배전계통의 전력품질과 계통보호

위덕대학교 에너지전기공학부 박중신

배전계통의 전력품질과 계통보호

강의 목차

전력배전계통 및 수전 시스템

1. 배전 일반 및 특수성 2. 배전계통의 변화

3. 배전계통 방식

4. 배전계통의 구성재의 특성

5. 피뢰설비(Gap Type, Gapless Type)

6. 접지시스템

1. 배전일반 및 특수성

배전일반

정의

배전선로(Distribution Line) : 발전소, 변전소 또는 송전선로로부터 다른 발전소 또는 변전소 를 거치지 아니하고 전기수용장소에 이르는 전선로, 즉, 배전선로를 이용해서 직접 고객에 전력을 공급하는 것

○ 배전계통의 특징

● 전력에너지의 배분 ● 낮은 전압(22.9 kV-y) ● 짧은 전선로

● 인출 회선수 다

● 전선로의 복잡(간선과 많은 분기선)한 구성

● 전력설비와 고객의 접점 지대로 공급신뢰도와 직접적으로 관련 ● 고객의 안전과 사용상의 필요성 고려

● 공급지역의 다양(도심지의 도로, 번화가, 시장, 인가 밀집지역, 농촌, 어촌 등)

● 사람이 사는 곳과 근접하여 건설(전기설비기술기준, 교통 및 건축물과 관계 법 준수) ● 자연 상태에 노출(풍수해, 폭설, 폭염, 혹한, 자외선, 기타 영향)

● 도시미관

● 시스템적으로 인축에 대한 안전, 전기 안정 그리고 설비 미관 등의 고려 필수

1. 배전일반 및 특수성

배전의 특수성

● 광범위하게 산재된 부하

● 복잡한 선로의 구조(간선, 분기선)

● 부하의 다양성(소규모, 지상, 주상변압기의 현장 시설, 대도시, 중소도시, 농어촌, 산촌 등에 시설될 뿐만 아니라 공장, 빌딩, 지상, 지하, 해저, 농사용 관정, 양어장, 목장, 가정

● 부하증가의 가변성 등 )

● 자연재해에 노출(태풍, 폭우, 폭설)

● 각종 안전사고 위험에 노출(차량충돌, 건축공사, 도로굴착)

● 일반인의 안전사고 방지를 위한 예방관리

● 설비의 열화(외기 온도, 습도, 자외선 등)

● 선로고장의 최소화를 위한 제도적 장치와 예방진단 시스템의 구축

● 전기에너지의 사회성(대통령, 국회 및 지방의회의 의원선거와 관련된 투개표소의 전력공 급, 대학입시 및 국빈내한, 남북회담, VIP행사 등 각종 주요 행사장의 전력확보

● 광범위한 설비와 이에 대한 유지관리 시스템의 확보

● 자연재해에 대한 비상 시스템 필요

● 배전계통의 고장 및 사고에 대한 신속한 대처 능력 확보

● 공공설비로서 인축에 대한 안전, 전기적 안전 및 미관의 확보

● 대단위 설비의 유지 관리의 체계화

● 현대 사회의 필수품 차원의 중단없는 전력공급

● 전기에너지의 사회성, 공익성 및 이익의 추구

2. 배전계통의 변화

2. 단방향 계통에서 양방향 계통으로의 변화

•원자력

•수 력

•화 력

•고 객

•최근의 전력계통

•기존의 전력계통

 일방적 전력의 흐름형태  양방향의 전력흐름형태

 복합배전계통

- 부하와 전원이 혼재된 다수의 배전선으로 구성된 루프 운전 체계 - 전력자유시장체제의 개방네트워크

- 팩키지 형태의 전력전송 가능

- 상위 계통의 대규모 전원과 지역 내의 분산형 전원이 서로 협조 운전하는 자율분산 운용체제 - 다양한 수요관리 전략의 적용 가능

- 통합적 전력품질관리 가능

•지역 전력공급 네트워크

•송전, 배전

2. 배전계통의 변화

신배전계통의 형태

① 정지형개폐기 및 분산정보처리에 의하여, 평상 시, 사고 시, 작업 정전 시 등 필요에 따라 계통구성을 자유롭게 바꿀 수 있는 유연성

② 다수의 변전소로부터의 수전, 분산형 전원 및 전력저장시스템을 이용한 기본적으로는 무정전인 고신뢰도 전력공급

③ 전력의 질과 종류, 구입처를 고객이 자유 롭게 선택할 수 있는 멀티메뉴 서비스 또는 다품질 전력공급

④ 분산형 전원 및 전력저장장치․ 고객측 제어 에 의한 부하의 평준화 및 에너지절약

⑤ 정보서비스 등 고객 서비스의 향상

⑥ 고도의 고객측 제어

새로운 배전계통에 요구되는 기능

배전계통의 구현형태

고객 양방향 정보통신 네트워크 서비스

Custom Power

FRIENDS

(Flexible, Reliable and Intelligent Electrical eNergy Delivery System)

