구조 요건의 두 번째 묶음이다. 인버터 안의 스위치가 어떤 정격이어야 하는지, NEC가 요구하는 단로 장치를 제품이 어떻게 갖춰야 하는지, 중전압 장비에서 문과 개폐기를 어떻게 맞물리게 하는지, 설치자가 연결하는 단자와 리드선의 규격, 그리고 접지·본딩의 도체 크기를 읽는다.
앞 강의의 외함 요건이 사람이 활선부에 닿지 않게 하는 물리적 벽이었다면, 이 묶음은 전기를 의도적으로 끊고 잇는 장치와 연결부를 다룬다. 스위치(14절)는 제품 안에서 회로를 여닫는 부품이고, 단로 장치(15절)는 설치 규정 NEC가 요구하는 격리 수단이며, 출력·공급 연결(16~19A절)은 설치자가 현장에서 전선을 붙이는 자리이고, 접지와 본딩(20~22C절)은 고장 전류가 사람 대신 흐를 길이다. 이 요건들은 저전압과 중전압에서 수단이 다르다. 저전압에서는 정격, 손잡이, 잠금 장치, 도체 굵기가 안전을 담보하고, 중전압에서는 문과 개폐기를 기계적으로 맞물리게 하는 인터록과 눈으로 확인할 수 있는 격리 거리가 그 역할을 맡는다.
14.1은 교류·직류 스위치와 유사 제어 장치의 전류·전압 정격이 그것이 제어하는 회로보다 낮아서는 안 된다고 정한다. 14.2는 역률 75 % 미만의 유도성 부하를 제어하는 1차 회로 스위치가 유도 정격을 갖고 있지 않으면 정상 운전 최대 부하 전류의 2배 이상으로 정격되거나 해당 용도로 조사되어야 한다고 한다. 유도성 부하는 끊을 때 아크가 크므로 저항성 정격만으로는 부족하기 때문이다. 14.3은 부하를 여러 전원이나 전위 사이에 옮겨 붙이는 스위치(전압계·주파수계·역률계를 상 사이에서 절환하는 스위치 포함)가 그 용도로 정격되어야 한다고 한다. 14.4는 계전기 코일·솔레노이드 코일 같은 코일 부하를 제어하는 스위치에 파일럿 듀티(pilot-duty) 정격을 요구한다. 파일럿 듀티는 코일처럼 돌입 전류가 큰 소부하를 반복 개폐하는 능력에 대한 정격이다. 14.5는 교류 전동기의 직입 기동 정격이 있는 장치는 역률 0.5 이하이고 과부하 전류가 파일럿 듀티 돌입 전류의 150 % 이상이면 추가 시험 없이 파일럿 듀티로 쓸 수 있다고 하며, 표 14.1은 단상 120~600 V에서 마력 정격과 파일럿 듀티 정격(경부하 125 VA, 표준 360 VA, 중부하 720 VA)을 대응시킨다.
14.6은 다회로 스냅 스위치의 각 극이 스위치의 전체 전압 정격에서 별도 부하를 제어할 수 있고, 240 V 2극 스위치의 각 극이 120 V 부하를, 240 V 3극 스위치의 각 극이 139 V 이하 부하를 제어할 수 있으며, 여러 극이 함께 240 V 단상이나 3상 부하의 각 선을 제어할 수 있다고 정한다. 14.7은 대지 전압이 120 V를 넘는 회로에 쓰이는 240·250 V 스냅 스위치가 그 용도 정격이어야 한다고 한다. 14.8은 스위치가 접지 도체를 끊어서는 안 된다는 원칙이다. 접지 도체(중성선)만 끊기면 비접지 도체는 살아 있는 채로 부하 쪽 중성선이 떠 버려 감전 위험이 생긴다. 예외는 모든 도체를 동시에 끊는 스위치, 그리고 비접지 도체가 먼저 끊어진 뒤에야 접지 도체를 끊는 스위치다. 14.9는 부하를 바이패스 전원에 직접 연결하는 바이패스 스위치나 정비용 바이패스에 UL 1008(절환 스위치 장비)을 적용한다.
15.1.1은 NEC가 요구하는 격리 장치, 장비 단로 수단, 시스템 단로 수단으로 쓰이는 단로 장치를 이 절로 평가한다고 정한다. 15.1.2는 단로 장치가 연결된 회로의 도체 중 확실히 접지(solidly grounded)되지 않은 것을 모두 끊어야 한다고 한다. 주석은 PV 시스템과 대지 사이에 과전류 장치나 저항이 들어간 "접지" PV 시스템은 기능 접지(functional grounded) 시스템이며 그 도체는 확실히 접지된 도체로 보지 않는다고 설명한다. 이 구별은 2017년판 NEC가 도입한 것으로, 지락 검출을 위해 저항이나 퓨즈를 거쳐 접지한 옛 태양광 시스템의 "접지 도체"가 실제로는 끊어야 할 도체임을 밝힌 것이다.
