접지 및 본딩 시스템 (r1)

접지는 전기 시스템, 전기 장비, 또는 회로의 특정 지점을 대지와 전기적으로 연결하는 것을 의미한다. 이 연결은 일반적으로 접지 전극과 같은 도체를 통해 이루어진다. 접지의 주요 목적은 안전을 보장하고, 전기 시스템의 정상적인 동작을 유지하며, 외부 간섭으로부터 장비를 보호하는 것이다.

접지의 가장 중요한 목적은 인명 안전이다. 절연이 파괴되어 장비의 외함 등 비전류 흐름 부위에 위험한 전압이 발생할 경우, 접지를 통해 대지로 전류를 우회시켜 흐르게 한다. 이는 누설 전류가 사람을 통해 흐르는 것을 방지하며, 동시에 과전류 보호 장치가 동작하여 위험 전원을 차단하도록 유도한다. 또한, 낙뢰나 계통의 이상 고전압이 유입될 때, 이 과도 전류를 대지로 안전하게 방류하여 장비의 손상을 막는다.

전기 시스템의 안정적인 동작을 위한 기준 전위를 제공하는 것도 접지의 핵심 기능이다. 특히 통신 및 전자 장비에서, 접지는 모든 회로와 장비에 공통의 기준 전위를 설정하여 신호의 무결성을 유지한다. 이는 불필요한 노이즈와 전자기 간섭을 줄이고, 데이터 전송의 정확도를 높이는 데 기여한다. 전력 시스템에서는 중성점을 접지하여 계통 전압을 안정화하고, 이상 전압의 발생을 억제한다.

본딩은 전기적으로 분리된 금속체들을 전기적으로 연결하여 동일한 전위를 유지하도록 하는 과정이다. 주된 목적은 안전과 전자기 간섭 방지에 있다. 접지가 시스템과 대지를 연결하는 것이라면, 본딩은 시스템 내부의 다양한 금속 부품들(예: 장비 외함, 덕트, 케이블 트레이, 전선관)을 서로 연결하여 전위차를 제거하는 것이다.

본딩의 주요 목적은 다음과 같다. 첫째, 접촉 위험 방지를 통한 인체 보호다. 고장 전류가 발생했을 때, 본딩된 금속체들은 모두 동일한 전위를 가지므로 사람이 두 개의 다른 금속체에 동시에 접촉하더라도 위험한 전위차(감전 위험)가 발생하지 않는다. 둘째, 안정적인 접지 경로 제공이다. 본딩은 장비 외함과 접지 시스템 사이에 저저항 경로를 형성하여 고장 전류가 안전하게 접지극으로 흐르도록 유도한다. 이는 과전류 보호 장치(차단기 등)의 신속한 동작을 보장한다. 셋째, 전자기 간섭 및 노이즈 감소다. 특히 통신 및 네트워크 시스템에서, 본딩은 각 장비와 구조물 사이에 발생할 수 있는 전위차를 제거하여 신호의 기준 전위를 일정하게 유지하고, 노이즈에 의한 데이터 오류를 방지한다.

본딩은 접지 시스템의 필수적인 부분으로 작동하며, 효과적인 접지를 위해서는 반드시 적절한 본딩이 선행되어야 한다. 접지 도체가 아무리 잘 설치되어 있어도, 시스템 내부 금속체들 간의 본딩이 제대로 이루어지지 않으면 그 효과는 크게 감소한다. 따라서 본딩은 전기적 안전과 전자기적 호환성(EMC)을 확보하는 핵심 기술이다.

접지와 본딩은 전기 및 통신 시스템의 안전과 성능을 보장하는 상호 보완적인 개념이지만, 그 목적과 기능에 명확한 차이가 존재한다.

