접지이야기

접지전사 - 베니마루가 와도 안심! -

2cpu의 김희덕님께서 예전에 올려주셨던 글입니다.

읽기도 쉽고 참고할만한 내용이 많기에 여기에 올립니다.



접지의 의미는 많은 분들이 알고 계시는 바와같이 대지와의 접속을 의미하고 그것은 특정
기기의 접지와 대지와의 전위차를 원하지 않는 뜻이라고 정의할 수 있을 겁니다.
전위차는 그 절대값의 크기에 따라서 인체나 기기에 전혀 무관할 수도 또는 유관, 심각할
수도 있음을 우리는 경험을 토대로 알고 있습니다.
그러면 보통 우리가 접하는 접지 관련 환경과 우리가 그에 대응하는 모습들, 접지의
또다른 모습에 대하여 아는데로 적어 보겠습니다.

기기쪽 에서의 접지의 의미는 상당히 다양한 측면이 있고 그 처리 방법에 따라 매우
다양한 형태로 사용자에게 증상으로서 표현 합니다.
기기들 중에는 논리적인 이유에 의하여 접지전극이 있는것도 있고 없는것도 있으며 그에
따라 제품의 형상이 완전히 달라지며 관계 법령에서도 정의하고 요구 합니다.

현존하는 우리가 주로 접근하는 전자기기의 접지의 종류는 크게 두가지 입니다.
간단히 접지가 있는가 또는 없는가 입니다.
우선 접지를 지원하지 않는 또는 필요없는 기기의 형태는 이중절연의 구조를 가진제품에
대하여 접지는 생략되어도 무방 하다고 되어있으며 관련제품에 응용되고 있습니다.
이중절연? 별거 아닙니다. 우리가 흔히 보고 사용하고 있는 일반 아답타의 경우가 이에
해당 합니다. 왜냐하면 외함이 프라스틱 종류의 절연체이기 때문 입니다.
그러면 외함이 프라스틱 종류의 절연재질로 구성이 되면 무조건 접지를 생략해도 되느냐 하면
그것은 그렇지 않습니다. 외함의 절연형태와 더불어 내부의 전원부 구성 형태에 따라 달라 집니다.

전원부의 구성 즉 회로방식에 의존하는 접지의 유무는 크게 다음과 같은 두가지 형태로서 구분이
가능 합니다.
첫번째는 리니어 파워라고 불리우는 방식의 전원의 구성 형태 입니다. 이 경우는 컴퓨터 시스템에서의
적용은 미미하거나 소전력이 요구되는 곳에 국한적으로 사용되고 있으며 소형 아답터에 해당 합니다.
물론 외함의 구성 재질은 절연성을 갖춘 플라스틱 계열이 대부분이며 접지가 없는 형태로 공급 됩니다.
두번째는 스위칭 파워라고 분류되며 컴퓨터 시스템의 대부분의 전원부가 이 형태로 구성 됩니다.
스위칭 파워로 구성된 아답터의 경우에는 허용전력의 규모와 외함의 재질과 상관없이 자체 접지가
지원 됩니다. 그 이유는 사용 회로의 속성 때문 입니다. 그 속성 때문에 한편으로는 무 접지로 사용시에
누전과 관련한 트러블이 자주 발생하는 편입니다.