15.1.3 시스템 단로 수단은 수동 조작 스위치나 차단기로 구성되고, 조작 기구가 외함 밖에서 접근되거나 열쇠 외의 공구가 필요 없는 경첩 덮개 뒤에 있으며, 66.21·66.27에 따라 표시되어야 한다. 조작 기구는 "ON (CLOSED)"와 "OFF (OPEN)"라는 글자나 66.21의 기호로 상태를 분명히 나타내야 한다. 15.1.4 장비 단로 수단도 수동 스위치나 차단기이고, 조작자가 활선부에 무심코 닿지 않게 조작할 수 있어야 하며, 기능을 나타내는 같은 표시를 갖는다. 15.2.1은 안전한 정비를 위해 외부 전원을 끊는 격리·단로 장치를 "off"(개방·무전압) 위치에서 잠글 수 있게 요구한다. 정비 중 누군가 되살리지 못하게 하는 자물쇠 잠금(lockout)의 근거다.
15.3.1은 중전압 격리 수단으로 IEEE C37.20.4를 만족하는 3극 스위치, 그것과 중전압 퓨즈의 기계적 조합, IEEE C37.20.2·C37.20.3·C37.20.9를 만족하는 금속 밀폐 개폐 장치, UL 347이나 NEMA C37.54를 만족하는 인출형(drawout) 조립품 중 하나를 허용한다. 인출형은 차단기나 접촉기를 레일 위에 실어 함 밖으로 빼낼 수 있게 만든 구조로, 빼내면 그 자체가 격리 거리가 된다. 15.3.2는 격리 수단이 조작자가 통전부에 노출되지 않는 위치에서 조작되고, 주회로의 비접지 도체 전부를 한 번의 조작으로 동시에 끊으며(gang operated), 15A절에 따라 중전압 문과 인터록되어야 한다고 정한다. 15.3.3은 밀폐 격리 스위치가 다른 외함 안에 있고 그 스위치에 접근할 때 중전압 부품이 노출되지 않으면 바깥 문은 중전압 문으로 보지 않는다고 하고, 15.3.4는 안쪽 외함에서 중전압 부품에 접근하는 문은 스위치와 인터록되어야 한다고 한다.
15.3.5는 스위치가 열린 위치에서 모든 날(blade)이 무전압이어야 한다고 하되, 모선 연락(bus-tie)이나 루프 구분처럼 양쪽에서 전원이 들어오는 스위치는 날 접촉을 막는 배리어·외함과 67.8 표시를 갖추게 한다. 15.3.6은 격리 수단의 여덟 가지 요건이다. 한 번의 조작으로 전 극 동작, 이 표준의 임펄스·상용주파 절연 시험을 만족하는 격리 거리 확보, 격리 거리가 확보되었음을 15.3.7에 따라 표시, 부하 쪽 변압기의 무부하 전류 차단 능력, 부하 쪽 변압기의 전부하 전류 차단 능력(2차 부하와 인터록해 통전 중 개방을 막으면 면제), 열린 위치에서 자물쇠 잠금 가능, 15A절 인터록, 중력으로 닫힘 방향으로 움직이지 않는 배치다. 15.3.7은 격리 거리를 눈으로 확인할 수 있게 하는 조건이다. 격리·부하 개폐 스위치와 인출형 조립품은 완전 닫힘·완전 열림 위치 표시기를 갖추고, 인출형은 격리 간극이나 기계식 표시기가 관찰창으로 보여야 하되 표시기는 실제 격리 스위치 조립품이나 셔터의 움직임으로 구동되어야 하며 조작 손잡이의 움직임만으로 구동되어서는 안 된다. 비인출형은 격리 거리가 보이는 관찰창이나 IEEE C37.20.9의 대체 관찰 시스템 요건을 만족하는 카메라를 갖춰야 하고, 열림·닫힘은 색(빨강 닫힘, 검정·초록 열림), 글자, 66.21 기호 중 하나 이상으로 표시한다.
| 항 | 요건 |
|---|---|
| a | 한 번의 조작으로 모든 극이 동작(gang operated) |
| b | 임펄스·상용주파 내전압 시험을 만족하는 격리 거리 |
| c | 격리 거리 확보를 확인하는 위치 표시(15.3.7) |
| d | 부하 쪽 변압기의 무부하 전류 차단 능력 |
| e | 부하 쪽 변압기의 전부하 전류 차단 능력(2차 부하 인터록 시 면제) |
| f | 열린 위치에서 자물쇠 잠금 가능 |
| g | 15A절 인터록 |
| h | 중력으로 닫힘 방향으로 움직이지 않는 배치 |
15.3.8은 8월 개정으로 추가된 조항이다. 15.3의 격리 수단이 제품에 없으면, 67.8B 표시를 붙이고, 어떤 외부 격리 수단을 설치해야 하는지 구체적 설명서를 주며, 그 외부 격리 수단과 인터록할 수단을 제공해야 한다. 인터록의 일부는 제품에 설치되어 있고 나머지(외부 격리 수단에 설치할 부분)는 모든 부품·하드웨어·설치 설명서를 담은 키트로 제품과 함께 출하되어야 하며, 설치를 마친 조립체는 15.3.1~15.3.7과 15A절을 모두 만족해야 한다.