접지는 시스템이나 장비를 대지와 전기적으로 연결하는 것을 의미한다. 주된 목적은 과전압이나 뇌서지와 같은 이상 전압을 대지로 흘려보내 시스템을 보호하고, 기준 전위를 제공하여 시스템의 안정적인 동작을 보장하는 것이다. 반면, 본딩은 시스템 내부의 모든 금속 부품(예: 장비 외함, 덕트, 케이블 트레이)을 전기적으로 연결하여 동일한 전위를 유지하도록 하는 작업이다. 본딩의 핵심 목적은 접촉 시 발생할 수 있는 감전 위험을 제거하고, 전자기 간섭을 줄이며, 고장 전류의 귀로를 제공하는 것이다.

두 개념의 주요 차이점은 다음과 같이 표로 정리할 수 있다.

요약하면, 접지는 '시스템과 땅(대지)을 연결하는 것'에 초점을 맞추는 반면, 본딩은 '시스템 내부의 모든 것을 서로 연결하는 것'에 중점을 둔다. 효과적인 본딩 없이는 접지 시스템만으로는 완전한 등전위를 달성하기 어렵다. 따라서 양자는 독립적으로 존재하기보다는 통합된 접지 시스템 설계의 필수 요소로 함께 고려되어야 한다.

전기적 접지는 전력 시스템의 중성점 또는 전기 장비의 비전류가 흐르는 금속 부품을 대지에 연결하는 것을 의미한다. 주 목적은 시스템의 안정적인 전압 기준을 확립하고, 고장 전류를 대지로 안전하게 흘려보내며, 과전압으로부터 장비와 인명을 보호하는 것이다.

이 시스템은 크게 시스템 접지와 장비 접지로 구분된다. 시스템 접지는 변압기의 중성점이나 발전기의 권선을 접지하여 정상 운전 시 대지 전위를 기준으로 상전압을 유지하게 한다. 장비 접지는 전기 장비의 외함이나 구조체와 같은 비전류 부품을 접지하여 절연 파괴 시 위험 전압이 발생하는 것을 방지한다. 일반적인 접지 방식에는 다음과 같은 종류가 있다.

적절한 전기적 접지는 누전 차단기의 정확한 동작을 보장하고, 뇌서지나 계통의 이상 전압이 유입될 때 이를 대지로 분산시키는 경로를 제공한다. 따라서 접지 저항은 관련 규정(예: 한국의 전기설비기술기준)에서 정한 기준치 이하로 유지되어야 하며, 이를 위해 접지극의 설치와 정기적인 측정이 필수적이다.

통신 접지는 전기적 접지와 구분되어, 통신 장비, 데이터 네트워크, 신호 회로의 참조 전위를 제공하고 고주파 노이즈를 제어하기 위해 사용된다. 주된 목적은 데이터 신호의 무결성을 보장하고, 전자기 간섭 및 정전기 유도로부터 민감한 전자 장비를 보호하는 것이다. 이는 음성, 데이터, 비디오 신호의 명료한 전송을 위해 필수적이며, 특히 고속 디지털 회로와 유도 전류가 문제가 될 수 있는 환경에서 중요성이 크다.

통신 접지 시스템은 일반적으로 전력 접지 시스템과 분리되어 구축되지만, 최종적으로는 동일한 접지 극 또는 접지망에 연결되어 등전위를 형성한다. 이 분리는 서로 다른 시스템 간에 발생할 수 있는 순환 전류를 방지하기 위함이다. 통신 접지의 구성 요소에는 신호 접지 버스, 전자기 차폐된 케이블, 그리고 광섬유 장비의 경우 금속 부품용 접지 단자 등이 포함된다.

통신 접지의 성능은 접지 저항값보다는 시스템 전체의 임피던스와 고주파 특성에 더 큰 영향을 받는다. 고주파 신호는 표피 효과로 인해 도체 표면을 따라 흐르는 경향이 있으므로, 넓은 표면적을 가진 평판 도체나 격자 형태의 접지망이 선형 접지봉보다 효과적일 수 있다. 주요 적용 분야는 데이터 센터, 전화 교환국, 라디오 기지국, LAN 배선 시스템 등이다.

