접지, 어싱, 본딩의 핵심 차이점 완벽 정리

어싱(Earthing), 그라운딩(Grounding), 본딩(Bonding)의 차이점은?

접지, 어싱, 본딩의 기본 개념과 주요 차이점을 이해하는 데 있어 비정상적인 혼란이 존재하며, 일부 전문가들도 어싱, 그라운딩, 본딩이라는 용어를 서로 바꿔 쓰기도 합니다(예: 어싱 본드, 본딩 그라운드 등). 또한 전기적 본딩은 그라운딩과 어싱과는 완전히 다른 개념입니다.

핵심만 말하자면, 그라운딩과 어싱은 다른 용어로 표현된 동일한 개념입니다. 어싱과 그라운딩 사이에는 작은 차이가 있으며 이를 자세히 논의하겠습니다.

• 그라운딩(Grounding) 용어는 NEC, CEC, IEEE, UL & ANSI 표준을 따르는 미국과 캐나다에서 어싱(Earthing)과 동일한 의미로 사용됩니다.
• 어싱(Earthing) 용어는 IEC와 IS 표준을 따르는 EU, UK 및 기타 국가에서 사용됩니다.
• 본딩(Bonding) 또는 전기적 본딩은 NEC & IEC(미국 & 영국)에서 동일하게 사용되며, 두 도체(전선, 펌프, 기계, 파이프 등) 및 금속 몸체(정상 동작 시 비전류 운반)를 영구적으로 연결하고 접합하여 두 기계나 시스템의 전위차를 균등화하는 것을 의미합니다.

간단히 말해, 그라운딩과 어싱은 미국과 영국에서 사용되는 지역 용어입니다. 예를 들어, 보호 접지 "PG"는 미국에서 사용되고 보호 어싱 "PE"는 영국과 EC에서 사용됩니다. 마찬가지로 접지 전위 상승(GPR) 또는 대지 전위 상승(EPR)이 미국과 영국에서 각각 사용됩니다. 다른 말로 하면, "투웨이 스위치"와 "쓰리웨이 스위치"가 미국과 영국에서 각각 같은 목적으로 같은 것을 지칭하는 용어로 사용됩니다.

• 관련 글: 전기 어싱 – 어싱 & 그라운딩의 방법과 유형

이제 각각을 자세히 논의해 보겠습니다.

그라운딩(Grounding)이란?

그라운딩은 기계의 활성 부품(정상 동작 시 전류를 운반하는 부분, 예: 발전기의 중성점 또는 스타 연결 전력 변압기의 중성점)과 대지(어스) 사이의 연결입니다. 이 그라운딩은 장비에서 전원으로 고장 전류가 흐르는 효과적인 경로를 제공하여 전력 시스템 설비와 장치를 보호합니다.

그라운딩은 불평형 시스템을 균형 잡는 데도 사용됩니다. 예를 들어, 시스템에서 고장이 발생하면 세 상(라인) 모두가 불평형해지므로, 그라운딩이 고장 전류를 대지로 방전시켜 전체 중성 전류를 "0"에 가깝게 만들어 시스템을 다시 균형 잡히게 합니다(특정 경우 이 값을 얻기 불가능하지만 거의 이상적인 경우인 최솟값으로 감소).

또한 그라운딩은 서지 전압(번개, 라인 고장, 서지)으로부터 보호하고 과전압을 접지로 방전시켜 최대 변압기 효율로 시스템을 안정적이고 신뢰성 있게 만듭니다.

• 전기 및 전자 공학에서 AC와 DC 회로 모두 전류가 생성원에서 부하 측으로 흐르기 가능하게 하는 "0V" 기준 전위인 그라운드가 필요합니다.
• 항상 그라운드를 어스에 연결해야 하는 것은 아닙니다. 차량과 자동차에서는 그라운드가 금속 몸체와 섀시에 연결되며, 고무 타이어를 통해 어스로부터 절연됩니다. 그라운드는 전력 배전 시스템에서 소비자 단자나 배전 지점에서 어스됩니다.
• 중성선을 반드시 그라운드에 연결할 필요는 없습니다. 배선 전압 강하나 이 두 선이 다른 시스템에서 사용되기 때문에 중성선-그라운드 전압이 존재할 수 있습니다.