15A.1은 격리 수단이 요구되는 전류를 투입·차단할 정격이 없으면 전류 차단 장치와 기계적으로 인터록해, 부하 차단 장치가 열려 있지 않은 한 격리 수단을 열거나 닫을 수 없게 하고, 격리 수단이 닫혀 있거나 인출형이 격리 거리만큼 분리되어 있지 않으면 통전하지 못하게 한다. 격리 스위치는 아크를 끄는 능력이 없는 경우가 많으므로 전류가 흐르는 채로 열면 아크 사고가 나기 때문이다. 15A.2는 연결된 변압기의 전부하 정격 합이 격리 수단의 차단 용량을 넘으면 변압기 2차 부하를 먼저 끊는 전기적 인터록을 요구한다. 15A.3은 인출형 요소에 세 가지 기계적 인터록을 추가한다. 1차 단로 장치가 완전 닫힘·완전 연결 위치일 때 인출 요소를 함 안에 확실히 잠그고, 인출 요소를 완전히 빼내기 전에 저장 에너지 장치를 방전하거나 막으며, 인출 요소가 시험 위치에 있을 때와 함에서 빠져 있을 때 중전압 문이 열린 상태에서 64A절 봉 삽입 시험으로 활선부 접촉을 막는 것이다. 주석은 셔터 조립품을 닫힌 위치에서 자물쇠로 잠그는 수단이 마지막 요건을 만족한다고 한다.
15A.4는 인출 요소를 격리 수단으로 쓰는 장비에 자동 셔터 조립품을 요구한다. 셔터는 무심코 열리지 않도록 닫힌 위치에 유지되어야 하며, 여는 데 서로 다른 두 가지 이상의 조작이 필요해야 한다. 손잡이 하나를 돌리거나 레버 하나를 움직이거나 볼트 하나를 빼는 것은 충분하지 않다. 셔터는 64B절 셔터 무결성 시험을 통과해야 한다. 15A.5는 기계식 문 인터록의 세 요건이다. 격리 수단이 닫혀 있으면 중전압 구획의 문이 열리지 않고, 어느 중전압 구획의 문이라도 열려 있으면 격리 수단이 닫히지 않으며, 다른 중전압 전원이나 저전압 독립형·복합 모드 인버터가 역급전하는 장비에서는 그 역급전 전원의 격리 수단이 닫혀 있으면 문이 열리지 않고 문이 열려 있으면 그 격리 수단이 닫히지 않아야 한다. 주석은 키 인터록 방식이 이를 만족한다고 한다. 키 인터록은 개폐기를 열어야 열쇠가 빠지고 그 열쇠가 있어야 문이 열리는 방식이다.
15A.6은 점검·정비 목적으로 문 인터록을 우회하는 수단을 둘 때 서로 다른 두 가지 이상의 조작이 필요해야 하고, 그 방법을 제품에 표시하지 않고 설명서에만 적을 수 있다고 한다. 15A.7은 시험 위치가 있으면 인출 요소가 시험 위치에 있을 때 격리 거리가 확보되도록 인터록하고, 제어 회로가 정상 제어 전원에서 끊어져야만 별도 제어 전원에 연결되도록 하며, 시험 전원으로 접촉기를 닫으려고 기계적 인터록을 해제해야 하는 경우에는 인터록이 복원될 때까지 격리 수단이 닫히지 않게 한다. 15A.8은 중전압 구획 문의 인터록 시스템으로 순수 기계식(15A.5 만족) 또는 전기기계식 중 하나를 허용한다. 전기기계식은 15A.5의 기능을 만족하면서, 작동 방식이 다르고 무력화하려면 공구가 필요한 두 가지 이상의 보호 수단을 갖고, 표 15A.1의 기능안전 요건을 만족해야 한다. 표 15A.1은 전자 소자를 쓰는 인터록에 UL 991(반도체 안전 제어 시험)을 적용하고 계산적 조사 방법으로 평가한 핵심 부품의 예측 고장률이 IEC 61508 SIL 2 또는 ISO 13849-1 PL d 이상이어야 한다고 하며, 펌웨어·소프트웨어를 쓰는 인터록에 UL 1998(프로그래머블 부품의 소프트웨어)을 UL 991과 함께 적용한다. 대체 표준으로 UL 60730-1(제어 클래스 B 이상), IEC 61508(SIL 2 이상), IEC 62061(SIL CL 2 이상), ISO 13849-1(PL d 이상)을 쓸 수 있되 UL 991의 환경 스트레스 시험은 추가로 적용한다. SIL(안전 무결성 수준)과 PL(성능 수준)은 안전 기능이 요구될 때 실패할 확률을 등급으로 나눈 것으로, SIL 2는 요구 시 실패 확률 1/100~1/1000에 해당한다.
16.1.1은 독립형 인버터의 교류 출력이 16.1.2를 만족하는 리셉터클(콘센트) 또는 18절에 따른 고정 배선 연결 수단, 또는 둘 다를 갖추게 한다. 중전압 독립형은 18절만 허용된다. 16.1.2는 출력 리셉터클이 접지형이어야 하고, 리셉터클의 흰색·은색 단자에 연결되는 출력 도체가 21.1·21.3·21.5에 따라 접지에 본딩되며, 20절의 장비 접지 연결이 있어야 하고 리셉터클 접지가 장착 수단에만 의존해서는 안 되며(리셉터클의 접지 단자를 써야 한다), 돌출 덮개에 설치된 리셉터클을 나사 하나로만 고정해서는 안 된다고 한다. 16.1.3은 누전차단기(GFCI)에 UL 943을 적용한다.