안전 접지, 또는 보호 접지라고도 불리는 이 시스템은 인명 보호를 최우선 목적으로 한다. 이는 전기 설비의 외함이나 비전도성 금속 부품에 절연 파괴 등으로 인해 위험한 전위가 발생했을 때, 그 전류를 대지로 안전하게 흘려보내 감전 사고를 방지하는 역할을 한다. 접지된 금속 케이스에 접촉한 사람은 접지 저항이 충분히 낮은 경로를 통해 전류가 대지로 빠져나가므로, 인체를 통과하는 위험 전류를 최소화할 수 있다.

이 시스템의 핵심 동작 원리는 과전류 보호 장치와의 연동에 있다. 외함에 고장 전류가 흐르면, 이는 접지 도체를 통해 대지로 흐르면서 동시에 회로의 차단기나 퓨즈를 동작시킨다. 이를 통해 고장이 발생한 회로를 신속히 차단하여 위험 상태를 제거한다. 따라서 안전 접지의 효과는 접지 저항의 낮은 값과 보호 장치의 신속한 동작에 크게 의존한다.

주요 적용 대상은 가정, 공장, 상업 시설 등에서 접촉 가능한 전기 기기의 금속 외부 덮개이다. 예를 들어 냉장고, 세탁기, 전동 공구, 변압기 케이스, 배전반 외함 등이 이에 해당한다. 특별히 습기가 많거나 도전성이 높은 장소에서는 안전 접지의 중요성이 더욱 커진다.

설계와 설치 시에는 해당 국가의 전기 기술 기준을 엄격히 준수해야 한다. 대한민국에서는 한국산업표준(KS) 및 『전기설비기술기준』이 관련 요구사항을 규정하고 있다. 접지 도체의 단면적, 접지 전극의 설치 방법, 접지 저항 값 등은 모두 인명 안전을 보장하기 위해 정해진 기준을 충족시켜야 한다.

본딩 도체는 전기 시스템 내에서 서로 다른 금속 부분들을 전기적으로 연결하여 등전위 본딩을 형성하는 데 사용되는 도체이다. 주된 목적은 장비의 외함, 덕트, 케이블 트레이, 전기 배관 등 모든 비전류 부품 사이에 안전하고 저임피던스의 경로를 제공하는 것이다. 이를 통해 잠재적인 위험 전압의 발생을 방지하고, 고장 전류가 발생했을 때 이를 안전하게 접지 시스템으로 흘려보내 보호 장치가 신속하게 동작하도록 한다.

본딩 도체는 일반적으로 구리나 알루미늄과 같은 높은 전도성을 가진 재료로 제작된다. 구리 도체는 우수한 전도성과 부식 저항성으로 인해 가장 널리 사용되며, 알루미늄 도체는 경제성과 가벼운 무게 덕분에 대규모 설치 환경에서 종종 선택된다. 도체의 단면적은 예상되는 고장 전류의 크기와 보호 장치의 동작 시간을 고려하여 관련 표준에 따라 결정된다. 단면적이 충분하지 않으면 고장 시 과열되어 본딩 경로가 손상될 수 있다.

설치 방식에 따라 본딩 도체는 여러 형태로 구분된다. 주요 구성 요소를 연결하는 데 사용되는 메인 본딩 점퍼와, 장비의 문이나 덮개와 같은 이동 가능한 부분을 본딩하는 서브 본딩 점퍼가 있다. 또한, 광케이블의 강화심이나 금속 외장을 접지하기 위한 특수한 접지선도 본딩 도체의 일종으로 간주된다.

본딩 도체의 설치 시에는 접촉 저항을 최소화하기 위해 연결점의 표면을 청소하고, 적절한 본딩 클램프나 압착 단자를 사용하여 견고하게 고정해야 한다. 부식 방지를 위해 특수 코팅을 하거나 방청제를 도포하는 경우도 있다. 모든 본딩 연결은 시각적으로 점검 가능해야 하며, 필요한 경우 접지 저항 측정을 통해 그 무결성을 확인한다.

