발송배전 및 건축전기 기술사 문제 | 피뢰기 제한전압 및 절연협조

전기전공자가 취득할 수 있는 기술사 종류로는 발송배전, 건축전기 등이 있습니다.

기술사 문제 중에서 피뢰기 제한전압 및 절연협조를 살펴보겠습니다.

기출문제로 기술사 시험 69회 3교시 3번입니다.

 

 

피뢰기 제한전압 및 절연협조

 

#문제

다음의 피뢰기에 관한 사항을 기술하시오

1) 피뢰기의 역할과 방전개시전압, 충격비

2) 피뢰기의 제한전압 산출방법

3) 제한전압과 절연협조 및 경제성

 

#풀이

1. 피뢰기 역할, 방전개시전압, 충격비

 

1. 역할

 

• 이상전압 내습 시 신속히 대지로 방전
• 방전 중 단자전압을 일정 이하로 유지
• 이상전압 처리 후 속류의 자동 차단 및 자동 회복

 

2. 방전개시전압 및 충격비

피뢰기 단자에 전압을 인가하여 방전을 개시할 때의 전압을 방전개시전압이라 하고 충격파 방전개시 전압과 상용주파 방전개시 전압의 비를 충격비라고 한다.

이때 충격파 시험전압은 1.2 × 50㎲의 표준충격파입니다.

 

 

2. 제한전압 산출방법

 

피뢰기의 제한전압 산출

 

$e + e' = V_{a}$

$i + i' = i_{a}$

$e = Z_{i}$, $e' = -Z_{i}'$

 

위의 식으로부터

$e + e' = V_{a}$

$e - e' = Z i_{a}$

$V_{a} = 2e - Z i_{a}$ → ⓐ

 

여기서 $e$는 피뢰기가 없을 때 나타나는 전압으로 원전압이라고 합니다.

 

#제한전압 산출

 

피뢰기의 VI 특성곡선

 

LA의 전압-전류 특성이 그림의 V-i 특성곡선과 같다고 한다면, ⓐ의 식을 도시한 점(P)이 제한전압, 방전전류가 됩니다.

피뢰기에도 접지저항이 있으므로 실제로는 BIL ≥ 제한전압 + 접지저항에 의한 전위상승이 되도록 합니다.

 

 

3. 제한전압과 절연협조, 경제성

 

피뢰기는 절연협조의 기준이 됩니다.

따라서 제한 전압은 절연협조 측면에서 검토되어야 하는데 제한 전압이 낮다는 것은 그만큼 경제적 계통설계가 가능함을 의미합니다.

 

2024.08.27 - [전기/자격증] - 발송배전 및 건축전기 기술사 문제 | 가변교류송전시스템(FACTS)

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