16.2는 계통 연동 인버터다. 16.2.1은 18절에 따른 배선 시스템 연결 수단을 요구하고, 16.2.2는 일반용 교류 출력 리셉터클을 두지 못하게 하되 제품 내부에 있고 서비스 요원만 접근하는 경우는 허용한다. 계통 연동 인버터의 출력에 콘센트가 있으면 사용자가 거기에 부하를 꽂아 계통과 병렬로 쓰게 되어 보호 협조가 무너지기 때문이다. 16.2.3은 교류 출력이 있는 인버터의 설치 설명서가 68.2를 만족하고 출력 회로가 외함에 본딩되지 않아야 한다고 한다(21.2 참조). 17.1은 인버터의 일반용 리셉터클이 접지형이어야 한다고 하고, 17.2는 인버터 출력 교류 회로에서 공급되는 리셉터클의 흰색·은색 단자를 21절에 따라 접지하고, 장비 접지 단자를 22절의 접지 수단에 도전 연결하며, 돌출 덮개의 리셉터클은 NEC 410.56(i)를 따르게 한다.
18.1.1은 제품이 (a) 18.1.3~18.2.10의 배선 단자 또는 18.1.3과 18.3.1~18.3.6의 배선 리드, (b) 18.5.1의 케이블·배관 연결 수단으로 이루어진 배선 시스템 연결 수단을 갖추게 한다. 30절의 절연 접근 신호 회로와 17절 리셉터클로 된 교류 출력 회로는 예외다. 18.1.2는 이 요건이 설치 현장에서 연결되는 교류·직류 입출력 전력 회로에 적용된다고 밝힌다. 18.1.3은 단자나 리드가 정격 조건에서 회로가 나르는 실효 전류 또는 직류 전류의 125 % 이상의 허용 전류를 NEC 표 310.15(B)(16)에 따라 갖는 현장 도체에 맞게 정격·치수화되어야 한다고 정한다. 이 표는 NEC가 절연 온도 등급별로 정한 도체 허용 전류표이며, 어느 열을 쓸지는 69.4의 설명서 항목(L)·(M)이 정한다. 18.1.4는 2000 V를 넘는 회로의 단자는 NEC 표 310.60(C)(77)·(78)에 따른 정격 전류의 100 % 이상 허용 전류 도체에 맞게 한다.
18.2 배선 단자는 표시된 각 금속(구리·알루미늄)의 전선에 대해 18.1.3을 만족하고(18.2.1, 66.12 표시), 공장에서 설치되어 볼트나 나사로 단단히 고정된 압착 단자 커넥터를 갖춰야 한다(18.2.2). 예외로 18.2.4의 현장 설치 커넥터, 10 AWG 이하 도체용으로 위로 젖힌 러그나 컵 와셔가 있는 결선 나사, 그리고 중전압 회로의 18.2.11이 있다. 18.2.3은 단자가 마찰 외의 수단(나사 둘, 각진 어깨, 다월 핀, 클립 등)으로 돌지 않게 고정되어야 한다고 하되, 18.2.4의 커넥터는 가장 이격이 작은 방향으로 돌렸을 때도 26절을 만족하면 돌아도 된다. 18.2.4는 압착 단자 커넥터를 공장 설치하지 않아도 되는 다섯 조건이다. 단자 조립품을 제조사나 다른 곳에서 구할 수 있고 설명서에 명시되며, 체결 하드웨어가 조립품에 포함되거나 제품에 딸려 오거나 설명서에 명시되고, 설치에 덮개 외의 부품 분해가 필요 없으며 도체 설치 전후에 조임 수단에 쉽게 접근할 수 있고, 특수 공구가 필요하면 그 공구와 설명이 함께 오며, 설치 결과가 이 표준을 만족해야 한다. 18.2.5는 단자대와 절연 베이스에 UL 1059를 적용한다.
18.2.6~18.2.9는 결선 나사의 치수다. 현장 배선 단자의 결선 나사는 No. 10(지름 4.8 mm) 이상이며, 14 AWG 도체나 16·18 AWG 제어 회로 도체 전용 단자는 No. 8(4.2 mm), 16·18 AWG 제어 회로 도체는 No. 6(3.5 mm)까지 허용된다. 나사는 금속에 물려야 하고(18.2.7), 나사 구멍을 낸 단자판은 1.27 mm 이상 두께여야 하되 LVLE·LE 회로에서는 표 18.1의 조임 토크에 나사산이 뭉개지지 않으면 더 얇아도 된다(18.2.8). 표 18.1은 나사 크기별로 시험할 전선 크기와 조임 토크를 정한다. 단자판에는 두 산 이상의 나사산이 있어야 하며 구멍을 압출해 두 산을 확보하고, LVLE·LE 회로는 토크 시험에 견디면 면제된다(18.2.9). 18.2.10은 교류 회로 접지 도체용 단자를 66.16에 따라 식별하게 한다. 18.2.11은 중전압 도체의 현장 연결 단자를 ANSI/NEMA CC 1-2018의 구멍 배열을 갖춘 모선(bus bar) 또는 IEEE 386(분리형 절연 커넥터)을 만족하는 커넥터 중 하나로 정한다.