본딩 버스바는 본딩 시스템의 핵심 구성 요소로, 여러 본딩 도체를 하나의 공통 지점에 물리적으로 연결하기 위한 금속성 도체 막대 또는 스트립이다. 이는 시스템 내 모든 금속 부품이 동일한 전위를 유지하도록 하여 전위차를 방지하고, 누설 전류 또는 서지 전류가 안전하게 흐를 수 있는 경로를 제공한다. 본딩 버스바는 일반적으로 높은 전기 전도성을 가진 구리 또는 동합금으로 제작되며, 표면에 주석 도금 처리를 하여 산화를 방지하고 접촉 저항을 낮추는 경우가 많다.

설치 위치와 용도에 따라 다양한 형태의 본딩 버스바가 사용된다. 주요 유형으로는 장비 랙이나 캐비닛 내부에 설치되는 랙 마운트형 버스바, 통신실이나 데이터 센터의 벽면 또는 바닥에 설치되는 메인 버스바, 그리고 특정 장비군을 위한 분배형 버스바 등이 있다. 이들은 볼트 또는 나사 체결 방식을 통해 접지 귀선 및 장비의 접지 단자와 연결된다.

본딩 버스바의 설계와 설치에는 관련 전기 안전 표준과 통신 규격이 적용된다. 버스바의 단면적은 통과할 수 있는 최대 고장 전류를 견딜 수 있도록 규정되어 있으며, 설치 위치는 접지 도체의 길이를 최소화하고 접근성을 고려하여 선정한다. 또한, 전자파 간섭을 줄이기 위해 버스바와 다른 전원 케이블 사이의 거리와 배치 방향에도 주의를 기울여야 한다.

효과적인 본딩 버스바 시스템은 접지 저항을 낮게 유지하고, 서지 보호기의 성능을 향상시키며, 정전기 방전으로 인한 장비 손상을 방지하는 데 기여한다. 따라서 이는 단순한 연결 장치를 넘어 시스템 전체의 전자기적 양립성과 신뢰성을 보장하는 기반 구조로 작동한다.

본딩 클램프는 금속 도관, 케이블 트레이, 장비 외함 등과 같은 금속 구조물을 본딩 도체에 물리적으로 연결하기 위한 하드웨어이다. 이들의 주요 기능은 안정적이고 저저항의 전기적 경로를 확보하여 접지 시스템의 무결성을 유지하는 것이다. 일반적인 유형으로는 C-클램프, U-볼트 클램프, 펜치형 클램프, 용접 또는 브레이징이 가능한 클램프 등이 있다. 선택 시에는 연결 대상의 재질, 형태, 부식 환경, 기계적 강도 요구사항 등을 고려해야 한다.

본딩 커넥터는 두 개 이상의 본딩 도체를 서로 연결하거나, 도체를 본딩 버스바에 고정하는 데 사용된다. 압착 커넥터, 나사식 단자, 케이블 러그, 분기 커넥터 등 다양한 형태가 존재한다. 특히 데이터 센터나 통신실에서는 다수의 얇은 구리 선(편조선)을 접속하기 위한 특수 설계의 멀티홀 커넥터가 흔히 사용된다. 모든 커넥터는 해당 애플리케이션에 맞는 전류 용량과 연결 신뢰성을 보장해야 한다.

설치 시에는 접촉 면의 부식 방지 처리가 필수적이다. 대부분의 클램프와 커넥터는 연결 전에 접촉면의 산화막, 페인트, 오염물질을 제거하고, 부식 억제제(예: 접지 그리스)를 도포하여 장기적인 접촉 저항의 감소를 방지한다. 또한, 진동이나 열팽창으로 인한 풀림을 방지하기 위해 적절한 체결 토크로 조이고 정기적으로 점검하는 것이 좋다.

데이터 센터 접지 시스템은 IT 장비의 안정적인 동작, 서버와 네트워크 장비의 보호, 그리고 인명 안전을 보장하기 위한 핵심 인프라이다. 이 시스템은 전력 품질을 개선하고 서지 및 번개로부터 장비를 보호하며, 여러 장비 간의 전위차를 최소화하여 데이터 오류와 하드웨어 손상을 방지한다. 특히 고밀도 전력 소비와 민감한 전자 장비가 집중된 환경에서 효과적인 접지는 시스템 가용성과 신뢰성을 결정하는 중요한 요소이다.