기능 만족

기능 만족

모든 기능 만족

3. 배전계통 방식의 변화 (가공배전방식)

가공 배전선로

- 전주 - 완철 - 가공전선 - 애자 - 가공지선 - 기타

● 전통적인 방식 가공배전방식 지중배전방식

● 최근 대두된 방식 ABC 배전방식

※ ABC

Aerial Bundled Cable 가공 케이블 배전방식

방식의 변화

3. 배전계통 방식의 변화 (지중배전방식)

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

No 항 목 재 료

1 도 체 CNCV-W 원형압축 연동 연선 2 내부반도전층 반도전성 컴파운드 3 절 연 층 가교폴리에틸렌

컴파운드 4 외부반도전층 반도전성 컴파운드 5 중성선수밀층 반도전성 부풀음

테이프 6 중 성 선 연동선

7 중성선수밀층 부풀음 테이프

8 외 피 흑색 비닐 (PVC)

지중케이블 구조

3. 배전계통 방식의 변화 (ABC 배전방식) 단상

삼상

조가선의 역할 가공 : 중성선 지중 : 시이즈선 ABC : 조 가 선

ABC 케이블 구조 재질: 알루미늄 외피: 반도전층

(500옴.m)

3. 배전계통 방식의 변화 (방식 비교)

종류 건설비 공급 신뢰도 비고 가공 저렴 낮은 편 순간 사고 지중 고가 높은 편 없음

ABC 중저 높은 편 없음

가공 , 지중, ABC 비교

4. 배전설비 구성재의 특성 (콘크리트 전주)

가. 종류 및 규격

- 일 반 용 : 설계하중 350 - 500 - 중하중용 : 설계하중 500 - 700

- 고강도용 : 설계하중 1000 -> 14, 16 m 나. 규격

종 류 길이 끝지름 설계하중 지지점 높이

일 반 용 일 반 용 일 반 용 일 반 용 중하중용 중하중용 중하중용 중하중용

10 12 14 16 10 12 14 16

190 190 190 190 190 190 190 190

350 500 500 500 500 700 700 700

1.7 2.0 2.4 2.5 1.7 2.0 2.4 2.5

4. 배전설비 구성재의 특성 (콘크리트 전주)

전주구분 너트색 철선

일반용 검정색 -

중하중용 적색 +

고강도용 청색 #

식별방법

일반용 전주 중하중용 전주 일반용 전주

상부S형

4. 배전설비 구성재의 특성 (강관전주)

하부 S 형

4. 배전설비 구성재의 특성 (강관전주)

4. 배전설비 구성재의 특성 (완철)

종류 규격

ㄱ 형 완철

900 mm 1400 mm 1800 mm 2400 mm

경완철

900 mm 1400 mm 1800 mm 2400 mm

경완철 가공지선 지지대

COS 폴리머현수애자

● 알루미늄 재질로 가볍다.

● 작업성이 좋다.

● 배전계통에서 일반지역에는 모두 경완철을 표준으로 사용하고 있다.

● 장력이 많이 걸리는 장경간 개소에는 ㄱ형 완철을 사용한다.

4. 배전설비 구성재의 특성 (애자)

종류 규격

특고핀 애자

라인포스트 애자 ^{높이 304mm} 자기제 현수애자 191×146 mm

폴리머 현수애자 ^{525×55 mm}

● 특고압 핀애자 : 나전선에 사용, 현재 현장에서는 사용하지 않고 있음.

● 라인포스트 애자 : 절연전선에 사용

● 폴리머 현수애자 : 가볍다. 작업성이 좋다. 발수성이 좋다. 열에 약하다.