18.3 저전압 현장 배선 리드는 연결될 구리 도체보다 두 치수 넘게 작아서는 안 되고 18 AWG(0.82 mm²)보다 작아서는 안 되며 152.4 mm(6인치) 이상 길어야 한다(18.3.1). 예를 들어 6 AWG 현장 도체에는 10 AWG 이상 리드가 필요하다. 예외로, 공장 리드 여러 개를 하나의 현장 도체에 연결하는 구조에서는 그 조합에 정격된 전선 커넥터가 공장 설치되어 있고 리드가 개별 응력을 받지 않게 묶여 있으며 69.4(E)의 설명이 있으면 더 작아도 된다. 리드는 일반 건물 전선이거나 0.8 mm 이상 열가소성 절연, 300 V 이하에서 0.4 mm 이상 고무+편조, 301~600 V에서 0.8 mm 이상 고무+편조 절연이어야 하고(18.3.2), 53절 스트레인 릴리프 시험을 통과해야 한다(18.3.3). 18.3.4는 외부 선전압 회로용 리드가 그 리드의 자유 끝과 같은 구획에 있는 결선 나사나 커넥터에 연결되어서는 안 된다고 한다. 설치자가 리드 대신 그 나사에 직접 전선을 물려 이중 연결을 만들 수 있기 때문이며, 그 나사를 쓸 수 없게 하거나 리드 끝을 절연하고 66.24 표시를 붙이면 허용된다. 모든 설치에서 쓰이지 않는 리드(다전압 변압기 탭 등)의 자유 끝은 절연해야 하고(18.3.5), 접지 도체용 리드는 66.16에 따라 식별한다(18.3.6).
18.4 배선 구획은 설치 후 공장·현장 배선을 건드리지 않고 연결부를 점검할 수 있는 위치에 있어야 하고(18.4.1), 도체 절연을 손상시킬 거칠거나 날카롭거나 움직이는 부품이 없어야 하며(18.4.2), 표 18.2의 부피(도체 크기별 도체당 자유 공간)를 UL 514A 또는 UL 514C의 방법으로 확보하고 어느 치수도 19.1 mm 이상이어야 한다(18.4.3). 18.5.1은 고정형 제품에 7.7.1~7.7.7을 만족하는 배관·케이블 연결용 개구나 녹아웃을 요구하되 7.7.6(위치 무제한 외함)은 면제한다. 18.6은 제어·센서 회로 같은 클래스 2 회로 도체가 들어오는 개구에 절연 부싱을 요구한다. 부싱은 공장 설치되거나 외함 안에 동봉되어야 하고, 개구가 외장 케이블·배관용이면서 설명서가 클래스 1 배선 방법을 지시하면(69.4(N)) 면제된다. Type 1 외함의 고무 부싱은 3.2 mm 이상(구멍 가장자리를 아일렛 처리하면 1.2 mm) 두께이고 기름·증기에 노출되지 않는 위치에 있어야 하며 구멍에 버가 없어야 한다(18.6.2).
굵은 전선은 급하게 구부릴 수 없으므로 단자 앞에 구부릴 공간이 있어야 한다. 19.1은 압착 단자 커넥터로 현장 연결하는 영구 접속 제품에 접지 도체를 포함한 설치 도체의 굽힘 공간을 외함 안에 두게 한다. 19.2는 판정에 쓸 도체 크기를 18.1.3에 따르되 66.28의 최대 전선 크기 표시가 있으면 그 값을 쓰고, 배선 구획은 18.4.3으로 조사한다. 19.3은 압착 커넥터 맞은편(19.4·19.5)과 거터의 배관용 개구·녹아웃(19.9)에 굽힘 공간을 요구한다. 19.4는 도체가 단자 맞은편 벽으로 드나들 수 있을 때 표 19.1을 적용한다. 표 19.1은 전선 크기와 단자당 전선 수별 최소 거리로, 14~10 AWG는 규정 없음, 8 AWG 38.1 mm, 6 AWG 50.8 mm, 4·3 AWG 76.2 mm, 2 AWG 88.9 mm, 1 AWG 114 mm, 1/0 140 mm, 2/0 152 mm, 3/0 165 mm, 4/0 179 mm, 250 kcmil 216 mm, 300 kcmil 254 mm, 350 kcmil 305 mm, 500 kcmil 355 mm, 750 kcmil 432 mm, 1000 kcmil 508 mm, 1500 kcmil 이상 610 mm이며 단자당 전선이 늘면 더 커진다. 각주는 한 전선씩 받는 탈착식·레이인 커넥터를 쓰고 그 커넥터를 덮개 외의 부품을 건드리지 않고 도체를 끼운 채 떼었다 붙일 수 있으면 대괄호 안 치수(12.7~76.2 mm)만큼 줄일 수 있다고 한다.