데이터 센터의 접지는 일반적으로 함께 묶기(본딩)와 통합되어 구축된다. 모든 랙, 케이블 트레이, 전원 분배 장치(PDU), 그리고 금속 구조물은 접지 그리드나 접지 버스바에 전기적으로 연결되어 하나의 등전위 본딩 시스템을 형성한다. 이는 접지 루프를 방지하고, 노이즈를 줄이며, 정전기 방전(ESD)으로부터 장비를 보호하는 데 기여한다. 일반적인 구성은 다음과 같다.

설계 시에는 접지 저항 값을 관련 표준(예: TIA-942, IEC 60364)에 맞춰 낮게 유지하는 것이 중요하다. 일반적으로 데이터 센터의 접지 저항 목표치는 1옴 미만으로 설정된다. 이를 위해 깊은 봉형 전극, 접지 망, 또는 화학적 접지제를 활용한다. 또한, 전력 계통의 접지(전기적 접지)와 통신 장비의 접지(신호 접지)가 적절히 분리되거나 단일점에서 통합되어야 하며, 고주파 노이즈를 효과적으로 제거하기 위해 고주파 접지에 대한 고려도 필요하다.

통신 장비 본딩은 통신 장비의 금속 외함, 랙, 케이블 트레이, 전원 공급 장치의 접지 단자 등 모든 비전류 도전체를 접지 시스템에 전기적으로 연결하는 과정을 말한다. 주요 목적은 전위 평등화를 통해 감전 위험을 방지하고, 유도 노이즈 및 서지 전압으로부터 장비를 보호하며, 전자기 간섭을 최소화하여 통신 신호의 무결성을 유지하는 것이다. 특히 고속 데이터 통신이나 민감한 신호를 처리하는 장비에서는 본딩의 품질이 시스템 전체의 성능과 안정성에 직접적인 영향을 미친다.

본딩 설계는 단일점 본딩과 다중점 본딩 방식을 상황에 따라 적용한다. 장비 랙 내부에서는 일반적으로 랙의 메인 접지 버스바에 모든 장비의 접지 단자를 별도의 본딩 도체로 연결하는 단일점 방식을 선호하여 접지 루프 형성을 방지한다. 반면, 데이터 센터 전체나 대규모 통신실에서는 건물의 구조체를 활용한 다중점 본딩 망을 구성하여 고주파 노이즈에 대한 효과적인 차폐와 접지를 달성한다. 본딩 도체의 임피던스는 가능한 한 낮게 유지해야 하며, 특히 고주파 신호의 경로를 고려하여 짧고 직선적인 배선이 권장된다.

통신 장비 본딩의 구성 요소와 일반적인 요구사항은 다음과 같다.

적절한 본딩이 이루어지지 않을 경우, 장비 간 전위차로 인해 데이터 오류가 발생하거나, 정전기 방전으로 인한 장비 고장, 번개 서지 시 대형 피해로 이어질 수 있다. 따라서 설치 후 접지 저항 측정과 함께 본딩 연결부의 기계적 강도와 전기적 연속성을 정기적으로 점검하는 것이 필수적이다.

광케이블의 접지는 주로 케이블의 강화부재와 외부 차폐층을 대상으로 한다. 광섬유 자체는 절연체이지만, 케이블을 구성하는 중앙 강화심선(일반적으로 FRP 또는 강선)과 메탈라이즈드 차폐층, 아머(금속 방호대)는 유도전류나 서지의 영향을 받을 수 있다. 따라서 이러한 금속 부품을 적절히 접지하여 위험전압이 발생하는 것을 방지하고, 낙뢰 또는 전력선 접촉 시 과도한 전위 상승으로 인한 장비 손상을 막는다. 특히 도관이나 랙에 설치되는 외부 아머 케이블은 반드시 접지되어야 한다[1].

