| L.A 와 S.A | |||||||||||||||||
| L.A | S.A | ||||||||||||||||
| 1. 피뢰기란(LA : Lightning Arrester) : LBS 후단에 설치 | |||||||||||||||||
| 낙뢰나 혼촉사고 등에 의하여 이상 전압이 발생했을 때 그 이상 전압을 대지로 방출 | |||||||||||||||||
| 하기 위해 설치한 장치. 또 수배전 설비의 인입구 등에 설치되어 뇌 및 개폐등에 | |||||||||||||||||
| 의한 이상전압이 회로에 침입 했을 때 그 파고 값을 저감 시키고 대지로 방전 시켜 | |||||||||||||||||
| 기기의 절연을 보호하는 동시에 방전 종료 후의 속류를 즉시 차단시켜 계통의 정규 | |||||||||||||||||
| 상태를 흐트리지 않고 원 상태로 자동 복귀하는 기능을 갖춘 장치를 말한다. | |||||||||||||||||
| 2. 피뢰기의 설치 목적 | |||||||||||||||||
| (1) 외부 이상전압(낙뢰, 역섬락)억제 | |||||||||||||||||
| (2) 기계기구의 절연보호 | |||||||||||||||||
| (3) 이상 전압을 대지로 방전 시키고 속류를 차단한다. | |||||||||||||||||
| 3. 피뢰기의 설치 장소 | |||||||||||||||||
| (1) 발전소, 변전소 또는 이에 준하는 장소의 가공전선 인입구와 인출구 | |||||||||||||||||
| (2) 가공전선로에 접속하는 특고압 배전용변압기의 고압측 및 특별고압측 | |||||||||||||||||
| (3) 고압 또는 특별고압 가공전선로로부터 공급을 받는 수용장소의 인입구 | |||||||||||||||||
| (4) 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳 | |||||||||||||||||
| 그러나, 피보호기기가 보호 범위내에 위치하는 경우 피뢰기를 생략할 수 있다. | |||||||||||||||||
| 4. Disconnector 부착형 : | |||||||||||||||||
| 디스콘넥터를 부착 함으로서 피뢰기 고장으로 인한 배전선 사고를 방지함과 동시에 | |||||||||||||||||
| 피뢰기의 고장을 표시하여 지상으로 부터의 발견을 쉽게 해주는 특징이 있다. | |||||||||||||||||
| ※ 애자표면에 낙뢰에 의한 혹은 피뢰기 결함에 의한 누설전류가 흐를경우 Disconnetor가 | |||||||||||||||||
| 파손됨 | |||||||||||||||||
| ※ 사고 사례 | |||||||||||||||||
| - 피뢰기 절연 파괴에 의한 사고 | |||||||||||||||||
| 피뢰기 하부에 대분분 디스컨넥가 설치되여 있으며 낙뇌가 발생되면 외형은 소손되지 않고 | |||||||||||||||||
| 디스컨넥터만 파괴 된다. | |||||||||||||||||
| 따라서 낙뇌를 맞은 피뢰기는 절연이 파괴되므로 송전상태에서는 하부까지 충전된 상태 | |||||||||||||||||
| 이므로 충전된 피뢰기에 접지선을 연결하면 지락사고에 의한 화상을 입을수 있다. | |||||||||||||||||
| → 낙뢰에 의한 피뢰기 교체 및 접지선 교체시 반드시 피뢰기 1차측을 개방시켜 놓고 작업을 | |||||||||||||||||
| 하여야 한다. | |||||||||||||||||
| 5. 피뢰기의 기능 | |||||||||||||||||
| (1) 상용주파방전개시전압이란 | |||||||||||||||||
| 상용주파(60Cycle부근)에서 전압이 상승할 때 방전이 시작되는 전압을 말한다. | |||||||||||||||||
| 계통에서 1선 지락시 건전상 전위상승, 특고/고압 혼촉, 공진등으로 전압이 상승하는 | |||||||||||||||||
| 경우가 있으며 이와 같이 전압이 상승하는 경우 기기를 보호하기 위하여 피뢰기에서 | |||||||||||||||||
