제140회 전기안전기술사

안전보건표지 (산업안전보건법 시행규칙)

1. 정의

안전보건표지란 유해하거나 위험한 장소·설비·물성에 대해 경고, 비상시 지시·안내, 안전의식 고취 등을 목적으로 근로자가 용이하게 식별할 수 있도록 설치·부착하는 금지·경고·지시·안내 등의 표찰을 말한다.

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2. 안전보건표지의 종류 및 색채 구성

구분	기본 색채	사용 목적	전기안전 관련 적용 예시
금지표지	바탕: 흰색, 테두리·사선: 빨간색	특정 행동의 금지	출입금지, 조작금지(LOTO)
경고표지	바탕: 노란색, 테두리·그림: 검은색	위험요인 경고	감전경고, 고압전기경고
지시표지	바탕: 파란색, 그림: 흰색	특정 행동의 의무 지시	절연장갑 착용, 절연화 착용
안내표지	바탕: 흰색, 그림·테두리: 녹색	안전상태·구호설비 안내	비상구, 절연용구 보관소

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3. 안전보건표지 설치기준 (3가지)

「산업안전보건법 시행규칙」 제38조에 의거한 설치기준은 다음과 같다.

1. 식별 용이성 확보: 근로자가 용이하게 식별할 수 있는 장소·설비 또는 물체에 설치·부착하여야 한다.
2. 견고한 고정: 흔들리거나 떨어지지 아니하도록 견고하게 설치·부착하여야 한다.
3. 시인성 유지 및 조명 조치: 안전보건표지의 성질상 부득이한 경우를 제외하고는 변형·훼손되지 않도록 유지하고, 야간 작업 시 식별이 가능하도록 야광물질을 사용하거나 별도의 조명장치를 설치하여야 한다.

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4. 안전보건표지 제작기준 (5가지)

「산업안전보건법 시행규칙」 제39조 및 [별표 8 ~ 별표 10]에 의거한 제작기준은 다음과 같다.

1. 규격 및 형태의 준수: 법에서 정한 표준 형태와 비율(기하학적 모양)을 준수하여 제작하여야 한다.
2. 색도기준(Color Specification) 적용: 표지 색상은 지정된 색도기준(Munsell 색표계 또는 CIE 색표계)에 맞추어 정확하게 제작하여야 한다.
3. 그림문자 및 글자 비례: 그림문자의 크기는 안전보건표지 전체 크기에 비례하여 식별이 용이하도록 제작하며, 문자는 한글로 표기하되 필요시 외국어를 병기할 수 있다.
4. 내구성 재질 사용: 쉽게 변색되거나 부식되지 않는 재료(금속판, 합성수지판, 아크릴 등)로 제작하여야 한다.
5. 야간/어두운 장소용 표지 처리: 조명도가 낮은 장소나 야간 식별이 필요한 표지는 반사재료, 야광물질을 사용하거나 조명장치를 내장하여 제작하여야 한다.

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5. 현장 실무 적용 시 유의사항 (전기안전기술사 관점)

1. 설치 위치 및 시선 높이 고려: 수변전실, 큐비클(Cubicle), 분전반 부근 설치 시 근로자의 표준 시선 높이인 지상 $1.5\sim 1.8\text{ [m]}$ 위치에 부착하여 시인성을 극대화한다.
2. LOTO(Lockout/Tagout)와 연계: 정비·점검 시 단순 안내 표지판 설치에 그치지 않고, 차단기 조작금지 표지와 함께 물리적 잠금장치를 병행 설치하여 착오 조작을 방지한다.
3. 환경적 요인 고려: 방폭지역 및 습기·가스 유해지역에는 부식에 강한 재질(STS304 이상 또는 특수 코팅 수지)을 선정하여 표지의 열화 및 시인성 저하를 예방한다.