알아두면 좋은 점:

• 그라운딩은 중성선으로 사용될 수 있지만, 중성선은 그라운드로 사용될 수 없습니다. 따라서 중성선을 두 번 그라운딩(어싱)하지 마세요(즉, 중성선은 소비자 유닛 끝이나 발전소/전신주의 배전 변압기에서만 그라운딩(어싱)해야 합니다).
• 하나 이상의 그라운드는 OCPD(과전류 보호 장치)의 정상 동작에 문제를 일으킵니다. 전류량이 그 보호 장치를 동작시키기에 충분하지 않기 때문입니다. 일부 경우 비접지 WYE 회로(장비 보호 그라운딩은 여전히 연결됨)가 OCPD 동작 방지(단상-접지 고장)를 위해 사용됩니다.
• GFCI(누전 차단기)는 핫(비접지)과 중성(접지) 도체 간 전류 불균형을 감지하고 고장 시 회로를 트립하여 생명을 보호하는 보호 장치입니다(이 보호 장치는 지속적이고 중단 없는 전원이 필요한 병원 ICU 등 민감한 영역에는 권장되지 않음. GFCI & AFCI 배선 설치에 대해 더 알아보기).

관련 글: 어스 도체, 어싱 리드 & 어스 전극 크기 찾는 방법

어싱(Earthing)이란?

어싱은 전기 기기나 설치의 금속(도전성) 부분(정상 동작 시 비전류 운반 부분, 예: 몸체 프레임, 금속 인클로저)과 대지(그라운드) 사이의 연결입니다. 전기 어싱은 미국에서 그라운딩으로도 알려져 있습니다.

라이브(위상, 핫 또는 라인) 선이 기계의 금속 몸체 프레임이나 패널 박스 인클로저에 닿고 누군가가 기계 프레임이나 금속 인클로저에 접촉(만지면)하면, 그 사람은 강한 감전(대지와 몸체 프레임 사이의 높은 전위차로 인해)을 당하며, 피해자 몸을 통해 대지로 고장 전류가 흐르면서 감전사할 수도 있습니다.

이러한 이유로 베어(bare) 또는 녹색 또는 녹색-노란 줄무늬 선이 어스 연속 도체를 통해 금속 몸체와 어스 전극(또는 땅에 묻힌 어스 플레이트) 사이에 연결됩니다. 이렇게 고장 전류가 대지로 방전되어 어싱 시스템이 사람을 위험한 감전으로부터 보호합니다.

외부 표면과 기계의 금속 부분 사이에 어싱(미국의 그라운딩)과 본딩을 모두 실시하는 것이 추가적이고 완벽한 보호를 위해 권장됩니다. 또한 모터, 변압기, 발전기 등 고전압 기계는 두 개의 서로 다른 별도 위치에서(별도 어스 도체와 어스 전극 플레이트 사용) 두 번 어싱(그라운딩)해야 합니다.

어싱은 갭, 서지, 피뢰기를 통해 번개 뇌격의 안전한 방전 경로를 제공하므로 시스템을 신뢰성 있고 원활하게 만듭니다.

• 관련 글: 중성선, 그라운드, 어스의 차이점

본딩(Bonding)이란?

본딩 또는 전기적 본딩은 두 전기 도체, 기계, 파이프, 장치 및 전력 설치의 모든 금속 부분을 연결하고 영구적으로 접합하는 과정입니다. 이 과정에서 설치의 모든 데드 금속 부분(정상 조건에서 비전류 운반)이 도체 선으로 연결되어 그들 사이의 의도적 전위차를 균등화합니다.

