접지(Grounding)에 대한 이해

접지는 중요합니다

그런데 하기가 무척 어렵습니다.
어려운 이유 중에서 가장 큰 것은, 접지 시공은 일반인이 가볍게 할 수 있는 것이 아니라는 점입니다. 

접지에 대한 기준을 보면.... (간단히 적겠습니다) 

• 반드시 날씨가 맑은 날 대지저항을 측정한 후 설치 위치를 선정.
• 직경 14mm이상, 길이 1미터 이상의 접지봉이나 가로 세로 300mm 이상, 두께 1mm이상의 구리판을 사용.
• 접지봉이나 접지판은 결정된 위치에서, 접지봉의 상부가 지표면에서 75Cm이상 깊이가 되도록 땅을 파서 매설해야 함.
• 접지봉이나 접지판에 연결되는 접지선은 AWG #4이상의 굵기를 사용해야 하며, 반드시 금속 압착등의 방법으로 절대 풀리지 않게 체결해야 하고, 최소 2m 이상의 합성수지관으로 접지선을 감싸야 하며, 합성수지관은 지하 75Cm 깊이까지 매설해야 함.
• 만약 대지저항이 높은 경우, 대지저항 저감제를 추가로 도포해야 함.
• 접지선은 언제나 최대한 굵은 선(AWG #4 이상)을 사용하며 최단거리로 급격한 꺾임이나 꼬임이 없이 연결되어야 함.

....말은 쉽지,
이걸 직접 하려고 하면 죽을 맛일 것 같다는 생각이 듭니다. 물론 현재 지어지는 건축물 대부분은 접지에 대한 안전기준을 따르기 때문에 크게 문제는 없지만, 여러분이 저처럼 수 십년 된 아파트에 살고 있다면 머리가 복잡해집니다. 왜냐하면.... 건물 내부에 접지선이 없습니다. 농담이 아니라 정말이에요. 

무슨 말이냐 하면, 세대 콘센트의 접지가 없다는 뜻입니다. 낙뢰에 대한 접지야 1962년부터 법령이 있었으니까 당연히 있지만 제가 살고 있는 아파트를 지었을 당시에는 220V가 아닌 110V 전기를 공급하던 시절이었고, 그러다보니 아파트 건물 내부의 주요 전기설비에는 접지가 연결되어 있지만 집의 콘센트에는 접지가 연결되어 있지 않습니다. 220V 돼지코에 멀쩡하게 접지부가 있지만 실제로는 끊어져 있는 상태인 것이죠. 

아무튼....

그래서 만약 여러분이 아파트와 같은 집합 건물에서 안테나 접지를 고려하신다면.... (220V 콘센트에 접지가 있어도 사실은 마찬가지지만) 관리실에 문의해서 접지 단자를 찾아 거기에 연결하셔야 합니다.
남이 해 놓은 것을 써 먹는 것이 가장 쉽죠. 하지만 허락해주지 않아요. ㅋ  망할...;; 

RF에서 접지는 필요한가?

당연히 필요합니다. 크게 네 가지 이유에요. 

• 전기안전 접지 : 사람의 감전방지 목적이 가장 큽니다.
• 낙뢰/서지 접지 : 번개가 안테나로 떨어졌을때 우회로를 만들어 주기 위함입니다.
• RF 전류 관리 : RF가 shack (무전실) 내부로 들어오지 못하기 위함입니다.
• 장비간 기준 전위 안정화 : 사용하는 장비들끼리 전위차가 생기지 않도록 하기 위함입니다. 

물론 접지의 이론에서 흔히 카운터 포이즈나 래디얼에 대한 것을 언급하고는 있는데, 이건 엄밀히 따지면 접지라기 보다는 RF의 리턴 경로를 만들기 위함입니다. 이건 우리가 흔히 알고 있는 "그 접지"가 아니에요. 그러니 안테나에 햇살모양으로 카운터 포이즈를 달았다고 해서 접지가 필요하지 않다는 뜻은 절대 아닙니다. 

다시 말하지만, 카운터포이즈(counterpoise)와 래디얼(radials)은 안전을 위한 접지가 아닙니다.

반드시 필요한 접지는 무엇일까?