1. 개요

전기설비의 안전성을 확보하기 위해 종래의 독립접지 방식에서 공통접지 및 통합접지 방식으로 패러다임이 전환되었다. 한국전기설비규정(KEC)은 IEC 60364 및 IEC 61936 기술기준을 수용하여 글로벌접지시스템(Global Earthing System) 개념을 도입하였다.

글로벌접지시스템은 근접한 국부(Local) 접지시스템들이 금속성 도체, 케이블 시스, 중성선 등으로 상호 접속되어 형성되는 통합 접지 네트워크이다. 이를 통해 고장 전류 분산 효과를 극대화하고 대지전위상승(GPR)을 극소화하여 위험한 접촉전압 및 보폭전압의 발생을 근본적으로 방지한다.

기술사적 관점에서 글로벌접지시스템의 올바른 기준 이해와 적절한 적용은 접지 설계 시 불필요한 공학적 산출 계산(접촉·보폭전압 계산서)을 합리적으로 생략할 수 있게 하며, 시공성과 경제성 및 전기안전성을 동시에 달성하는 핵심 요소이다.

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2. 이론 및 원리

2.1 대지전위상승(GPR) 및 고장전류 분산 원리

특고압/고압 계통에서 지락고장 발생 시, 접지극으로 유입되는 대지고장전류 $I_E\text{ [A]}$에 의해 접지계통의 대지전위상승(GPR, Ground Potential Rise) $V_E\text{ [V]}$가 발생한다.

$$V_E=I_E\times Z_E=r\cdot I_f\cdot Z_E\text{ [V]}$$

여기서,

• $I_f$: 총 지락고장전류 $\text{[A]}$
• $r$: 대지분류계수 (Reduction factor, $0\le r\le 1$)
• $Z_E$: 접지계통의 종합 접지임피던스 $\text{ [Omega]}$

🖼 [그림] 글로벌접지시스템의 고장전류 분산 경로 및 대지전위상승(GPR) 저감 원리도

글로벌접지시스템에서는 복수의 국부접지극과 병렬 금속 경로(케이블 금속시스, PEN 도체, 보호도체, 금속 관로 등)가 상호 연결된다. 따라서 종합 접지임피던스 $Z_E$가 극도로 낮아지고, 대지분류계수 $r$이 $0$에 가깝게 감소하므로, 지락고장 시 발생하는 $V_E$가 인체 허용 접촉전압 한계치 이하로 유지된다.

2.2 허용 접촉전압 기준 ($U_{t,\text{lim}}$)

KS C IEC 61936-1에 따른 고장 지속시간 $t_f\text{ [s]}$에 따른 허용 접촉전압 $U_{t,\text{lim}}\text{ [V]}$은 다음과 같이 결정된다.

$$U_{t,\text{lim}}=f(t_f)\text{ [V]}$$

글로벌접지시스템이 구축된 영역에서는 계통 전체가 대등한 전위를 형성(등전위화)하므로 인체 접촉 시 가해지는 전압 $U_t\le U_{t,\text{lim}}$ 조건이 별도의 접지격자(Grid) 설계 없이도 항상 성립하게 된다.

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3. 상세 내용

3.1 글로벌접지시스템의 정의 및 접지 기준

(1) 용어의 정의 (KEC 112)

"글로벌접지시스템(global earthing system)"이란 근접한 국부(local)접지시스템들의 상호접속에 의해 위험한 접촉전압이 발생하지 않도록 보장하는 등가접지시스템을 말한다.

