 200
점토질의 산지	200 ~ 2,000
암반지대의 산지	2,000 ~ 5,000
자갈 · 옥석이 깔린 해안지대	1,000 ~ 5,000
해안지대의 모래땅	50 ~ 100
양토(loam)	20 ~ 100
부식토(humus soil)	10 ~ 150
사점토(sandy clay)	50 ~ 500
소성점토	50
무수규산 점토	200 ~ 3,000
편암(schist)	50 ~ 300
운모편암	800
바위 및 암반지대	10^4 ~10^7

 

표 3.2여러 가지 물의 저항률

 

물의 종류	저항률Ω.m
순수	200,000
증류수	50,000
빗물	200
수돗물	70
우물물	20 ~ 70
하천물	2
바닷물	0.15 ~ 0.3

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여러 문헌들을 통해서 대지저항률 표를 알 수 있었습니다.

 

위 자료를 참고해서 접지 설계에 도움이 되셨으면 합니다.

 

대지저항률은 정말 접지 설계의 첫 단추라고 생각하시면 됩니다. 대지저항률을 먼저 잘 판단하여

 

접지 설계에 접근해야 나중에 큰 문제가 발생되지 않습니다.

 

실제 전문 업체에서는 어떻게 대지저항률을 적용해서 접지 설계를 시작하게 되는지 다음에 자세히

 

알아보겠습니다.

 

지금까지 협진이피씨였습니다.

 

감사합니다.