이상전압과 방호

전기기사 필기 2013년 1회 40번

Q문제

송전선로에서 이상전압이 가장 크게 발생하기 쉬운 경우는?

유사 문제 링크

선택지 분석

무부하 송전선로를 폐로하는 경우

무부하 선로 투입 시에도 투입 서지가 발생하지만, 개로 시 재점호에 의한 전압 상승보다는 크기가 작습니다.

무부하 송전선로를 개로하는 경우

무부하 송전선로를 개로할 때 발생하는 개폐 서지는 내부 이상전압 중 가장 큰 전압 상승을 유발합니다.

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Step 1: 무부하 송전선로에는 선로의 정전용량으로 인해 전압보다 위상이 90도 앞선 충전전류(진상전류)가 흐릅니다.

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Step 2: 차단기가 이 전류를 차단할 때, 접점 사이의 절연 회복보다 전압 상승이 빠르면 아크가 다시 발생하는 재점호 현상이 일어납니다.

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Step 3: 재점호가 발생하면 선로의 잔류 전하와 전원 전압이 중첩되어 이론적으로 상전압의 최대 3~4배 이상의 매우 높은 이상전압이 발생하게 됩니다.

부하 송전선로를 폐로하는 경우

부하가 연결된 상태에서는 부하 임피던스가 서지 에너지를 흡수하므로 무부하 상태보다 이상전압의 크기가 작습니다.

부하 송전선로를 개로하는 경우

부하 전류 차단 시에도 서지가 발생하나, 무부하 선로 개로 시의 충전전류 차단 및 재점호에 의한 전압 상승이 훨씬 치명적입니다.

무부하 선로 개로 시 왜 전압이 급격히 높아지나요?

선로의 충전전류 차단 시 발생하는 재점호 현상으로 인해 선로에 잔류 전하가 축적되고, 이것이 전원 전압과 합쳐지며 전압이 크게 상승하기 때문입니다.

재점호 현상을 방지하려면 어떻게 해야 하나요?

차단기에 저항기를 병렬로 연결하는 저항 차단 방식을 채택하여 개폐 시 발생하는 에너지를 흡수하거나, 절연 회복 속도가 빠른 차단기를 사용합니다.