그러면 스위칭 파워에서는 왜 접지가 전적으로 요구 되는가에 대하여 적어 보겠습니다.
스위칭 파워는 의미 그대로 필요한 전원을 획득하는데 기술적인 접근 방법으로 스위칭 회로를
사용하며 그 이유는 경박 단소화와 자체 효율의 향상에 그 사용상의 장점이 있습니다.
하지만 그 반대급부로 다량의 노이즈를 수반하며 상용전원을 일차 입력으로 하는 경우에는 구성상
고전압을 수반하기도 합니다. 내부에 고전압이 발생하는 부분이 존재 한다는 것은 절연에 관계된
부분의 대응 설계 및 구조가 갖춰져야 한다는 의미이며 부실할 경우에는 곧 누설전류의 증가로
표현되며 인체에 영향을 주게 됩니다. 그 부작용에 따른 대응으로 접지가 요구 됩니다.
또 하나의 이유로 발생하는 노이즈를 저감하는 기술적인 접근 방편으로 전원 일차부의 구성품중 하나인
Y-Capacitor 라고 불리는 컨덴서가 있습니다. 이 컨덴서의 존재는 노이즈의 저감에는 효과가 있으나
누설전류의 증가라는 역설적 필요악적인 요소를 수반하며 미량이지만 반드시 존재 합니다.
그래서 노이즈와 누설전류에 대응하는 원칙적인 접근으로 접지를 요구하게 되는것 입니다.
참고로 각사의 컴퓨터 파워의 Y-Cap의 크기는 제조사 모델마다 각각 차이가 있으며 그에 따른
누설전류의 차이도 발생 합니다. 더군다나 복수의 컴퓨터나 여러개의 스위칭 파워를 주변기기에서
사용하며 비 접지의 경우 누설전류의 크기는 중첩되어 좀더 자극적인 짜릿한 맛을 볼 기회는 많아집니다.
의료용 기기의 경우, 특히 환자와 직접적으로 접촉이 가능한 의료용 장비의 경우에는 Y-Cap의 적용이
안되거나 장비 자체의 누설전류에 대한 규정이 매우 엄격하게 관리되어 저항력이 약한 인체에 대한
접근방법을 통제 하고 있습니다.

접지가 안된 컴퓨터 케이스(전원부)에는 누설전류의 절대량 크기에는 차이가 있으나 반드시 존재하며
누설된 전류량 만큼의 크기 즉 발생된 대지와의 전위차가 인체를 통하여 그 전류가 대지로 흘러
그 경로를 제공한 인체가 반응(일종의 감전)하는 것 입니다.
공중부양을 하여 컴퓨터를 사용한다면 전혀 무관 하겠지만 보통 사용자의 경우 도력이 부족 할겁니다.

실제 생활에서의 접지에 대한 접근방법을 알아 보겠습니다.
일반적으로 비교적 최근에 건축된 밀집 주거단지인 아파트의 경우는 일반적으로 접지공사가 제대로
이루어졌다고 보셔도 됩니다. 벽부형 콘세트가 접지형으로 부착되어 있을 겁니다.
그런데 많은 경우가 접지형 벽부 컨센트에 비 접지형 멀티 탭을 사용하는 경우를 흔하게 볼 수 있습니다.
전형적으로 매우 잘못된 형태 입니다. 좋은 기회를 스스로 포기하는 것과 비슷한 경우이니 교체하시기를
권해 드립니다. 접지는 누설전류에 대한 최적의 방편이자 연결된 각각의 기기들의 접속 친화성 및 관련
트러블을 최소화 할 수 있는 최상의 방법이라는 점을 강조 합니다.
전자 및 전기회로에 존재하는 일종의 신호의 기준점인 마이너스와 접지 즉 프레임 그라운드는 서로 연결
되어있으나 연결회로의 신호의 흐름 루프상 전혀 다른 효과가 있습니다.
오디오 기기에서의 대표적인 노이즈인 험 노이즈의 많은 경우가 프레임 그라운드 처리의 미숙으로 인한
관련 트러블이며 디지탈에서도 이러한 트러블은 존재 합니다. 디지탈 신호 및 클럭의 지터의 증가따른
신호 품질의 손상 또는 심한 경우에는 접속시에 순간적으로 다운이나 하드웨어 입출력 포트의 소손등의
부작용이 항상 존재 합니다.

