접지의 개념과 FG · LG · SG 차이

 

- 접지란 무엇인가?

 

접지(Ground)는 전기 시스템에서 안전성을 유지하고 전기적인 위험을 최소화하기 위해 사용되는 중요한 개념 중 하나이다. 다양한 종류의 접지를 이해하고 설계함으로써 전기 시스템을 안전하게 운영할 수 있다.

 

📖 접지의 개념 :

 

접지는 전기 장비나 시스템의 일부를 지구로 연결하는 것, 즉 지구의 지면에 접속하는 것을 의미한다. 이는 전기적인 에너지를 안전하게 지구로 흐르게 함으로써 전기 장비나 장치, 시스템에서 발생할 수 있는 위험을 최소화한다.

 

📖 안전성과 보호 :

 

접지는 전기 시스템의 안전성을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 만약 전기 시스템에서 전압이나 전류가 부풀어 올라가면, 이를 지구로 바로 흘려 보내어 인체 혹은 전기 장비를 전기적 충격으로부터 보호하여 인체의 안전과 전기 장비의 인정적인 동작을 가능하게 해준다.

 

📖 전기 장치의 안전한 작동 :

 

접지는 전기 장치가 안전하게 작동할 수 있도록 도와준다. 예를 들어, 전기 기기의 외부 메탈 부분은 접지되어야 하며 이를 통해 불필요한 전기 신호(노이즈 등) 혹은 전기적인 문제가 메탈 부분을 통해 외부로 흐를 수 있도록 한다.

 

📖 누전 전류 방지 :

 

누전은 전기 시스템에서 전류가 부적절한 경로로 흐를 때 발생하는 문제다. 접지는 누전 전류를 감지하고 시스템을 안전하게 차단함으로써 화재나 감전의 위험을 최소화한다.

 

📖 전기 장비 보호 :

 

접지는 전기 장비를 외부의 전기적인 간섭이나 번개 등으로부터 보호하는 역할도 한다. 지구로의 접지는 외부 전기 장치로부터 오는 전기 에너지를 흡수하고 흐름을 안전하게 방지한다.

 

📖 시스템의 안정성 향상 :

 

전기 시스템에서 안정성은 핵심적인 고려 사항 중 하나이다. 적절한 접지 체계를 통해 시스템의 안정성을 향상시키고, 전기적 문제에 대한 대비책을 마련할 수 있다.

 

전기 전문가는 접지 시스템을 설계하고 유지보수함으로써 안전한 전기 시스템을 구축하고 운영하는 역할을 수행한다. 이는 규정과 안전 기준을 준수하며, 전기 시설이나 장비의 안전한 운영을 보장하는 데 필수적 요소 중 하나이다.

 

접지 기호

 

- FG (Frame Ground)

 

‘FG’는 ‘Frame Ground’의 약자로, 전기 시스템에서 사용되는 용어 중 하나이다. FG는 전기 시스템의 구조물(장비의 외함, 분전반의 외함, 케이블의 외피 등)이나 프레임에 대한 접지를 나타낸다.

 

 

FG는 전기 시스템에서 구조물과 프레임에 대한 안전한 전기적 경로를 제공해 전압이나 전류의 외부 유출을 방지하고, 전기적인 이상 발생 시의 누전 전류를 접지로 방류하여 시스템의 안전성 및 안전 규정을 준수하기 위한 중요한 역할을 한다.

 

- LG (Line Ground)

 

‘LG’는 ‘Line Ground’의 약자로, 전기 선로에서의 접지를 말한다. LG는 전기 설비에서의 전기적인 안전 및 시스템의 안정성을 확보하기 위한 접지 체계를 설명할 때 종종 언급된다.

 

LG의 주된 역할 역시 전기 선로나 전력 공급망의 안정성을 향상시키기 위해 사용된다. 전기 선로에서의 접지는 전압의 안정성을 유지하고, 전기적인 고장이나 누전 전류가 발생했을 때 안전한 경로를 제공해 전류가 부풀어 오르는 것을 방지하고, 장비나 시스템에 피해를 최소화한다.