19.5는 도체가 단자에 인접한 벽으로 드나들 때, 커넥터와 개구 사이에 배리어가 있거나 맞은편으로 드나들지 말라는 도면이 있으면 표 19.2를 적용한다. 표 19.2는 같은 전선 크기에서 표 19.1보다 작은 값(8~6 AWG 38.1 mm, 4~3 AWG 50.8 mm, 1/0~2/0 88.9 mm, 250 kcmil 114 mm, 400~500 kcmil 152 mm, 1500~2000 kcmil 305 mm 등)을 정하며 거터 폭에도 쓰인다. 그림 19.1의 A~E는 다섯 배치를 그림으로 보이고, 각주는 도체가 지나는 맞은편 벽까지의 거리 D1, 지나지 않는 벽·배리어까지의 거리 D2, 거터 폭 D3를 정의한다. 19.6은 배리어가 굽힘을 제한하면 배리어 끝에서 거리를 재게 하고, 19.7은 녹아웃 없는 외함에서는 배관 설치에 쓰이는 모든 벽 또는 표시·도면·템플릿으로 지정된 벽을 기준으로 삼는다. 19.8은 벽에 가장 가까운 단자 가장자리에서 벽에 수직으로 직선 거리를 재되, 커넥터의 전선 구멍 축이 벽에 최대한 수직이 되도록 회전 방지 수단을 해치지 않는 범위에서 돌리고, 굽힘 반경을 줄이지 않는 배리어·어깨는 무시하며, 다중 커넥터 단자에서는 벽에 가장 가까운 전선 구멍에서 잰다. 19.9는 녹아웃이 있는 거터의 폭이 그 녹아웃에 쓸 수 있는 최대 도체를 수용해야 하되, 다른 곳에 적합한 녹아웃이 있고 편리하게 쓸 수 있으면 좁아도 된다고 한다.
19A는 중전압 현장 도체의 굽힘 공간이다. 설치 중 도체를 비차폐 케이블은 외경의 8배, 차폐·연피 케이블은 12배보다 작은 반경으로 구부릴 필요가 없어야 하고(19A.1), 전선 종류와 최대 크기, 응력 콘(stress cone) 사용 여부, 제조사 지시를 고려해야 한다(19A.2). 응력 콘은 차폐 케이블의 끝에서 전계 집중을 완화하는 종단 부품으로 굽힘 공간을 더 차지한다. 19A.3은 도체 크기를 NEC 표 311.60(C)(73)~(80)의 MV-90 케이블 최악 조건으로 정하되, 케이블 종류(구리·알루미늄, 단심·3심 꼬임·3심)와 배관 위치(지중·공기 중)를 제한하는 설명서가 있으면 그에 따른다. 19A.4는 8월 개정 조항으로, 2400 V를 넘는 장비는 차폐 도체를 수용할 굽힘 공간을 갖춰야 하고, 2400 V 미만 장비는 설명서가 비차폐 도체만 쓰도록 분명히 지시하면 비차폐용 공간만 갖춰도 된다.
20.1.1은 제품의 모든 죽은 금속(정상 시 통전하지 않는 금속) 부품을 접지할 수단을 요구한다. 20.1.2는 그 수단을 제품에 연결되는 각 배선 시스템, 곧 각 직류 입력 회로, 각 교류 입력 회로, 각 교류 출력 회로, 각 배터리 회로마다 두게 한다. 30절의 절연 접근 신호 회로는 면제다. 고정형 제품의 접지 수단은 접지 단자 또는 리드이고(20.1.3), 볼트·나사 같은 확실한 수단으로 프레임이나 외함에 연결되며 이중 너트가 아닌 한 나사 머리가 외함 밖에서 접근되어서는 안 된다(20.1.4). 밖에서 풀 수 있으면 접지가 무심코 끊길 수 있기 때문이다. 접지 연결은 페인트·법랑 같은 비도전 피막을 뚫어야 하고(20.1.5), 정비 중 무심코 떼어지지 않는 위치에 있어야 하며(20.1.6), 접지 리드의 자유 끝은 접어서 테이프로 감는 식으로 절연해야 한다(20.1.7).
