이상전압과 방호

전기기사 필기 2004년 3회 23번

Q문제

전력용 피뢰기에서 직렬 갭(Gap)의 주된 사용 목적은?

유사 문제 링크

선택지 분석

방전내량을 크게 하고 장시간 사용하여도 열화를 적게 하기 위함이다.

방전내량의 증대와 열화 방지는 주로 특성 요소(밸브 저항체)의 재질과 성능에 의존하는 특성입니다.

충격방전개시전압을 높게 하기 위함이다.

피뢰기는 기기 보호를 위해 충격방전개시전압을 최대한 낮게 유지하는 것이 바람직합니다.

상시는 누설전류를 방지하고 충격파 방전 종료 후에는 속류를 즉시 차단하기 위함이다.

Step 1: 피뢰기의 기본 구성과 직렬 갭의 역할을 정의합니다. 피뢰기는 직렬 갭과 특성 요소로 구성되며, 직렬 갭은 평상시 선로와 대지를 절연하는 역할을 합니다.

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Step 2: 평상시 누설전류 방지 기능을 분석합니다. 직렬 갭은 상용 전압 하에서 선로로부터 대지로 흐를 수 있는 미세한 누설전류를 물리적으로 차단하여 피뢰기의 열화를 방지합니다.

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Step 3: 방전 종료 후 속류 차단 과정을 분석합니다. 이상전압에 의한 방전이 끝난 후, 상용 전압에 의해 계속 흐르려는 전류인 속류(Follow Current)를 직렬 갭의 소호 작용을 통해 신속히 차단하여 계통을 정상 상태로 복구합니다.

충격파가 침입할 때 대지에 흐르는 방전전류를 크게 하여 제한전압을 낮게 하기 위함이다.

방전전류를 원활히 흘려 제한전압을 낮게 유지하는 것은 비직선 저항체인 특성 요소의 주된 역할입니다.

피뢰기에서 속류(Follow Current)란 무엇인가요?

이상전압 방전이 종료된 후에도 상용 주파수의 전압에 의해 선로에서 피뢰기를 거쳐 대지로 계속 흐르려는 전류를 의미합니다.

직렬 갭이 없는 갭리스(Gapless) 피뢰기는 어떤 원리로 작동하나요?

직렬 갭 대신 비직선 저항 특성이 매우 우수한 산화아연(ZnO) 소자를 사용하여, 평상시에는 절연체에 가까운 상태를 유지하다가 이상전압 시에만 전류를 흘리는 방식입니다.

피뢰기의 제한전압과 충격방전개시전압의 차이는 무엇인가요?

충격방전개시전압은 방전을 시작할 때의 전압이며, 제한전압은 방전 중 피뢰기 단자 사이에 남게 되는 전압으로 두 전압 모두 낮을수록 보호 성능이 우수합니다.