특고핀애자 라인포스트애자

EPDM Silicon Alloy

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

Silicone

● 화학구조

● 사용 예

Si O CH ₃

CH ₃ ⁿ

절연유 , cable 접속재, 폴리머 애자

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

EPDM

● 화학구조

● 사용 예

Cable 접속재, 폴리머 애자

C C H H

H H ^x

C C H CH ₃ H H

C C H H

H C CH ₂

y

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

재질 특성 제작회사 적용 장소

Epoxy - 기계적 강도가 우수하나 저온크랙성 결점 - 내트래킹성이 열세

- 상대적 중량

ABB Mitsubish

- 대부분 옥내용 - 송전급 개발 미흡 - 주로 부싱

EPDM - 기계적 강도, 성형성 우수 - 발수성과 내후성

- 내트래킹성 상대적 열세

Lapp

CEC-Henley

- 배전급 경오손 지역

EVA - 전기적, 기계적, 내후성 양호

- 장기간 사용할 때 발수성 저하가 현저함

Raychem Hitachi

- Raychem사의 독점공급 - 특허로 기술접근 어려움

Silicone - 우수한 발수성, 내후성, 내트래킹성 - 찢겨짐 특성 다소 나쁨

- 상대적 고가

Lapp Reliable Sediver NGK

- 세계적으로 가장 많이 사용

재질별 특성

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

(1) (2)

(1) 금구부의 부식 – 대기 화학물질에 의한 열화

(2) Power Arc 손상 – 섬락의 대전류, 고온으로 인한 손상

신소재 절연물의 열화형태

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

(3) (4)

(3) 트리형 트래킹 – 표면에 도전성 경로 형성 (4) 코아 노출 – 총기사고에 의함

신소재 절연물의 열화형태

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

신소재 절연물의 열화형태

(5) (6)

(5), (6) Brittle fracture – FPR 로드의 사고

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

신소재 절연물의 열화형태

(7) (8)

(7), (8) 쵸킹 – 표면이 거칠고 가루 분말로 나타나는 충전제 입자의 노출

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

기타 변화 형태

조류에 의한 손상, 날개와 몸체 사이의 찢겨짐 현상

4. 배전설비 구성재의 특성 (폴리머애자)

기타 변화 형태

발수성

버섯

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

● 동작원리

전자유도(코일내의 유기 기전력은 그 코일 쇄교 자속의 변화량에 비례

변압기 탄생 과정

● 1820년 : Oersted “자계는 전류가 흐르는 주변에는 자계 형성한다”는 사실 발 견

● Faraday : 실험에 의해 “자계는 전류 발생이 가능하다는 것 암시”

● 1831년 : 유도작용의 원리 논리 세움 ● ~1840 : 유도 코일 발견

Masson의 철심 와류손 경감용 박철판 성층절연 고안

● 변압기 발견 : 미국의 William Stanley → V-e = 0 (역기전력 이론 정립) ● Westing House : 1,000[V], 15,000[V] 고압 송전 가능한 변압기 제작 ● 규소강판의 발견 : 영국의 Robert Hadfield

● 독일의 Gumlich : 규소강판 생산의 공업화, 열간 → 중노동 ● 미국의 냉간압연법 개발 → 대용량 및 생산비, 대량화 가능

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

규소 강판(철심)

● 철심 : 철덩어리 철심(brick)을 사용하면 전기회로가 철심 내부에 순환전류로 막대한 철손 발생

● 와류손(순환전류) 감소 : 철심의 성층 → 얇을 수록 와류손 감소(0.3, 0.35mm]

● 히스테리시스손 감소 : 방향성 규소강판(함유량 약 3% 정도) 사용

● 철심에 기계적 충격으로 왜곡하면 자기 특성 저하 ⇒ 소둔(Annealing)으로 해소 ● 규소강대의 제작

- 원료 : 쓰레기 철(scrap)과 선철 + 광철석 + 석회 배합 → 전기로로 용해 → 슬러 지 제거(정련) → 규소합금철 가함 → 압연 → 규소강대

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

규소의 방향성과 무방향성

● 방향성 : G (Grain oriented silicon steel) -> 변압기의 철심 - G-11 : 초기 주상변압기에 적용

- G-09 : 일반용 주상변압기에 적용

- G-06 : 저손실 주상변압기에 적용(규소 함유량 3%를 의미)