금속 케이블(예: 동축 케이블, 트위스트 페어 케이블)의 접지는 차폐 효과와 안전을 위해 필수적이다. 케이블의 외부 도체나 차폐망은 전자기 간섭을 차단하는 역할을 하지만, 동시에 유도된 노이즈나 서지를 모아 접지 시스템으로 흘려보내는 경로가 된다. 부적절한 접지는 차폐 효과를 떨어뜨리고 공통 모드 노이즈를 증가시킬 수 있다. 금속 케이블의 접지 방식은 일반적으로 단일점 접지와 다중점 접지로 구분된다.

설계 시에는 케이블이 통과하는 환경(예: 건물 외부/내부, 전자기장 강도), 연결되는 장비의 접지 방식, 관련 표준(예: TIA-607, IEC 60364)을 종합적으로 고려하여 적절한 접지 방식을 선택해야 한다. 모든 접지 연결은 낮은 임피던스를 유지하고, 부식 방지를 위해 적절한 본딩 클램프와 도체를 사용하여 구현해야 한다.

접지 및 본딩 시스템의 설계와 설치는 국제적으로 인정받은 여러 표준 규격에 의해 규정된다. 이러한 표준은 시스템의 안전성, 신뢰성, 그리고 서로 다른 장비 간의 상호운용성을 보장하기 위한 최소 요구사항을 정의한다.

주요 국제 표준으로는 국제전기기술위원회(IEC)에서 제정한 IEC 60364 시리즈(전기 설비)와 IEC 61936-1(고압 교류 송전 시스템) 등이 있다. 또한, 국제전기전자기술자협회(IEEE)의 IEEE Std 80(접지망 안전 지침)과 IEEE Std 142(권고 실무)는 접지 시스템 설계의 기초가 된다. 북미 지역에서는 전기공업회(NECA)와 국제표준화기구(ISO)의 관련 표준이 널리 적용된다. 통신 분야에서는 전기통신산업협회(TIA)의 TIA-607-C(통신 본딩 및 접지) 표준이 데이터 센터 및 통신실의 본딩 인프라 구축을 위한 핵심 지침으로 사용된다.

국내에서는 한국산업표준(KS) 체계 아래 관련 표준이 제정되어 시행된다. 전기 안전 접지에 관한 기본 사항은 전기설비기술기준에 명시되어 있으며, 이는 국가적으로 강제력을 가진 규정이다. 구체적인 설계 및 시공 방법은 KS C IEC 60364 시리즈(전기설비)와 KS C 9610(접지공사) 등의 표준을 참조한다. 통신 분야에서는 정보통신기술협회(TTA)에서 제정한 TTA 표준(예: TTA.KO-06.0092, 통신설비 접지시설 기술기준)이 중요한 역할을 한다.

설계자는 특정 프로젝트의 요구사항, 설치 환경, 적용되는 법규를 고려하여 관련 표준들을 종합적으로 적용해야 한다. 표준들은 지속적으로 개정되므로 최신 버전을 참조하는 것이 중요하다.

접지 저항 요구사항은 시스템의 종류, 규모, 설치 환경, 적용되는 표준 규격에 따라 달라진다. 일반적으로 접지 저항은 낮을수록 이상 전류가 대지로 빠르게 흘러가고 접지 전위 상승을 억제하는 데 유리하다. 그러나 경제성과 현장 조건을 고려하여 각 표준은 최대 허용 저항값을 규정한다.

가장 일반적인 기준은 전기설비기술기준에서 정한 10Ω 이하이다. 이는 일반 건물의 변전소나 주요 전기실의 접지 시스템에 적용된다. 특수한 경우, 예를 들어 피뢰침 접지나 고압 계통의 접지는 5Ω 이하로 더 엄격한 기준을 요구하기도 한다. 통신 시설의 경우, 통신사업법 시행규칙이나 TIA-942와 같은 데이터 센터 표준은 통신 장비 접지에 대해 5Ω 이하 또는 1Ω 이하를 권장한다[2].