(2) 접지 기준 (KEC 321.1, 321.2 기준)

1. 전압 구분 및 적용 영역
   • 저압: 교류 $1\text{ kV}$ 이하, 직류 $1.5\text{ kV}$ 이하.
   • 고압: 교류 $1\text{ kV}$ 초과 $7\text{ kV}$ 이하, 직류 $1.5\text{ kV}$ 초과 $7\text{ kV}$ 이하.
   • 특고압: $7\text{ kV}$ 초과.
2. 접지시스템 상호 접속 기준 (KEC 321.2)
   • 내부 저압전원: 고압/특고압 발전소·변전소·개폐소 구역 내부의 저압 접지시스템은 고압/특고압 접지시스템과 상호 접속하여 공통/통합접지로 시공한다.
   • 인입/인출 저압전원: 발전소·변전소 등에서 외부로 인입/인출되는 저압 전계통의 접지시스템은 글로벌접지시스템의 일부분이거나 다중접지된 계통의 중성선에 접속되어야 안전성이 보장된다.
3. 다중접지 계통 접속 시 접지저항 기준
   • 다중접지된 계통의 중성선에서 분리된 접지시스템의 접지저항 값은 $10\text{ [Omega]}$ 이하로 유지하여야 한다.
4. 케이블 금속시스 접지
   • 모든 고압 및 특고압 케이블의 금속시스(Sheath) 부분은 접지시스템과 물리적·전기적으로 연속성을 가지도록 접지하여야 한다.

구분	글로벌접지시스템 적용 시	비(非)글로벌접지시스템 적용 시
접지망 구성	국부 접지극간 상호 결합 (등전위화)	단독/독립 접지 또는 제한적 공통접지
고장전류 귀환 경로	금속성 시스, 중성선 등 다중 분산	대지(Earth) 직접 귀환 비중 높음
접촉/보폭전압	위험 전압 발생 불가 (안전 보장)	정밀 계산 및 메쉬(Mesh) 보강 필수
저항 규정	개별 저항값 무관 (단, 분리시 $10\text{ [Omega]}$ 이하)	설계 계산에 따른 목표 저항값 산출

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3.2 글로벌접지시스템 적용에 따른 계산서 생략 시 확인 조건

KS C IEC 61936-1 및 KEC 규정에 따라, 고압/특고압 전기설비 설치 시 접촉전압 및 보폭전압 산출 계산서 작성을 생략하기 위해서는 해당 설비가 완전한 글로벌접지시스템 내에 포함되어 있음을 기술적으로 확인해야 한다.

🖼 [그림] 글로벌접지시스템 적용 판정 및 계산서 생략 확인 절차 흐름도

[계산서 생략을 위한 6대 확인 조건]

1) 국부 접지시스템의 고밀도 형성 (Dense Network)

• 도심지, 주택가, 대규모 산업단지 등 접지극이 매우 조밀하게 밀집되어 있고, 수용가 간 접지망이 도심 기초 구조물 및 매설 금속체로 촘촘히 연결되어 있는지 확인한다.

2) 금속성 귀환 경로의 연속성 (Continuity of Metallic Paths)

• 인입/인출되는 모든 고압·특고압 케이블의 금속시스(Sheath), 차폐층, 또는 병렬 지선(Ground wire)이 양단 변전소 및 수용가 접지극에 빠짐없이 본딩되어 전위 연속성이 확보되었는지 확인한다.

3) 대지분류계수($r$)의 극소화 검증

• 지락고장 발생 시 고장전류의 대부분($90\text{ \%}$ 이상)이 대지가 아닌 케이블 시스 및 중성선 등 금속 도체를 통해 귀환하여 대지 유출 전류 $I_E$가 매우 작은 수준임을 확인한다.

4) 다중접지 중성선과의 결합성 (Multi-grounded Neutral Connection)

• 전력회사(한전 등)의 22.9 $\text{kV-Y}$ 다중접지 계통 중성선과 수용가 접지시스템이 신뢰성 있게 접속되어 있는지 확인한다.

5) 중성선 분리 계통의 접지저항 기준 준수

• 다중접지 계통의 중성선과 분리된 국부 접지시스템의 경우, 자체 종합 접지저항 값이 $10\text{ [Omega]}$ 이하를 만족하는지 확인한다 (KEC 321.2.2.나.(1)).

