개념

허용보폭전압·접촉전압

접지 고장 시 전위차·인체 경로와 기출 계산

핵심 개념

보폭전압은 접지 고장으로 지표면의 서로 다른 두 점에 생긴 전위차를 두 발로 밟을 때 인체에 걸리는 전압이다. 접촉전압은 사람이 접지된 지표면에 서서 고장으로 전위가 올라간 도전성 구조물에 접촉할 때, 구조물과 발이 선 지점 사이에 생기는 전압이다.

두 전압 모두 접지 고장점 주변의 전위 분포와 인체 통전경로가 핵심이다. 보폭전압은 두 발 사이 경로, 접촉전압은 손·몸통·발을 거치는 경로를 먼저 구분한다.

시험에서 판단하는 기준

  • 보폭이라는 말이 있으면 지표면의 두 점 사이 전위차를 본다.
  • 도전성 구조물과 그 부근 지표상의 점이라는 말이 있으면 접촉전압 계산을 검토한다.
  • 전압과 인체저항으로 인체 전류를 계산할 때는 V = IR을 사용하고, 전류의 단위를 A에서 mA로 바꾸지 않았는지 확인한다.
  • 허용값 계산에서는 문제에 주어진 통전시간, 인체저항, 지표면 저항률만 사용한다. 다른 법정 허용전압을 추가하지 않는다.

연결 기출 계산

20210515_073은 약 1 m 떨어진 지표점과 도전성 구조물 사이의 허용접촉전압을 묻는다. 문제의 조건은 다음과 같다.

Ik=0.165t,t=1 s,Rb=1000 Ω,ρ=150 ΩmI_k=\frac{0.165}{\sqrt{t}},\quad t=1\ \mathrm{s},\quad R_b=1000\ \Omega,\quad \rho=150\ \Omega\cdot\mathrm{m}

통전시간이 1초이므로 심실세동전류는 0.165 A다. 이 문항의 표면 저항 항은 1.5ρ = 225 Ω로 반영한다.

Vtouch=Ik(Rb+1.5ρ)=0.165(1000+1.5×150)=202.125 V202 VV_{touch}=I_k(R_b+1.5\rho) =0.165(1000+1.5\times150) =202.125\ \mathrm{V}\approx202\ \mathrm{V}

따라서 정답은 3번 202다. 계산 대상이 보폭전압인지 접촉전압인지 먼저 확인한 뒤, 주어진 저항과 저항률을 같은 단위로 넣는다.

자주 틀리는 포인트

  • 보폭전압과 접촉전압은 전위차가 생기는 두 지점과 인체 경로가 다르다.
  • 1 m는 이 문제에서 접촉 지점과 지표상의 점을 설명하는 조건이며, 임의로 다른 거리 공식으로 바꾸지 않는다.
  • 0.165 A165 mA로 바꾸는 것은 가능하지만, 저항과 곱할 때 단위를 섞지 않는다.
  • 이 챕터는 현행 허용접촉전압이나 법적 안전전압 기준을 확정하지 않는다.

기출 출제 이력

2021년 기출 1회 · 1개 연도
2021년 5월 시험 · 73번
어느 변전소에서 고장전류가 유입되었을 때 도전성 구조물과 그 부근 지표상의 점과의 사이(약 1m)의 허용접촉전압은 약 몇 V인가? (단, 심실세동전류 I_k = 0.165/√t A, 인체의 저항: 1000Ω, 지표면의 저항률: 150Ω⸱m, 통전시간을 1초로 한다.)
  1. ① 164
  2. ② 186
  3. ③ 202
  4. ④ 228

관련 챕터