 

✏️ 변압기의 중성접지

 

일부 전력 시스템에서는 변압기의 중성접지가 LG의 일부로 간주된다. 변압기의 중성선은 전압의 중심점이며, 이를 지구에 연결함으로써 안정성과 안전성을 확보하게 된다.

 

- SG (Signal Ground)

 

‘SG’는 ‘Signal Ground’의 약자로, 전기 및 전자 시스템에서 신호 처리, 통신 및 IC 칩 등에 사용되는 접지 체계 중 하나이다. 이는 주로 전자 기기나 통신 시스템에서 발생하는 신호의 기준 전위 제공을 목적으로 하는 동시에 기기의 간섭을 줄이고 원활한 동작을 주 목적으로 한다.

 

SG는 신호의 안정성과 정확성을 유지하기 위한 중요한 역할을 한다. 각종 전자기파 및 노이즈로부터 발생하는 간섭을 제거하고, 각종 신호들이 동일한 기준으로 정렬되면 시스템 내에서 간섭이 줄어들어 안정한 동작을 보장한다.

 

- 접지의 계층적 구조

 

전기 · 전자 시스템에서는 종종 접지가 계층적으로 구성된다. SG는 디지털 신호, 아날로그 신호, RF(Radio Frequency) 신호 등에 따라 구분되어 사용될 수 있다.

 

SG는 전자 시스템에서 안정성과 성능을 유지하기 위한 중요한 구성 요소로, 통신이나 IC 칩 등의 제어 신호는 레벨이 낮고, 광역대의 주파수에서 안정된 신호 전달이 가능하여야 하므로 가능하면 FG나 LG 등과는 별도로 분리 접지하는 것이 좋다.

 

FG든 LG든 특히 구동 장치(모터, 서보 드라이브, 인버터 등)과는 반드시 분리하여 별도 접지하여야 하며 FG와 LG도 따로 접지하는 것이 가장 좋다.

 

각 장비를 함께 접지(직렬 접지) 하는 경우, 당장의 시공이 간단하고 설치비가 저렴하지만, 각 접지 기기간 전위차가 발생할 수 있고, 특히 구동 장치의 강한 누설 전류가 오히려 접지선을 따라 타 기기로 전달 될 수 있으므로 피하는 것이 좋다.

 

장비 상호간의 영향을 주지 않기 위해서는 각 기기를 따로 접속하는 병렬 접지(3종 접지)를 하는 것이 좋다. 단, 이 경우 설치비의 지출이 많아질 수 있다.

 

- 그 외 다양한 접지 종류

 

접지는 다양한 종류가 있으며, 전기 시스템의 특성에 따라 적절한 종류의 접지가 선택된다. 주요한 접지의 종류에는 아래와 같은 것들이 있다.

 

✏️ 설비 접지 (Equipment Ground)

 

전기 설비의 외부 메탈 부분을 지구에 연결하여 장비의 안전성을 제공하는 접지다. 이는 전기 설비의 외부에 발생하는 전류를 안전한 경로로 유도하여 화재나 감전 사고를 방지한다.

 

✏️ 쉴드 접지 (Shield Ground)

 

전기 장치나 통신 시스템에서 케이블의 외부 쉴드를 지구에 연결하여 외부 간섭으로부터 보호하는 역할을 한다.

 

✏️ 초당 접지 (Lightning Ground)

 

번개로부터 보호하기 위한 접지로, 건물이나 구조물의 지붕이나 벽면에 설치된 번개봇 등을 통해 지구와 연결하여 번개의 전기 에너지를 안전하게 흘린다.

 

이러한 접지 종류는 전기 시스템의 안전 및 안정성을 강화하기 위해 다양한 용도로 사용된다. 접지 설계는 해당 시스템의 특성과 용도에 따라 신중하게 고려되어야 한다.