6) 계통 관할 기관의 구역 입증 데이터 확보

• 설치 장소가 전력공급 사업자(한전) 또는 객관적 전문기관에 의해 "글로벌접지구역(Global Earthing Area)"으로 지정되었거나, 선행 측정·해석을 통해 위험 전위상승이 없음이 증명된 구역인지 확인한다.

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4. 실무 적용 및 사례

4.1 도심지 건축물 및 특고압 수용가 적용 사례

도심지 상업지역에 신축되는 $22.9\text{ kV}$ 수용가 변전설비 설계 시 적용 사례는 다음과 같다.

1. 계통 조건: 한전 다중접지 계통에서 지중 케이블(TR-CN/CE-W)로 수전.
2. 접지 구성: 건물 구체 철근 및 기초 접지극 + 케이블 금속 차폐층 본딩 + 한전 중성선 연계.
3. 검증 절차:
   • 케이블 금속시스의 양단 접지 연속성 확인.
   • 수용가 종합 접지저항 측정 ($1\text{ [Omega]}$ 미만 형성).
   • 도심지 글로벌접지 조건 성립 확인.
4. 결과: 접촉전압·보폭전압에 대한 별도의 IEEE Std 80 / IEC 61936 메쉬 전위 정밀 계산서 작성을 생략하고, 통합접지 표준 도면 제출로 인허가 완결.

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5. 문제점 및 대책

문제점 (Limitations & Risks)	원인 및 영향	기술적 대책 (Engineering Measures)
1. 금속성 귀환 경로의 단선	도로 굴착 공사 등으로 케이블 시스/중성선 절단 시 글로벌접지 파손	• 시스 커플러 및 본딩선의 주기적 연속성 검사<br>• 지중 케이블 단선 감지 모니터링 적용
2. 전이전위(Transferred Potential) 발생	글로벌접지 구역 내부의 높은 전위가 외곽 비접지 구역으로 이전	• 외곽 인출 관로/통신선에 절연 조인트(Insulated Joint) 설치<br>• 전이전위 위험구역 한계 설정 및 등전위 영역 분리
3. 도심지 외곽 경계 지역의 불분명성	외곽 지역은 접지 밀도가 낮아 글로벌접지 성립 여부 판단 곤란	• 경계 지역은 직접 접지저항 및 대지전율 측정 시행<br>• 판정이 애매한 경우 계산서 작성 및 메쉬 보강
4. 미소 누설전류(Stray Current) 부식	상호 접속망을 통한 정류기/직류 귀환 전류의 매설관로 부식 촉진	• 배관 매설 부위 음극방식(Cathodic Protection) 설비 조화<br>• 필요 시 직류 차단용 디커플러(Decoupler) 적용

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6. 결론 (기술사로서의 견해)

글로벌접지시스템은 KEC(한국전기설비규정) 도입에 따른 선진화된 접지 기법으로, 접지 설비의 안전성과 경제성을 동시에 극대화할 수 있는 핵심 개념이다.

글로벌접지시스템 적용에 따른 계산서 생략은 단순히 행정적 절차를 줄이는 것이 아니라, "금속성 귀환 경로의 완벽한 연속성"과 "높은 접지 밀도"가 전제될 때만 유효하다. 따라서 기술사는 설계 및 감리 실무에서 다음 사항을 엄격히 관리해야 한다.

1. 수용가가 입지한 지역의 계통 특성(도심지, 다중접지 연계 여부)을 명확히 조사하여 글로벌접지 해당 여부를 판정해야 한다.
2. 케이블 금속시스 접지 및 다중접지 중성선 연계부의 시공 품질을 확보하여 전위 전이 및 경로 이탈 사고를 예방해야 한다.
3. 글로벌접지 경계 영역에 위치한 수용가의 경우, 전이전위에 의한 감전 사고가 발생하지 않도록 기술적 검토를 철저히 수행하여 전주기적 전기안전을 도모해야 한다.