제가 있는 환경, 건축물 자체의 접지가 없는 경우를 살펴 보겠습니다.
별도의 접지공사를 하지않고 할 수 있는 하나의 방법이라고 이해 하시면 되겠습니다.
이 경우에 원칙적인 처리는 되지 않습니다만 보완적인 방법으로 적용이 가능은 합니다.
우선 사용하고 있는 시스템의 구성요소들 즉, 컴퓨터 본체, 모니터, 아답터등을 접지형과 비접지형으로
나눕니다. 접지형은 접지형 멀티탭에 전부 수용하되 파워 프러그를 한방향으로 꼽습니다.
이것은 기기에 접속되는 전원의 상을 정렬 접속하는 효과와 각 기기의 프레임 그라운들를 연결하여 기기들
사이의 프레임(외함)간 전위차를 접지형 멀티탭을 통하여 제거하는 효과가 있습니다.
대인효과로는 예를들어서 꼬마아이가 스위칭 전원내장형 외장 CD-ROM 케이스와 컴퓨터 본체를 동시에 짚고
일어선다고 할때 각 프레임간에 전위차가 있을때는 각 전위차 만큼의 전류를 접촉된 꼬마 아이를 통하여
흐르게 되어 감전의 위험이 있지만 위의 접속처리를 하게되면 인체가 누설전류의 경로로 사용되지 않기
때문에 보다 안전합니다.
비접지의 기기는 비 접지용 멀티탭을 이용하여 한번에 수용하여 접지형 멀티탭에 접속 처리를 해 줍니다.
그리고 최종적으로 벽부형 컨센트에 접속을 하되 접지형 기기의 프레임을 만져보아 상대적으로 양호한
느낌을 주는 방향으로 접속 합니다. 보통 상용전원은 극성이 없다고 보는데 실제로는 대지와의 친화성에
기인한 위상은 존재하며 Live, Neutral으로 불리우며 파워 인렛이나 프러그에도 표기되어 있는 경우도
많이 있습니다. 저역시 위의 방법을 기준으로 연결하여 사용하고 있으며 컴퓨터 케이스가 누전의
느낌은 있으나 미미하며 상호 연결시에 부담이 없으며 관련 트러블 또한 없는 상태 입니다.

가끔씩 유달리 누전이 심한 컴퓨터를 보게 되는데 이 경우의 진단 및 처리 방법을 적어 보겠습니다.

1. 전원이 켜진 상태와 꺼진 상태에서 차이가 있는지를 파악 합니다. (파워코드는 접속된 상태)
---> 차이가 있으면 고전압 발생부에 먼지나 기타 사유로 절연상태가 나빠진것으로 보입니다.
내부를 카 센터의 에어 건 등으로 청소를 해봅니다. 증상 개선이 않되면 고전압 스위칭 소자와
히트 싱크와 절연에 문제가 있을 수 있습니다. 방치할 시에 큰 문제가 발생 할 수 있으니
AS를 의뢰 합니다. 이 경우는 구조상 발생 확률이 매우 낮습니다.

2. 파워를 컴퓨터 케이스로 부터 띠어본다.
---> 아마 십중팔구는 차이가 있을 겁니다. 만일 증상의 차이가 없을 경우 TV 카드가 있으면
안테나 입력부터 분리를 합니다. 외부 장치와 연결된 선들을 하나씩 분리 하면서 확인 합니다.
TV 안테나(특히 유선)가 원인인 경우에 이론적으로는 발룬이라는 부품으로 가능 합니다.
이 부품을 통하여 요구 TV신호만 받아들이고 컴퓨터의 그라운드와는 분리되어 증상이 개선 됩니다.
그외 다른 기기와의 접속 트러블은 각 기기의 성격마다 처리 방법이 다르나 기본적인 접근방법은
그라운드를 분리하는 방법을 사용하는 공통점이 있습니다.
파워를 띠웠을때 효과가 있는 경우는 둘중 하나가 원인 입니다.
첫째는 파워 내부의 노이즈 필터와 관련 파워 외함과 접속을 이루는 Y-Cap을 포함한 컨덴서 값의
크기가 문제인 경우와 관련 부품의 경년변화성 절연성능 감퇴로 인한 경우가 의심 됩니다.
둘째는 가장 까다로운 경우인데 주거 건축물내의 전기 상태가 불량한 경우 입니다.
전원 인입선이 건축물 자체와 접촉 하거나 기타 사유로 절연성능이 심각하게 나쁠경우에
해당하며 특히 누전 차단기가 자주 작동하면 전문가의 점검이 필요 하다고 생각 됩니다.

주거하시는 건물에 접지가 지원되는 경우 적극적으로 활용 하시기를 권해 드리며 대인 및 대물의
안전과 관련하여 접지는 일종의 보험이라고 생각하면서 글을 써 봅니다