다양한 시스템에 대한 접지 저항 권장값은 다음 표와 같이 요약할 수 있다.

이러한 수치는 이상적인 목표치이며, 실제 설계와 시공 시에는 대지 저항률이 높은 암반 지역이나 건조한 사막 지역 등에서는 달성하기 어려울 수 있다. 이런 경우 접지 균등망을 확장하거나 심층 접지극을 설치하는 등의 공법을 통해 요구 저항값에 근접하도록 노력한다. 최종적으로 측정된 접지 저항값은 시스템의 안전성과 성능을 보장하기 위해 관련 규정과 설계 사양을 모두 만족시켜야 한다.

설계 시에는 시스템의 안전성, 신뢰성, 규정 준수를 보장하기 위해 여러 요소를 종합적으로 고려해야 한다. 첫째, 접지 저항은 설계의 핵심 요소이다. 일반적으로 전력 시스템의 접지 저항은 5Ω 이하를 목표로 하지만, 설치 환경(예: 토양 저항률, 공간 제약)과 적용 표준에 따라 달라질 수 있다. 낮은 접지 저항은 서지 및 과전류를 효과적으로 대지로 방류하여 장비와 인명을 보호한다. 둘째, 본딩의 무결성이 매우 중요하다. 모든 금속 구조물, 전기 기기 외함, 케이블 트레이, 도관은 적절한 본딩 도체를 통해 하나의 등전위 본딩 시스템으로 연결되어야 한다. 이는 접촉 전압과 단계 전압을 제거하여 감전 위험을 방지한다.

설치 환경은 접지 시스템의 형태와 재료 선택에 직접적인 영향을 미친다. 토양의 특성(저항률, 수분 함량, 산성도)은 접지극의 종류(봉형, 판형, 망형)와 매설 깊이를 결정한다. 부식성이 높은 환경에서는 구리 도금 강봉이나 순수 구리 재질을 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 접지망의 설계는 접지 전위 상승을 최소화하고 전위 분포를 균일하게 해야 한다. 데이터 센터나 통신국과 같은 민감한 시설에서는 별도의 신호 접지 또는 기준 접지 평면을 구축하여 접지 루프와 전자기 간섭을 방지해야 한다.

미래 확장성과 유지보수 용이성도 설계 단계에서 계획해야 한다. 접지 시스템은 향후 장비 추가나 시설 확장 시 쉽게 확장할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다. 주요 접지점과 테스트 웰은 정기적인 측정과 점검을 위해 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치해야 한다. 마지막으로, 경제성 분석을 수행하여 초기 설치 비용과 장기적인 유지보수 비용, 시스템 장애로 인한 잠재적 비용 사이의 최적 균형점을 찾는 것이 중요하다.

접지 저항 측정은 접지 시스템의 성능과 안전성을 확인하기 위한 필수 절차이다. 일반적으로 접지 저항은 접지극과 대지 사이의 전기적 저항을 의미하며, 이 값이 낮을수록 과전류나 서지가 효과적으로 대지로 흘러가 안전을 보장한다. 측정은 정기적인 유지보수의 일환으로 수행되며, 신규 설치 후 또는 시스템 변경 시에도 반드시 실시한다.

가장 일반적인 측정 방법은 3극법 또는 4극법을 사용하는 접지 저항계를 활용하는 것이다. 3극법은 보조 전극 2개(전류극, 전위극)와 측정 대상 접지극을 이용하며, 4극법은 추가적인 보조 전극을 사용해 측정선 자체의 저항 영향을 제거하여 더 정밀한 측정이 가능하다. 측정 시 보조 전극은 접지극에서 충분히 떨어진 위치에 설치해야 하며, 이는 각 전극의 유효 영향 반경이 겹치지 않도록 하여 정확한 값을 얻기 위함이다.

