이상전압과 방호

전기기사 필기 2014년 1회 25번

계통 내 각 기기의 절연 강도를 적절히 배치하여, 이상전압 발생 시 사고 파급을 최소화하고 경제적인 절연 설계를 도모하는 것을 의미합니다.

피뢰기가 가장 낮은 전압에서 먼저 동작하여 이상전압을 대지로 방전시켜야만 다른 고가의 기기들을 과전압으로부터 안전하게 보호할 수 있기 때문입니다.

선로 애자는 외부 노출이 많아 빈번한 섬락이 발생할 수 있는데, 이를 견디지 못하면 잦은 정전이 발생하므로 기기 보호와 별개로 높은 절연 수준을 유지하여 계통 신뢰도를 높입니다.

Q문제

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송전계통의 뇌에 대한 보호에서 절연강도의 순서가 가장 경제적이고 합리적인 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

피뢰기 → 변압기코일 → 기기부싱 → 결합콘덴서 → 선로애자

절연협조의 기본 원리에 따라 피뢰기의 제한전압을 기준으로 각 기기의 절연 강도를 결정합니다.

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Step 1: 가장 낮은 절연 강도를 가져야 하는 기기는 피뢰기입니다. 피뢰기는 이상전압 발생 시 가장 먼저 방전하여 계통을 보호해야 하므로 모든 기기 절연의 기준이 됩니다.

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Step 2: 보호 대상 중 가장 중요하고 고가인 변압기 코일의 절연 강도를 피뢰기 다음으로 낮게 설정하여 확실하게 보호합니다.

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Step 3: 이후 기기 부싱, 결합 콘덴서 순으로 절연 강도를 높이며, 선로 애자는 가장 높은 절연 강도를 갖도록 설계하여 선로에서의 섬락이 변전소 내부로 파급되는 것을 방지합니다.

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따라서 경제적이고 합리적인 절연 강도 순서는 '피뢰기 < 변압기 < 부싱 < 결합콘덴서 < 선로애자'입니다.

변압기코일 → 결합콘덴서 → 피뢰기 → 선로애자 → 기기부싱

피뢰기가 변압기보다 높은 절연 강도를 가지면 이상전압 발생 시 변압기를 보호할 수 없습니다.

결합콘덴서 → 기기부싱 → 선로애자 → 변압기코일 → 피뢰기

피뢰기가 가장 높은 절연 강도를 가지면 보호 장치로서의 기능을 수행하지 못하고 기기가 먼저 파손됩니다.

기기부싱 → 결합콘덴서 → 변압기코일 → 피뢰기 → 선로애자

피뢰기가 중간 단계의 절연 강도를 가지면 그보다 낮은 절연을 가진 기기들을 보호할 수 없습니다.

절연협조란 무엇인가요?

계통 내 각 기기의 절연 강도를 적절히 배치하여, 이상전압 발생 시 사고 파급을 최소화하고 경제적인 절연 설계를 도모하는 것을 의미합니다.

왜 피뢰기의 절연 강도가 가장 낮아야 하나요?

피뢰기가 가장 낮은 전압에서 먼저 동작하여 이상전압을 대지로 방전시켜야만 다른 고가의 기기들을 과전압으로부터 안전하게 보호할 수 있기 때문입니다.

선로 애자의 절연 강도가 가장 높은 이유는 무엇인가요?

선로 애자는 외부 노출이 많아 빈번한 섬락이 발생할 수 있는데, 이를 견디지 못하면 잦은 정전이 발생하므로 기기 보호와 별개로 높은 절연 수준을 유지하여 계통 신뢰도를 높입니다.