만약 여러분이 건물 내에서 무전기를 두고 사용하신다면, 그리고 건물이 비교적 새것이라면, 전기안전 접지는 크게 신경쓰지 않아도 됩니다. 콘센트에 플러그를 끼우는 순간 알아서 접지가 되니까요. 

하지만 다음 두 가지는 반드시 신경 쓰셔야 합니다. 

안테나 접지(서지 어레스터)

보통 요렇게 생겼습니다.

...가격은 신경쓰지 마세요 (더럽게 비쌈) 
모양이 거의 비슷한데요, 양쪽에 동축 케이블을 연결하는 부분이 있고, 다른 쪽에 접지 단자를 연결하는 부분이 있습니다. 이건... 순전히 낙뢰가 무전실(shack)으로 쏟아져 들어오는 것을 막기 위함이라 생각하시면 됩니다. 

특히 여러분이 건물 옥상에 안테나를 설치하신 경우라면 더욱 중요합니다. 일반적으로 안테나의 설치 규정은 다음과 같습니다. 

• 피뢰침의 위치에서 보호각 60도 이내에 안테나가 위치해야 함
• 피뢰침은 언제나 안테나보다 50Cm 이상 높게 위치해야 함.
• 안테나는 피뢰침에서 최소 1미터 (권장 1.5미터)이상 떨어져 있어야 함. 

아무튼 이렇게 설치했다고 하더라도... 옥상에 안테나를 설치하면 언제든 번개를 맞을 수 있기 때문에 서지 어레스터는 반드시 필요합니다.

그리고 만약 여러분이 안테나를 매고 등산을 해서 교신을 하실 생각이라면... 이건 더 필요하고요.
서지 어레스터의 위치는 가능하다면 동축 케이블 급전점에서 직하방이 가장 좋습니다. 그리고 그 위치에서 접지봉을 박으시면 됩니다. 

만약 여러분이 건물 내에서 교신을 하실 것이라면, 서지 어레스터는 반드시 동축 케이블이 건물 내로 들어오기 전에 설치해야 합니다. 집 안에 설치하면 안됩니다. 언제나 위험한 것은 집 밖에 두세요.

공통 모드 전류의 차단(쵸크)

공통모드 전류는... 번개 만큼은 강하지 않지만 그래도 전기는 전기이지요. 일반적인 220V 감전과는 다르지만 따끔한 통증을 유발하고, RF 화상을 일으킬 수 있습니다. 또한 장비도 상하게 하고요. 

공통 모드 전류의 차단은 앞의 대지 접지 라든가 안테나 접지보다는 간단합니다. 그냥 동축 케이블의 경로에 쵸크를 달아주면 끝이 납니다. 물론 지난 포스트에서 말씀드렸다시피 일반적으로 내가 사용하는 주파수에서 2㏀이상의 임피던스를 갖는 것을 권장하고 있습니다. 뭐, 정 안되면 1㏀ 이상의 임피던스만 만들어줘도 된다고 하지만 아무튼 높아야 합니다. 

쵸크는 별 것 없습니다. 그냥 1:1 전류형 벨런(balun)이에요.
아니면 클립-온 방식의 페라이트 코어가 쵸크입니다.

특히 여러분의 건물이 접지가 제대로 설비되어 있지 않아 무전기 접지부를 통해 전류가 제대로 못 나갈 것 같다면 반드시 고려하세요. 

추가로 고려할 사항

몆가지 흔히 하는 오해를 정리해 두었습니다. 

안테나 접지 / 안테나 타워 접지 / 동축 케이블 접지 / 실내 접지는 모두 따로 접지봉을 박아야 하나요?

아닙니다. 원칙은 "모든 접지는 하나로 이어져 있어야 하고, 접지봉이 여럿일 필요는 없다"입니다. 다만 거리가 너무 먼 경우에는 중간중간 접지봉을 박아 줄 수는 있지만 어쨌든 모든 접지 네트워크는 하나로 이어져 있어야 한다는 것입니다. 

데이지 체인(Daisy chain) 방식의 접지가 있다던데....?

그런거 없습니다. 그런거 하시면 안됩니다. 접지는 언제나 이렇게 하세요.