클램프 방식 접지 저항계는 별도의 보조 전극 없이 접지 도체를 클램프로 감싸 측정하는 방법이다. 이 방법은 접지 시스템을 분리할 필요가 없어 운용 중인 시스템에서 편리하게 사용할 수 있으나, 측정 대상 접지극이 병렬로 연결된 접지망의 일부여야 정상적인 측정이 가능하다는 제약이 있다. 모든 측정 방법은 해당 국가나 지역의 전기 안전 규정(예: KS C IEC 60364, NEC) 및 장비 제조사의 지침에 따라 수행해야 한다. 측정 결과는 설계 시 요구된 접지 저항 값과 비교하여 시스템의 적합성을 판단하는 근거로 활용된다.

정기 점검은 접지 및 본딩 시스템의 신뢰성을 유지하고 잠재적 위험을 사전에 발견하기 위해 필수적인 절차이다. 점검 주기는 설치 환경과 중요도에 따라 다르지만, 일반적으로 1년에서 3년 주기로 실시하는 것이 권장된다. 주요 점검 항목은 시각적 점검, 기계적 점검, 전기적 측정으로 구분된다.

시각적 및 기계적 점검 항목은 다음과 같다.

* 접지 전극과 접지선의 상태: 부식, 절단, 풀림, 물리적 손상 유무를 확인한다.

* 본딩 연결부: 본딩 클램프와 본딩 버스바의 연결 상태가 견고한지, 녹이나 이완이 발생하지 않았는지 검사한다.

* 주변 환경 변화: 접지 전극 주변의 토양 상태 변화, 건물 증축으로 인한 접지 시스템 훼손 가능성을 평가한다.

* 접지 단자대 및 접속함: 내부 접점의 상태와 누수 흔적을 점검한다.

전기적 성능 점검의 핵심은 접지 저항 측정이다. 일반적으로 3극법 또는 클램프 미터법을 사용하여 저항값을 측정하고, 설계 기준 또는 관련 규격(예: IEEE Std 80, ITU-T K.27)에서 요구하는 허용치 이내를 유지하는지 확인한다. 또한, 시스템 내의 다양한 장비나 구조물 사이의 등전위 본딩 상태를 확인하기 위해 도체 간의 연속성 테스트를 수행한다.

점검 결과는 상세히 기록하여 유지보수 이력으로 관리해야 한다. 측정된 접지 저항 값이 허용 기준을 초과하거나, 물리적 결함이 발견된 경우 즉시 보수 조치를 계획하고 실행한다. 보수 후에는 반드시 재점검을 실시하여 시스템의 정상 복구를 확인한다.

접지 및 본딩 시스템의 문제는 주로 과도한 접지 저항, 부식, 물리적 손상, 느슨한 연결 등에서 발생한다. 일반적인 증상으로는 장비의 빈번한 오류 또는 재부팅, 통신 오류율 증가, 감전 위험, 그리고 서지나 번개 시 장비 손상 등이 있다. 문제 진단은 체계적으로 접근해야 하며, 시각적 점검, 저항 측정, 그리고 연속성 테스트를 포함한다.

진단 절차는 다음 표와 같은 단계로 진행될 수 있다.

측정된 접지 저항이 허용치를 초과할 경우, 접지극 주변의 토양 상태(건조, 동결, 저저항률)를 확인하고 필요시 접지극을 추가 설치하거나 화학 접지 재료를 사용하여 저항을 낮춘다. 본딩 연속성 불량은 연결점의 부식을 제거하고 클램프를 재조임으로써 해결한다. 느슨하거나 부식된 본딩 도체는 교체해야 한다.

접지 루프로 인한 노이즈 문제는 시스템을 단일 접지점에 집중시키는 스타 본딩 방식으로 재구성하여 완화할 수 있다. 데이터 센터나 통신실에서는 모든 장비 랙과 캐비닛이 공통의 접지 그리드 또는 버스바에 올바르게 연결되었는지 반드시 확인해야 한다. 문제 해결 후에는 변경 사항을 문서화하고, 정기적인 유지보수 일정에 따라 재점검을 수행하여 시스템의 장기적인 신뢰성을 확보한다.