09. 피뢰기, 피뢰기 구성 요소, 피뢰기 구비 조건, 시설 장소, 제한 전압, 피뢰기 접지도체 굵기 공식, 점검사항
※ 서지 과전압 : 전력계통에서 서지현상(Surge) 에 의해 발생되는 과전압
① 개폐 과전압 : 차단기의 동작 및 고장
② 뇌 과전압 : 직격뇌, 역섬락, 유도뢰
③ 일시 과전압 : 페란티 효과, 부하의 급격한 변화, 고장, 차단기 동작
1. 가공지선
1) 가공지선
가공지선은 송전선 뇌격에 대한 차폐용으로 송전선로 지지물 최상부에 설치한다.
(1) 설치목적
① 직격뇌(유도뇌) 차폐
② 통신선의 전자 유도장해 경감
(2) 사용전선
① 강연선
② 강심 알루미늄 연선 (ACSR)
③ 복합 광섬유 케이블 (OPGW)
2) 가공지선이 있는 지지물 표준접지 시공
(1) 분포 접지
탑각에서 방사형으로 매설 지선을 포설하여 접지하는 방식
(2) 집중 접지
탑각에서 10[m] 떨어진 지점에서 분포 접지에 직각 방향으로 접지하는 방식
2. 피뢰기 (Lighting Arrestor, LA)
1) 피뢰기
이상전압이 내습하면 대지로 방전하고, 그 속류를 차단하는 장치
2) 속류
방전전류에 이어, 전원으로부터 공급되는 상용주파수의 전류가 직렬갭을 통하여 대지로 흐르는 전류
3. 피뢰기의 구성 요소
1) 직렬갭
뇌전류를 대지로 방전시키고 속류를 차단
2) 특성 요소
뇌전류 방전 시 피뢰기 자신의 전위 상승을 억제하여 자신(LA)의 절연 파괴를 방지
3) 피뢰기 종류
① 저항형 피뢰기
② 밸브형 피뢰기
③ 밸브저항형 피뢰기 : 직렬 갭 + 특성요소(SiC)
④ 방출통형 피뢰기
⑤ 갭레스형 피뢰기 : 특성요소(ZnO : 산화아연)로만 구성 = 산화아연피뢰기
⑥ 종이 피뢰기
⑦ 갭+갭레스 피뢰기
⑧ 캡타이어 피뢰기
4. 피뢰기의 설치
1) 피뢰기의 구비조건
① 상용 주파 방전 개시 전압 높을 것 → 정상 주파수 일 때는 피뢰기로 최대한 안가도록 높여야한다
② 제한 전압 낮을 것 → 제한전압 높게 남을수록 변압기의 절연강도 세야 하므로
③ 속류 차단 능력이 클 것
④ 충격 방전 개시 전압 낮을 것 → 피뢰기 단자에 충격파 가해지면 충격 전압 낮아도 방전해라
※ 제한 전압 : 피뢰기가 처리하고 남은 전압. 변압기로 넘어가는 전압
2) 피뢰기의 시설장소
① 발전소, 변전소 또는 이에 준하는 장소의 가공전선 인입구 및 인출구
② 가공전선로에 접속하는 배전용 변압기의 고압측 및 특고압측
③ 고압 및 특고압 가공전선로로부터 공급을 받는 수용장소의 인입구
④ 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳
※ 피뢰기를 설치하여야 할 개소 중 IKL(연간 뇌우 발생 일수)이 11일 이상인 지역에서는 전선로 매 500[m] 이내마다 피뢰기 설치
3) 피뢰기의 정격 전압
= 속류를 차단할 수 있는 최고 교류 전압
4) 피뢰기의 제한 전압
① 피뢰기 동작 중 단자전압의 파고치 (답안 작성 시 사용)
② 충격파 전류가 흐르고 있을 때의 피뢰기 단자전압
③ 방전되어 저하된 단자전압
5) 피뢰기의 공칭 방전 전류
① 갭의 방전에 따라 피뢰기를 통해서 대지로 흐르는 충격 전류
② 설치장소별 피뢰기의 공칭 방전전류 (3종류!)
6) 피뢰기의 정기점검 항목
① 피뢰기 애자 부분 손상여부 점검
② 피뢰기 1,2차 측 단자 및 단자볼트 이상 유무 점검
③ 피뢰기 절연저항 측정
④ 피뢰기 접지저항 측정
7) 피뢰기 접지도체 굵기 공식
① 접지도체 굵기 :
② t : 고장지속시간 ( 22[kV]: 1.1[초], 66[kV]: 1.6[초] )
③ 단락 용량 Ps = √3 × 공칭전압 × 단락전류
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