| 방전이 되도록 하고 있다.우리나라 기술기준에서 상용주파방전개시전압은 피뢰기 | |||||||||||||||||
| 정격전압의 1.5배에서 방전하도록 규정하고 있다. 22.9kv 계통에 18kv 정격의 피뢰기를 | |||||||||||||||||
| 설치하였다면 상용주파방전개시전압은 27kv가 됩니다. 1.5배로 정한 정확한 이유는 | |||||||||||||||||
| 모르지만 1선 지락시 건전상의 전위상승등 계통의 이상전압 크기와 기기의 절연이 | |||||||||||||||||
| 1.5배 정도까지는 견디도록 규정하는 점 등이 반영된것 같다 | |||||||||||||||||
| (2) 충격방전개시전압이란 | |||||||||||||||||
| 낙뢰 등 시상전압 침입시 방전이 시작되는 전압입니다. 낙뢰는 전압이 1.2/50(마이크로 | |||||||||||||||||
| 세컨드), 전류가 8/20이므로 수십 MHz대역의 고주파입니다. 방전전압도 피뢰기 정격 | |||||||||||||||||
| 전압압의 4.5배로 규정하고 있습니다. 즉, 22.9kv 계통에 18kv 정격의 피뢰기를 설치하였 | |||||||||||||||||
| 다면 충격주파방전개시전압은 81kv가 된다 | |||||||||||||||||
| (3) 공칭방전전류란 | |||||||||||||||||
| 1) 갭의 방전에 따라 피뢰기를 통해서 대지로 흐르는 충격전류를 피뢰기의 방전전류, | |||||||||||||||||
| 그 허용 최대한을 피뢰기의 방전내량이라 하며 일반적으로 파고값으로 나타낸다. | |||||||||||||||||
| 2) 피뢰기에 흐르는 방전전류는 선로 및 발,변전소의 차폐유무와 그 지방의 IKL | |||||||||||||||||
| (연간뇌우 방전내량)를 참고로 하여 결정한다. | |||||||||||||||||
| ※ 피뢰기 공칭방전전류(내선규정 720절) | |||||||||||||||||
| - 5,000A : 66kV 및 그 이하 계통에서 Bank용량이 3,000 Kva 이하 | |||||||||||||||||
| - 2,500A : 배전선로(22.9KV 수전) | |||||||||||||||||
| (4) 정격전압이란 | |||||||||||||||||
| 1) 피뢰기가 속류를 차단할수 있는 최고의 상용주파수의 교류전압으로 실효값을 말한다. | |||||||||||||||||
| 2) 피뢰기의 정격전압 선정 | |||||||||||||||||
| - 정격전압 = 공칭전압 x 1.4 / 1.1 | |||||||||||||||||
| - 정격전압 = A x B x Vm | |||||||||||||||||
| 단, Vm : 최고허용전압(계통의 최고허용전압은 공칭전압의 1.2배 채용) | |||||||||||||||||
| A : 접지계수(유효접지계통: 75 ~ 80% , 비유효접지계통: 100, 110, 110%이상) | |||||||||||||||||
| B : 유도(유효접지계통: 1.1, 비유효접지계통: 1.15) | |||||||||||||||||
| 3) 공칭전압을 V라 할 때 | |||||||||||||||||
| - (직접접지계) 정격전압 = 0.8 ~ 1.0V | |||||||||||||||||
| - (비유효접지계) 정격전압 = 1.4 ~ 1.6V | |||||||||||||||||
| ※ 참고 | |||||||||||||||||
| 수전전압이 22.9KV인데 정격전압 18KV의 피뢰기를 사용하는 이유? | |||||||||||||||||
| : 수전전압 22.9KV는 선간전압이고 피뢰기 정격전압 18KV는 상전압(대지전압)이기 때문 | |||||||||||||||||
| 즉, 수전전압 22.9KV의 상전압은 13.2KV이다 그러므로 정격전압 18KV의 피뢰기를 사용 | |||||||||||||||||
| 해도 파손되지 않는 이유이다. | |||||||||||||||||
| (5) 제한전압이란 | |||||||||||||||||