● 히스테리시스손 감소 : 방향성 규소강판(함유량 약 3% 정도) 사용

● 철심에 기계적 충격으로 왜곡하면 자기 특성 저하 ⇒ 소둔(Annealing)으로 해소 ● 규소강대의 제작

- 원료 : 쓰레기 철(scrap)과 선철 + 광철석 + 석회 배합 → 전기로로 용해 → 슬러지 제거 [정련] → 규소합금철 가함 → 압연 → 규소강대

● 방향성 : 1150℃ 가열 → 소둔 950 ℃(규소량 많은 철), 850 ℃(규소량 적은 철), 35시간

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

규소(실리콘) 함유량과 철손

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

철손 감소 기법

● 규소(실리콘)의 함유량 증가 : 6.5%, 가공 난해

● 아몰퍼스 물질을 사용 : 소음 증가, 가공 난해, 부피 증가

● 강판의 두께를 얇게 하는 방법 : 극박막규소강판, 방향성 형성이 어려움 ● 자구미세화(스크래치)하는 방법 : 0.23mm 자구미세화, 2005년, 포스코

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

철심의 구조

● 철심 : 권철심(non cut, cut, formed, random)

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

변압기 Tap 구조

● Tap : 1차측 권선에 설치 - 이유

변압기 tap의 리드선이 가늘다.

전류가 적게 흐른다.

1차 권선이 외측에 있어 리드선 도출이 쉽다.

대용량 변압기의 OLTC

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

변압기 권선

1차권선

권선 모양 가는 원형 전류 크기 소전류 감긴 횟수 많음

2차권선

권선 구조 2개 뭉치 전류 크기 대전류 권선 모양 굵은 사각형 감긴 횟수 적음

오일 통로 1차 권선 2차 권선 2차 리드선

철심

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기)

변압기 유와 온도

4. 배전설비 구성재의 특성 (일반형 변압기)

변압기 후면

변압기 앞면 변압기 명판

라지에터 저압측 접지단자

2차 부싱 1차 부싱

상부 행거 부라켓

접지 단자

하부 행거 부라켓

외함 안쪽 현장설치 모양

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기 현장 설치 모양)

일반형 변압기 현장설치 모양

보호장치 내장형 변압기 현장설치 모양

4. 배전설비 구성재의 특성 (보호장치 내장형변압기)

한류 퓨즈

저압부싱과 접지단자

차단장치

차단장치 레버

4. 배전설비 구성재의 특성 (보호장치 내장형변압기)

오일이 유면 기준 이하로 내려가면 흰색의 부레도 함께 내려가 차단기가 기 계적으로 동작하지 못하 도록 하는 기능을 가짐.

자석 센서(큐리온도)

By Pass Circuit(저항성분 을 가지고 있음)

4. 배전설비 구성재의 특성 (보호장치 내장형변압기)

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기 접지)

(고압)접지단자 연결 + 저압 접지단자 연결

(고압)접지단자 연결 + 저압접지단자 미연결

(고압접지단자 미연결 + 저업접지단자 연결

4. 배전설비 구성재의 특성 (변압기 접지)

고압코일 + 외함 + 저압코일 → 외함 기준 접지

고압코일과 저압코일이 외함을 통하여 결합

접지측 전선 : 3경간 마다 그리고 종단

1차 코일의 끝 외함에 연결

외함 안쪽

4. 배전설비 구성재의 특성 (전선)

전선의 종류

재질 피복 유무

소선

형상 전 압 사용

장소 화학적 비 고

동

나선

원형

저 압

내선 Sox, Nox에 고 압 취약

외선 응력부식파단 사고 조심

피복선 특고압

알루미늄

나선 원형 저 압 내선

염분에 취약 고 압

피복선 S/B 특고압 외선

4. 배전설비 구성재의 특성 (전선)

S/B OC 전선 ACSR 전선

S/B (Smooth Body)

• OC(피복절연)전선에 적용한 구조

• 소선의 모양이 부체꼴 또는 벌집 모양으로 원형의 소선의 단점을 보완한 구조

• 도체의 저항값 저감으로 선로손실 개선, 수밀형 구조로 전선 부식 방지

• 절연전선 표면에 극성 또는 돌기부 형성(동절기 착빙 또는 눈 등의 난착)

• ACSR : 소선구조가 원형임

4. 배전설비 구성재의 특성 (OC전선의 트래킹 현상)

• 절연체에 미세 홀이 발생하면 절연체에 트래킹 현상으로 탄화현상이 발생

• 결국, 전선 단선으로 선로 사고 유발

4. 배전설비 구성재의 특성 (AL 전선의 변화 경향)

1. 강심 알루미늄 합금 연선 : ACSR(Aluminum stranded Conductor steel reinforced) 경알루미늄선 연속 허용온도 90℃, 단시간허용전류 100℃, 대전력 수송시 굵은 전선 이 필요.

