이상전압과 방호
전기기사 필기 2012년 2회 23번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 계통보호방식 및 설비 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
송전선로에서 이상전압이 가장 크게 발생하기 쉬운 경우는?
선택지 분석
1
무부하 송전선로를 폐로하는 경우
오답 함정 분석
선로를 투입(폐로)할 때도 투입 서지가 발생하지만, 일반적으로 개로 시의 재점호에 의한 전압 상승 폭이 더 큽니다.
무부하 송전선로를 개로하는 경우
정답 상세 해설
무부하 송전선로를 개로할 때 발생하는 차단기의 재점호 현상이 가장 높은 이상전압을 유발합니다.
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Step 1: 무부하 송전선로에는 선로의 대지 정전용량에 의해 진상 전류인 충전전류가 흐르고 있습니다.
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Step 2: 차단기가 이 충전전류를 차단할 때, 전류 영점에서 차단이 이루어지더라도 차단기 양단에 걸리는 회복전압이 절연 내력보다 커지면 아크가 다시 발생하는 재점호 현상이 일어납니다.
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Step 3: 재점호가 발생하면 선로의 잔류 전하와 전원 전압이 중첩되어 전압이 계단식으로 상승하며, 이론적으로 상용 대지전압의 최대 3~5배에 달하는 이상전압(개폐서지)이 발생할 수 있습니다.
3
부하 송전선로를 폐로하는 경우
오답 함정 분석
부하가 존재하는 경우에는 부하의 임피던스 성분이 서지의 에너지를 흡수하거나 감쇠시키는 역할을 하므로 무부하 시보다 전압 상승이 작습니다.
4
부하 송전선로를 개로하는 경우
오답 함정 분석
부하 전류를 차단할 때도 과도 현상이 발생하지만, 무부하 선로의 충전전류 차단 시 발생하는 재점호에 의한 전압 상승이 훨씬 가혹합니다.
자주 묻는 질문
Q.
무부하 송전선로에서 흐르는 전류는 무엇인가요?
부하가 없더라도 선로와 대지 사이의 정전용량(C) 때문에 발생하는 충전전류가 흐르며, 이는 전압보다 위상이 90도 앞선 진상 전류입니다.
Q.
재점호 현상이란 무엇인가요?
차단기가 전류를 차단한 직후, 접점 사이의 절연 회복이 충분하지 않은 상태에서 높은 전압이 걸려 아크가 다시 발생하는 현상을 말합니다.
Q.
개폐서지를 방지하기 위한 대책은 무엇인가요?
차단기에 저항기를 병렬로 연결하는 저항 투입 방식이나 저항 차단 방식을 사용하여 이상전압의 크기를 억제합니다.