| 1) 충격파 전압이 내습하여 피뢰기가 방전할 때 피뢰기의 단자간에 나타나는 전압이며 | |||||||||||||||||
| 이것은 충격전압 이므로 그 값은 파고치로서 나타낸다. | |||||||||||||||||
| 2) 변압기의 절연강도 > (피뢰기의 제한전압 + 피뢰기의 접지저항 전압강하) | |||||||||||||||||
| (6) 특성요소란 | |||||||||||||||||
| 비직선 전압,전류특성에 따라 방전할때는 대전류를 통과 시키고 단자전압을 제한하며 | |||||||||||||||||
| 방전후에는 속류를 실질적으로 저지 또는 직력갭으로 차단할 수 있는 정도로 제한하는 | |||||||||||||||||
| 구성성분을 말한다. | |||||||||||||||||
| (7) Surge란 | |||||||||||||||||
| 외부의 기압, 기류 및 날씨의 변화나 여러 환경/지형적 특성에 의하여 야기되는 | |||||||||||||||||
| 순간적인 전압의 급상승을 말하며, 다시 말하면 고전압/고 전류의 Impulse를 | |||||||||||||||||
| 총칭하는 전기적 잡음의 일종이다. 또한 Surge는 진폭이 매우 높고 상승시간이 | |||||||||||||||||
| 매우 빠르며 이 Impulse 형태의 에너지 파형이 정현파 전원 및 신호에 중첩되어 | |||||||||||||||||
| 아주 빠르게 유입되는 전기적인 파형을 말한다. Surge는 낙뢰 등을 통하여 | |||||||||||||||||
| 외부에서도 흘러 들어온다. | |||||||||||||||||
| 6. 피뢰기의 책무 | |||||||||||||||||
| 1) 피뢰기는 특성요소와 직력갭에 의하여 기기 보호 및 송전의 안정을 도모한다. | |||||||||||||||||
| 2) 이상전압의 내습으로 피뢰 단자전압이 일정값 이상시 방전하므로 전압상승을 억제하 | |||||||||||||||||
| 여 기기를 보호한다. | |||||||||||||||||
| 3) 이상전압이 소멸하여 피뢰기 단자전압이 일정값 이하가 되면 즉시 방전을 정지해서 | |||||||||||||||||
| 원래의 송전상태로 돌아가게 한다. | |||||||||||||||||
| 7. 피뢰기 동작 | |||||||||||||||||
| 1) 피뢰기는 직렬갭으로 상용주파수의 상규전압에 대해서는 대지간에 절연을 유지하고 | |||||||||||||||||
| 있지만 이상전압이 내습하면 갭이 방전을 개시해서 특성요소를 통해서 서지전류를 | |||||||||||||||||
| 대지에 흘려줌으로써 전압상승을 방지한다. | |||||||||||||||||
| 2) 뇌전압의 진행파가 피뢰기의 설치점에 도달해서 직렬갭이 충격방전개시전압을 받으 | |||||||||||||||||
| 면, 직렬갭이먼저 방전하게 되는데, 그렇게 되면 특성요소가 선로에 이어져서 뇌전류 | |||||||||||||||||
| 를 방류하여 전압을 제한전압까지 내린다. | |||||||||||||||||
| 8.써지흡수기란(SA : Surge Absorber) : 몰드변압기 1차에 설치 | |||||||||||||||||
| 피뢰기와 같은 구조 이나 적용전압 범위만을 조정하여 적용하는 옥내형 피뢰기이다. | |||||||||||||||||
| 이 기기는 선로에서 발생할 수 있는 개폐 서지, 순간과도전압 등 이상전이 2차기기에 | |||||||||||||||||
| 영향을 주는 것을 방지하기 위하여 큐비클에 내장 설치하며 건식류 변압기 및 몰드 | |||||||||||||||||
| 변압기나 기기계통 보호가 주 대상이다. 그리고 주로 진공차단기(VCB)의 개폐서지 | |||||||||||||||||
| 보호용으로도 설치하고 있다. | |||||||||||||||||
| 9. LA와 SA의 비교 | |||||||||||||||||
| LA는 통상 뇌 Surge 보호용 소자이며, SA는 개폐 Surge 보호용으로 주로 사용되고 | |||||||||||||||||