이렇게 하면 두 (본딩된) 기계가 서로 다른 전원에 연결되어 있어도 사람이 동시에 두 기계를 만져도 감전으로부터 보호됩니다. 즉, 본딩 봉은 두 표면의 전기적 전위 레벨을 동일하게 만듭니다. 이렇게 하면 전위차 부족으로 전류 흐름의 가능성이 없어지므로 시스템과 인원이 잘 보호됩니다.

위에서 언급한 이유로 어스에 연결된 우수한 본딩 시스템은 모든 연결된 장치가 같은 전압 레벨에 있도록 하여 방전 및 전류 흐름의 가능성이 없도록 하여 사람, 장치, 장비 및 기타 설치를 보호합니다.

전기적 어스 본딩은 모든 도체(사람, 표면, 제품)가 같은 전기적 전위에 있도록 보장하기 위해 광범위하게 사용됩니다. 모든 도체가 같은 전위에 있으면 방전이 발생할 수 없습니다.

본딩은 본딩된 이 두 가지가 같은 전기적 전위에 있음을 보장합니다. 즉, 한 장비나 두 다른 장비 사이에 전기가 축적되지 않습니다. 같은 전위를 가지므로 두 본딩된 몸체 사이에 전류 흐름이 발생할 수 없습니다.

단일 기계나 패널 박스가 적절히 어싱(그라운딩)되고 다른 박스와 본딩되면, 본딩된 박스나 기계 사이에 제로(그라운딩) 전위로 인해 전류 흐름의 가능성이 없습니다.

본딩 자체는 보호하지 않지만 전원 소스로의 저임피던스 복귀 경로를 제공합니다. 이렇게 많은 전류가 흐르기 시작하여 보호 차단기가 트립되고 고장이 제거됩니다.

본딩은 다음 두 가지 안전 관련 이유로 필요합니다..

• 본딩이 없으면, 서로 다른 전압 레벨을 가진 두 다른 장비를 동시에 만지는 사람이 이퀄라이저 역할을 하여 양단의 전위차로 인한 에너지 축적으로 감전을 당합니다.
• 라이브 선이 기계 금속 몸체에 닿고 그 기기에서 작업하는 사람과 접촉하면 위험한, 심지어 치명적인 감전을 당할 수 있습니다.

적절히 본딩되고 그라운딩(어싱)된 시스템은 위 두 시나리오 모두에 대한 보호를 제공합니다.

• 관련 글: 리얼 그라운드와 버추얼 그라운드의 차이점

그라운딩과 어싱의 주요 차이점

그라운딩과 어싱은 거의 같은 것입니다. 즉, 전기 장치를 그라운드(어스 플레이트 또는 어스 전극, 연속 도체 또는 보호 봉)를 통해 대지에 연결하는 것입니다. 이 시스템은 회로에 필수 기준 전압을 제공하고, 번개로부터 설비를 보호하며, 고장 전류를 대지로 방전시켜 생명을 보호합니다.

미국 비거주자의 경우 그라운드와 어스 사이에는 작은(거의 무시할 수 있는) 차이가 있습니다.

• 같은 것을 지칭하는 두 용어: 그라운딩은 미국(NEC)에서, 어싱은 영국(IEC)에서 사용되며, 쓰리웨이 스위치(미국)와 투웨이 스위치(영국)가 같은 목적으로 같은 용도로 사용되는 것과 같습니다.
• 그라운딩은 고장 전류를 그라운드로 방전시키는 단일 저임피던스 경로인 반면, 그라운드는 이중 경로(메인 전류의 복귀 경로이자 원치 않는 전류의 소스)입니다.
• 3상 불평형 연결의 중성선이 시스템 균형을 위해 어스에 연결되면 "그라운딩"이라고 합니다. 반면 "어싱"은 장치/설치와 대지 사이의 연결로 장비 손상 방지와 감전 위험 감소입니다.
• 그라운드는 회로의 공통점으로 전압 레벨 유지와 불평형 상 균형에 사용되는 반면, 어싱은 고전압 서지로부터 시스템을 보호합니다.
• 중성 어스로서의 그라운드는 설치 시스템과 장비 보호에 사용되는 반면, 어싱은 감전 방지와 안전 조치로 사람/동물 생명 보호에 사용됩니다.