20.1.8은 각 입출력 회로마다 접지 리드나 단자를 요구하고, 리드는 자유 길이 152 mm 이상에 녹색(노란 줄무늬 유무 무관) 절연이어야 하며, 접지 리드를 쓰면 배선 구획의 다른 어떤 리드도 그렇게 식별되어서는 안 된다고 한다. 단자는 66.13에 따라 표시한다. 크기는 두 방식으로 정한다. PV 소스·출력 회로의 직류 입력에서는 그 입력의 정격 단락 입력 전류의 1.25배(표 65.1)를 나를 수 있어야 하고, 교류 입출력 회로와 비PV 직류 회로에서는 그 회로를 보호하는 과전류 장치의 크기에 따라 표 20.1의 2열을 적용한다. 표 20.1은 과전류 장치 정격별로 구리·알루미늄 장비 접지 도체와 접지 전극 도체의 최소 크기를 정하는 표로, NEC 250.122·250.66과 같은 구조다. 색 규정의 예외는 선전압 연결에서 떨어져 25절 분리를 만족하거나 66.25 표시가 있는 클래스 2 회로다. 20.1.9는 접지 도체를 장비 안에서 접속(splice)하지 못하게 하고, 20.1.10은 접지 연결·접지 도체·외함·프레임·부품 장착판 등 대지에 연결된 부품이 고장 시 외에는 전류를 나르지 않게 하되 무선 주파수 바이패스 커패시터 회로와 서지 억제기는 예외로 둔다. 20.1.11은 납땜 러그, 납땜 의존 연결, 나사 없는 푸시인 커넥터, 퀵 커넥트, 기타 마찰 끼움 커넥터를 접지 수단으로 쓰지 못하게 한다. 20.1.12는 접지 단자가 표 20.1의 1·2열에 따른 도체 크기를 고정할 수 있고 18.2.1~18.2.9에 따라 만들어져야 한다고 하며, 20.1.13은 현장 접지 도체용 결선 나사의 머리를 녹색의 육각 또는 홈 머리로 하고 압착 커넥터·스터드 너트 단자는 66.13 표시를 하게 한다.
20.2는 접지 전극 단자다. 인입 장비로 설치되거나 주 직류·교류 본딩 연결을 담은 장비는 접지 전극 단자를 갖춰야 하며, 그 단자는 제품에 연결되는 최대 전류 회로의 정격에 따른 표 20.1 3열 크기의 도체를 고정할 수 있고, 18.2.1~18.2.10의 구조를 따르며, 66.17 표시를 갖는다(20.2.1). 접지 전극은 건물의 접지봉이나 수도관처럼 대지에 직접 닿은 도체이고, 접지 전극 도체는 계통의 접지 도체와 장비 접지를 그 전극에 잇는 굵은 도체다. 20.2.2는 접지 전극 단자가 장비의 주 본딩 지점(교류 또는 직류)에 볼트·나사로 확실히 연결되고 내부 연결의 나사 머리가 외함 밖에서 접근되지 않게 한다.
21.1은 21.3~21.5의 회로 접지 요건이 독립형 인버터의 교류 출력 회로에 적용된다고 밝히고, 21.2는 계통 연동 인버터가 어떤 출력 교류 도체와 외함 사이에도 직접·확실한 전기 연결을 가져서는 안 된다고 정한다. 이 대비가 21절의 핵심이다. 독립형 인버터는 그 자체가 전원이므로 건물의 인입 장비처럼 중성선을 한 곳에서 접지해야 하지만, 계통 연동 인버터는 전력회사 계통의 중성선이 이미 인입 지점에서 접지되어 있으므로 인버터에서 또 접지하면 중성선 전류가 접지 도체로 흐르는 병렬 경로가 생긴다. 21.3은 독립형의 각 교류 출력 회로에 접지 도체를 두게 하고, 단상 2선식은 한 도체, 단상 3선식은 중성선, 한 선이 모든 상에 공통인 다상 시스템은 그 공통 도체, 한 상을 단상 3선식처럼 쓰는 다상 시스템은 그 중성선으로 정한다. 21.4는 그 도체를 본딩 점퍼로 금속 외함에, 비금속 외함이면 접지 도체·단자에 본딩된 금속 섀시에 연결하게 하고, 21.5는 점퍼 크기를 표 21.1(회로 최대 전류별 구리·알루미늄 최소 크기)로 정한다. 표 21.2는 전선 크기별 등가 모선 단면적을 정해 모선을 쓰는 경우에 대응한다.
| 출력 회로 구성 | 접지할 도체 |
|---|---|
| 단상 2선식 | 한 도체 |
| 단상 3선식 | 중성선 |
| 한 선이 모든 상에 공통인 다상 | 그 공통 도체 |
| 한 상을 단상 3선식처럼 쓰는 다상 | 그 중성선 |
| 계통 연동 인버터(21.2) | 어떤 출력 도체도 외함에 직접 연결하지 않음 |
22.1은 전기 고장 시 감전이나 대전류 위험을 낳는 모든 노출 죽은 금속을 20절의 접지 수단에 도전 연결하게 한다. 22.2는 접지 수단이 있는 제품에서 외함의 비절연 금속, 전동기 프레임과 브래킷, 부품 브래킷, 커패시터 등 사용자가 만지거나 서비스 요원이 무심코 닿을 수 있는 금속을 본딩하게 하되 일곱 가지 예외를 둔다. 접지 금속으로 전기 부품에서 격리된 외부의 접착식 금속박 표시·나사·손잡이, 배선과 활선부에서 확실히 분리된 자석 프레임·전기자·작은 조립 나사, 활선부를 감싸지 않고 배선과 분리된 패널·덮개, 0.8 mm 이상의 가황 섬유·바니시 천·페놀 배리어로 절연된 고정 패널·덮개, 인쇄회로기판 위의 격리된 변압기·초크 코어와 방열판, 67.12 표시가 된 격리 금속, 26.2.2의 절연 튜브를 씌운 커패시터다. 22.3은 금속 피아노 경첩을 문 본딩 수단으로 인정하고, 22.4는 접지 연속성이 비금속 재료의 치수에 의존하면 UL 746A의 크리프 요건을 적용한다.