| 그리고 VCB 개폐 Surge 보호용으로도 사용된다. 그리고 SA(Surge Absorber)가 현재 | |||||||||||||||||
| Surge Arrester라는 이름으로 제품이 출시되고 있다. | |||||||||||||||||
| 위에서 언급한 내용이지만 SA는 VCB2차측 건식 및 몰드 변압기가 취부 된 경우는 | |||||||||||||||||
| SA를 설치하는 것이 바람직하다. | |||||||||||||||||
| ※ 피뢰기의 충격방전개시전압은 낮을수록 좋다. | |||||||||||||||||
| L.A | V.C.B | VCB(Vacuum Circuit Breaker) 및 주변기기의 충격내전압보다 | |||||||||||||||
| 125[KV] | 피뢰기의 충격방전개시전압이 낮아야 한다. | ||||||||||||||||
| 충격방전개시전압의 한도 = 피뢰기정격전압 X 4.5배 | |||||||||||||||||
| 통상적으로 피뢰기(18[KV], 2.5[KA])의 충격방전개시전압은 65[KV] | |||||||||||||||||
| 로 되어있다. | |||||||||||||||||
| ※ 몰드변압기인 경우 SA를 설치하는것이 바람직하다. | |||||||||||||||||
| S.A | 몰드변압기 | 몰드변압기의 충격파내전압이 95[KV]로서 유입 변압기(150[KV] | |||||||||||||||
| 95[KV] | 에 비해 충격파내전압이 다소 떨어진다. | ||||||||||||||||
| 이를 보강하기 위해서는 몰드변압기 1차측(VCB 2차측과 CT | |||||||||||||||||
| 1차측)에 SA를 설치하는 하는 것이 변압기 보호에 효과적이다. | |||||||||||||||||
| 10. 피뢰기 양부 판정(18KV급 제조회사마다 차이가 남) | |||||||||||||||||
| - 단전중 : ① 전원 인가측(상부측)과 DS 접지부분 절연저항 1,000㏁이상 | |||||||||||||||||
| ② 전원 인가측(상부측)과 캡 부분 절연저항 1,000㏁이상 | |||||||||||||||||
| - 송전중 : 누설전류계로 측정해서 18KV급은 300 ~ 150㎂ 사이면 정상이고 | |||||||||||||||||
| 이 기준치보다 현격한 차이가 나면 불량 | |||||||||||||||||
| 11. 점검사항 | |||||||||||||||||
| 1) 금속부분의 부식 및 금속과 애관과의 접촉상태를 확인한다. | |||||||||||||||||
| 2) 애관의 균열 및 파손 유무를 확인한다. | |||||||||||||||||
| 3) 밀봉 금속뚜껑이 부풀어 있거나 파손되어 있는가를 확인한다. | |||||||||||||||||
| 4) Disconnector가 파손되어 있지 않은가를 확인한다. | |||||||||||||||||
| 5) 피뢰기 접지선의 손상 및 단선유무를 확인한다. | |||||||||||||||||
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| 12. 참고사항 | |||||||||||||||||
| ※ 피뢰기의 접지선의 사이즈는 크면 클수록 좋다. GV 60SQ 정도 낙뢰나 이상충격 | |||||||||||||||||
| 전압파를 대지로 흘러 보낼때 전선 사이즈가 크면 보다 많은 양의 충격파를 일시에 | |||||||||||||||||
| 방출할 있어서 피뢰기 및 주변기기의 보호에도 큰 효과가 있다. | |||||||||||||||||
| ※ 피뢰기간 연결 접지선은 편조선으로 하여야 한다. | |||||||||||||||||
| 피뢰기 접지선 굵기 S = √(t / 282) x Is | |||||||||||||||||
| t : 고장전류 지속시간 , Is : 고장전류 | |||||||||||||||||
| ∴ 접지선 기준이 14mm2이상(계산값이 14mm2이하인 경우는 14mm2선정) | |||||||||||||||||
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