2. 강심 내열 알루미늄 합금 연선 : T- ACSR(Thermal- ACSR)

ACSR 전선의 단점인 열적 특성 보완한 전선(연속허용온도 150℃) 일반 ACSR 전선의 약 1.5~1.6배 전류 용량 키움.

3. 초내열인바심알루미늄합금연선

: STACIR(Super Thermal-Resistant Aluminum-Alloy Conductor, Invar- Reinforced)

가 Invar : 불변강(강철과 니켈의 합금 : 열팽창계수 매우 작음) 나. 특징

1) 송전용량의 증대(알루미늄의 내열성을 위해 zirconium 첨가 : 연속허용온도 210℃, 순시허용온도 240℃로 높인 전선(일반 ACSR의 2배)

4. 배전설비 구성재의 특성 (AL 전선의 변화 경향)

2) 이도억제 특성 양호

선팽창계수 : ACSR의 1/5~1/6 정도 감소 3) 단점

ACSR전선보다 전기저항 : 약간 증가(전력손실 약 1.8% 정도 증가) 가격 : ACSR전선(3~7배 정도 고가)

4. 초내열알루미늄피복인바심알루미늄합금연선

STACIR/AW(Super Thermal - Resistant Aluminum - Alloy Conductor, Aluminum- clad Invar - Reinforced)

STACIR 의 아연도금 강심 Invar선(알루미늄피복) → Invar선으로 대체한 전선 전력손실 및 전선중량이 약 4% 감소(STACIR/AW은 STACIR에 비해 )

도전율 14%의 AL- Clad invar 사용 : 허용전류 약 2% 정도 증가 AL 피복으로 알루미늄선과의 이종금속 접촉에 의한 전해부식 방지

4. 배전설비 구성재의 특성 (보호장치)

선로 고장의 대부분이 수초 이내의 정전으로 영구고장을 순간고장으로 처리할 수 있 다. 따라서 재폐로 기능이 있는 보호기기들을 적절히 배치 운영하여 선로고장을 효과 적으로 대응할 수 있다.

재폐로 기능이 있는 보호기기의 필요성

효 과

정전구간의 축소

영구고장의 순간고장화 인축사고의 방지

종류

차단기 + 계전기, Recloser, Sectionalizer, ASS(Auto Section switch) COS(Cut Out Switch), ALTS(Automatic Load Transfer Switch)

4. 배전설비 구성재의 특성 (보호장치 : R/C)

Recloser

현장 설치도 차단부

능동적으로 재폐로 할 수 있는 기능이 있음 보호협조의 주체가 되고 있음

S/

S R/C ^S/E

계통도

4. 배전설비 구성재의 특성 (보호장치 : S/E)

Sectionalizer

● 재폐로 기능이 없다.

● 무전압 상태에서 접점이 분리된다.

● R/C의 전위에 설치되어야 한다.

● R/C와 함께 사용하여야 한다.

● R/C 동작회수 Counter로 협조가 가능하다.

● 정정된 고장전류의 크기와 카운터의 횟수로 자기구간 고장과 타구간 고장을 인지한다.

S/

S R/C ^S/E

계통도

4. 배전설비 구성재의 특성 (보호장치 : COS)

● 쓰임새에 따라 선로보호용과 변압기 보호용으로 분류

● 휴즈링크 용량의 크기를 이용하여 보호협조

● 특고압선로의 단상선로에 주로 사용

● K, P Type로 분류됨(동작시간 차이가 있음)

● 동작특성 : 제거시간, 용융시간

COS 홀더

COS 본체 휴즈링크

S/

S R/C ^S/E

C/S

계통도

4. 배전설비 구성재의 특성 (개폐장치 G/S)

● 선로가 정상적인 상태에서 개와 폐가 가능한 스위치

● 고장전류의 차단 불가

● 부하절환, 정전구간 축소, 선로 고장구간의 검출용이, 계통의 Loop 운전, 기타

Gas Switch : SF

4. 배전설비 구성재의 특성 (접지방식)

4선식 중성선 다중접지 계통

특징

- 절연레벨(BIL)를 낮출 수 있다.