22.5는 본딩 도체·스트랩을 구리나 구리 합금 또는 동등 재료로 하고, 기계적 손상에서 보호되거나 외함 안에 있으며, 본딩 외의 목적으로 떼는 체결구로 고정하지 않고(떼었다 붙일 때 빠뜨릴 위험이 낮으면 허용), 접속하지 않게 한다. 22.6은 본딩 경로의 연결을 클램프·리벳·볼트·나사·용접 또는 연화점 455 °C 이상 재료의 납땜·경납땜으로 하고, 비도전 피막을 뚫으며, 경로의 철 부품을 부식에서 보호하고, 탄성 마운트 주변의 본딩이 고무의 조임에 의존하지 않게 한다. 22.7은 나사 머리 아래 스타 와셔를 쓴 연결이 피막을 뚫고 51절 접지 임피던스 시험을 통과하게 하고, 22.8은 나사산에 의존하는 본딩에 나사 둘 또는 두 산이 물리는 나사 하나를 요구한다. 22.9는 고무의 조임에 의존하는 연결에 55절 본딩 도체 시험을 적용하되 정비하듯 분해했다가 재조립한 뒤 시험한다. 22.10은 본딩 도체가 표 20.1 2열 크기 이상이거나 부품 공급 도체 이상이거나 51절 시험을 통과해야 하고, 더 작은 것은 55절 시험을 통과하면 허용된다. 22.11은 분기회로 과전류 장치가 여럿이면 해당 부품의 지락 보호를 맡는 장치의 정격으로 크기를 정한다. 22.12는 본딩 연결·외함·프레임·장착판이 고장 전류 외에는 전류를 나르지 않게 하되, 볼트 접합 외함이 LVLE 회로의 전류를 나르는 것은 허용하고, 현장 접지 수단·금속 배관·대지를 통해서는 정상 시 전류가 흘러서는 안 된다고 한다.
22A~22C는 중전압 전용이다. 22A.1은 각 중전압 현장 도체의 차폐를 접지 모선에 본딩할 수단을 두되, 차폐 본딩 도체가 1.5 m를 넘지 않고 해당 차폐 도체의 단자와 같은 구획에 있게 한다. 중전압 케이블의 금속 차폐는 접지되어야 케이블 절연 바깥의 전계가 0이 되고 접촉해도 안전하다. 22B.1은 모든 인출 요소의 금속 프레임이 시험 위치와 연결 위치, 그 사이의 모든 위치에서 접지되어야 한다고 하고, 22B.2는 시험 위치에서 사람이 만질 수 있고 통전될 수 있는 죽은 금속을 접지하게 하며, 설치 장소의 젖음·마름을 고려한 표 13.1 한계를 넘는 활선부를 담거나 감싸는 부품을 통전 가능한 것으로 본다. 22C.1은 모든 중전압 장비에 각 중전압 구획으로 이어지는 접지 모선을 요구하고, 그 단면적을 표 20.1 2열의 도체와 동등하게 하며, 현장에서 구간을 이을 접속 바를 제공하게 한다.
14~22C절을 한 문장으로 정리하면, 전기를 끊고 잇는 모든 자리에서 사람이 활선부에 닿지 않고 고장 전류가 사람 대신 접지로 흐르게 하는 규칙이다. 저전압에서 그 수단은 회로보다 높은 스위치 정격(14절), 손으로 닿을 수 있고 잠글 수 있는 단로 장치(15.1~15.2), 도체 굵기에 맞춘 단자·리드·굽힘 공간(18~19절), 과전류 장치 정격에 맞춘 접지·본딩 도체(20~22절)다. 중전압에서는 수단이 바뀐다. 격리 스위치는 부하 차단 장치와 기계적으로 맞물려야 하고(15A.1), 문은 개폐기가 닫혀 있으면 열리지 않아야 하며(15A.5), 격리 거리는 관찰창이나 카메라로 눈에 보여야 한다(15.3.7). 전기기계식 인터록을 쓰려면 기능안전 등급 SIL 2·PL d를 증명해야 한다(표 15A.1). 접지는 두 전압 영역에서 원리가 같되, 중전압에서는 케이블 차폐와 인출 요소와 접지 모선(22A~22C)이 추가된다.
21절의 짧은 두 항은 이 강의 전체에서 전력망 관점에서 가장 중요한 자리다. 독립형 인버터는 출력 중성선을 접지해야 하고 계통 연동 인버터는 접지해서는 안 된다는 규정은, 연동 인버터가 이미 접지된 계통의 한 가지로 취급된다는 뜻이다. 이 전제는 뒤의 42~43절 연동 호환 요건과 보충 SA·SB의 라이드스루 요건이 모두 기대는 바탕이다. 다음 강의는 외함 안쪽으로 들어가 내부 배선, 활선부, 회로 사이의 분리, 이격거리, 절연재를 읽는다. 아직 남은 물음은 여기서 요구한 접지·본딩 연결이 실제로 낮은 임피던스를 갖는지를 어떻게 확인하는가이며, 그 답인 51절 접지 임피던스 시험과 55절 본딩 도체 시험은 성능 시험 강의에서 다룬다.