접지란?

접지란?

1. 접지의 일반적 개념
○ 접지(接地)란 전기선 한쪽을 전기적으로 땅에 연결한다는 의미입니다.
접지를 영어로는 어스(earth) 그라운드(ground)로도 사용되는데 사용하는 사람에 따라 적용내용이 다를 뿐입니다.
발전소에서 전기를 일으키는 발전기나 변전소에 전기를 받고 보내는 트랜스나 전기모터 등 전기장치들은 전부가 몸체를 땅과 연결을 시켜주어야 합니다.
※ 예 : 세탁기 어스를 수도꼭지와 연결 해주어야 하는 것
○ 이처럼 전기는 지구를 기준으로 하여 전위차(電位差)를 말하는 것으로 접지는 지구와 전기적 장치들 간(몸체)의 전위차를 “0 Volt”가 되도록 해주는 것입니다.
그러나 실제적으로는 전기선에 저항(抵抗)이라는 것이 있으므로 아무리 굵은 전기선으로 연결해도 0Volt의 전위차를 만드는 것은 불가능 합니다.
이를 위해 -375℃에서 도체저항(導體抵抗)을 0(zero)으로 만들 수 있다는 학술은 나왔으나 실용화는 오랜 시간이 필요할 것 같습니다.

2. 접지는 왜 해주어야 하는가?
○ 전기는 교류(AC)든 직류(DC)든 간에 2가닥 이상의 선이 필요합니다.
AC인 경우에는 단상(單相)인 경우 2가닥 삼상(三相)인 경우 3가닥 선이 필요하고, DC는 2가닥선만 있으면 됩니다.
AC인 경우는 유도성분이 많고 DC인 경우는 용량성분이 많습니다.
그러나 어느 쪽이든 도체가 있는 곳이면 전기가 흐를 수 있고 전기가 흐른 곳은 유도성과 용량성에 의해 전기가 축척될 수가 있습니다.
이것을 정전용량이라고 하지요.
이러한 전기가 전기장치내 축적되어 있으면 경우에 따라 전기장치를 망가뜨리기도 하고 인체가 접촉되면 피해를 입을 수 있는 것입니다.
※ 예 : 정전기와 감전 같은 현상

3. 자동차의 접지의 중요성
○ 자동차를 기준으로 접지를 설명 드리겠습니다.
자동차는 DC12V를 사용하고 있습니다.
그리고 배터리마이너스 단자를 차체와 연결하고 있는데 이를 접지선이라 합니다.
공장에서 이미 차를 생산할 때 차체와 배터리마이너스단자, 차체와 차체간 접지선을 연결합니다.
그러나 자동차가 운행되고 오래 동안 사용하다 보면 접지가 기계적 결함(부품특성과 조립특성)에 의해 저항치가 변하여 접지전위가 올라가게 됩니다.
그래서 자동차를 운행하다가 접지선을 보강해주거나 정비하면서 조임을 다시해주기도 하지요.
그리하여 차체와 접지선사이의 저항(抵抗)을 줄여주는 것입니다.
저항을 줄여 주어야 하는 이유로 자동차성능이 전기와 어떤 관계가 있는가를 수식적으로 풀어보면 다음과 같은 현상이 생깁니다.
※ 조건제시 : 조건: 12V자동차에서 접지저항이 0.1Ω(옴)일 때 이곳으로 전류가 10A흘렀다면 배터리마이너스단자와 차체 간에는 1V의 전위차가 생김.
● V(1V) = R(0.1Ω) × I(10A)
이것은 자동차 전원(電源)인 12V가 전기부하에 그대로 공급되지 않고 11V밖에 공급되지 않으므로 전기적 효율이 다음과 같이 떨어지게(감소) 되는 것입니다.
(12-11)V÷12V×100% ≒8.3%(효율감소)
그런데 자동차 종류에 따라 제네레이터가 만들어 내는 전압이 얼마 인지는 알 수 없으나 많은 차를 조사결과 13V~ 15.5V까지 편차가 나고 있습니다.
이를 경우 13V와15.5V의 경우 효율편차는
1. 13.0V 경우 : (13.0-11.92)V÷12V×100% = 9%(효율감소)
2. 15.5V 경우 : (15.5-14.21)V÷12×100% =10.75%(효율감소)
따라서 전압변동이 심하면 이종(異種)은 물론 동일차라도 2.45%라는 성능편차가 생길 수 있다는 이론적인 계산이 나옵니다.
이로 인하여 4륜구동 자동차는 전압변화에 의한 4개의 인젝터는 지연․복구동작에 일정하지 못해 피스톤이 요동을 치게 되어 진동과 소음이 증가하고 연비가 떨어지고 힘이 나빠지는 것이지요. 이러면 배출가스는 당연히 나빠집니다.

4.결론
○ 접지란 지구와의 전위 차위를 줄이고 전류(電流)가 잘 흐르도록 길을 만들어 준다고 생각하시면 됩니다.
다시 말하면 도로를 넓혀주어 많은 차량이 빠른 속도로 운행이 용이하도록 해주는 것과 같은 이치로 보시면 되는 것입니다.
그러나 도로를 무한정 넓힐 수 없듯이 접지선도 “기술적 기준”과 “현실적 기준”에는 한계가 있다는 것입니다.