관련 글: 가공 송전선로의 어스/그라운드 와이어 목적.

어싱, 그라운딩, 본딩 비교

다음 표는 본딩, 어싱, 그라운딩 간의 비교와 차이점을 보여줍니다.

특성	그라운딩	어싱	본딩
용어	북미(미국) & 캐나다 표준(NEC, CEC, IEEE, ANSI, UL)에서 어싱을 지칭하는 일반적인 단어	유럽, 영연방 국가, 영국(UK) 표준(IS, IEC 등)에서 사용되며 그라운딩은 약간 다름	전기적 본딩은 NEC & IEC(미국 & 영국)에서 동일 용어 사용, 그라운딩/어싱과 완전히 다름
심볼
정의	전기 시스템의 전류 운반 부분(어스 연속 도체를 통해 땅에 묻힌 어스 전극에 중성선 등)을 연결	전기 기기/설치의 금속(도전성) 부분(정상 동작 시 비전류 운반 부분, 몸체, 프레임 등)을 대지(그라운드)에 연결하는 것	두 전기 시스템(전선, 장비, 파이프 등)을 연결하여 정상 동작 시 비전류 운반 상태에서 같은 전위 레벨로 만들기
설치 위치	시스템의 전류 운반 부분(중성선 등 복귀 경로)과 그라운드 사이 연결	금속 몸체 프레임과 땅속 어스 플레이트 사이 연결(어스 연속 도체 & 어싱 리드 경유)	두 장비, 전선, 파이프 등 연결(정상 동작 시 비전류 운반, 도체 경유)
유형	견고 접지, 저항 접지, 리액턴스 접지	파이프 어싱, 플레이트 어싱, 수관 어싱, 봉 어싱, 스트라이프 와이어 어싱	메인 본딩, 보조 본딩
전선 색상 코드	녹색-노란 줄무늬 또는 베어 컨덕터	녹색 또는 녹색-노란 줄무늬 또는 베어 컨덕터	녹색-노란 줄무늬
경로	비정상 및 고장 조건 시 전류 복귀 경로 제공	대형 표면으로 제로 볼트 전위 경로 제공	두 다른 표면의 전위차 균등화 경로 제공
"0" 전위	중성선-그라운드 연결 시 일부 전위 가질 수 있음(대수적 전류가 제로인 제로 전위 = "버추얼 그라운딩")	장비와 그라운드 간 물리적 연결로 제로 전위	연결된 두 장치에서 동일하고 제로 전기 전위
보호	고장 조건 시 상 전류 복귀 경로 제공으로 전기 시스템과 전력 장비 보호	원치 않는 전기 에너지를 그라운드로 방전시켜 사람을 위험한 감전에서 보호(예방 조치)	서로 다른 전위를 가진 두 기계 간 전류 흐름 감소로 장비와 인원 보호. 본딩만으로는 어싱 없이 보호 못 함
예시	스타 연결 변압기 중성점 또는 발전기 중성선 등 전류 운반 부분을 그라운드에 연결	전기 기계(변압기, 모터, 발전기 등)의 금속 몸체 프레임과 인클로저를 어스 전극(어스 플레이트)에 연결	전기 기계 & 장치의 두 금속 몸체 사이 도체 선 연결로 전위차 균등화
용도	불평형 부하 균형 및 시스템 보호	감전 및 시스템 고장 양쪽 보호	전위차 존재/변경 시 고전류 흐름으로 차단기 트립
응용	전기 장비와 전력 시스템 간 전류 효과적 복귀 경로 제공	고장 시 기계 금속 몸체에 접촉하는 사람에게 원치 않는 에너지 대지로 유도하여 보호	연결된 두 장치가 같은 전압 레벨에 있도록 보장, 고장 전류 시 소스로 저임피던스 복귀 경로 제공하여 차단기 트립