- 경제성(변압기 부싱, 차단기, 단절연 등 )

- 선로고장시 과량의 고장전류로 보호기기의 확실한 동작 - 범용적으로 사용되고 있는 방식

중성선 전압선

4. 배전설비 구성재의 특성 (1선지락시 고장전류의 분포)

4. 배전설비 구성재의 특성 (접지방식)

접지극 시공 방법에 의한 영향(직렬, 병렬접지)

4. 배전설비 구성재의 특성 (접지방식)

병렬접지에서 지지물과 1m, 접지극간 2m 이격 이유

4. 배전설비 구성재의 특성 (접지방식)

접지극 주변 토양의 온도 영향

4. 배전설비 구성재의 특성 (접지방식)

접지극 주변 토양의 습도의 영향

5. 전력수전 시스템 (피뢰설비) 피뢰기 종류

가. Gap Type :

1) 구성 요소 : 직렬 갭 + 특성 요소(SiC) + 단로 장치

2) 직렬 갭 : 한류 갭(영구 자석을 이용하여 아크를 회전 구동시켜 갭을 보호하는 방식)

3) 특성요소 : SiC( 탄화규소) 입자를 각종 결합체와 혼합하여 고온에서 소결시킨 것으로 방전전류가 크면 -> 저항이 적어짐

방전전류가 작아지면 -> 저항이 커짐 따라서 갭에서 속류 차단에 도움을 줌.

4) 단로장치 : 18 kV 배전 선로용에만 있음.

나. Gapless Type :

1) 구성요소 : 특성요소(ZnO) + 단로장치 2) 특성요소 : ZnO(산화아연)

3) 단로장치 : 18 kV 배전 선로용에만 있음.

5. 전력수전 시스템 (피뢰설비) 제한전압

방전전류가 피뢰기를 통하여 흐르는 동안 피뢰기의 양 단간의 전압

5. 전력수전 시스템 (피뢰설비) 속류

전원으로부터 공급되는 상용주파수의 전류

5. 전력수전 시스템 (피뢰설비 : Gap Type)

직렬 갭

한류 갭(영구자석]으로 아크를 회전 구동시켜 갭을 보호

Gap Type 피뢰기의 구성

특성요소

SiC(탄화규소)입자를 각종 결합체와 혼합 후 고온에서 소결 방전전류가 크면 -> 저항이 적어짐

방전전류가 작아지면 -> 저항이 커짐 따라서 갭에서 속류 차단에 도움을 줌.

단로장치

피뢰기 본체 손상시 접지선과 분리하여 계통사고로 이어지는 것 을 방지(18[kV] 배전선로용 피뢰기에만 있음)

5. 전력수전 시스템 (피뢰설비 : Gap Type)

5. 전력수전 시스템 (피뢰설비 : Gap Type 특성)

1. 피뢰기 무(임펄스 전압) 2. 피뢰기 유( 임펄스 전압) 3. 피뢰기를 통과하는

임펄스 전류

Ts : Speak Over 시간 Ur : 제한 전압

Us : 충격 방전 개시 전압 O1 : 충격 전압의 시작점

5. 전력수전 시스템 (피뢰설비: Gapless Type)

특 성 요 소 ZnO

시멘트 층

● 구성 요소

비직선 특성을 지닌 산화 아연 소자를 사용함.

● 산화 아연 소자

산화 아연에 Bi2O3, CO2O3, MnO2, Cr2O3, Sb2O3금속을 첨 가하여 1000℃ 이상에서 소결 한 미세 구조임.

ZnO

Gapless Type 피뢰기의 구성

5. 전력수전 시스템 (Gapless Type 동작특성)

동작 특성

전 계

● 소전류 영역(Ⅰ) : 1mA 이하

전계인가 → 산화 아연 결정과 입체층과의 계면 포텐셜 Barrier → 전계로 저하 →

Barrier를 뛰어 넘음 →미세 전류 흐름(전류밀도 Schottky 효과 발생 : 전계의 1/2승에 비례)

● 중전류 영역(Ⅱ) : 1mA ∼수백 A

전류 밀도가 전계 강도의 α승에 비례하는 영역

● 대전류 영역(Ⅲ) : 수백 A 이상

산화 아연 결정과 고유 저항이 지배하는 영역

5. 전력수전 시스템 (피뢰장치 : 단로기)

단로장치