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이상전압과 피뢰기

피뢰기의 정격전압

피뢰기의 정격전압

[71-3] 피뢰기의 정격 선정시 주요 착안 사항에 대하여 설명하시오.
[75-1] 발·변전소에 설치되는 피뢰기의 정격전압에 대하여 설명하고, 345[kV]계통에서의 각각 피뢰기의 정격 전압을 선정하시오.

피뢰기의 정격전압

1) 정의 1

피뢰기와 접지전극 사이에 인가할 수 있는 상용주파 최대 교류전압의 실효값

2) 정의 2

(뇌격전류 방전이 끝난 후) 속류를 차단할 수 있는 교류전압 최고의 실효값

3) 정격전압의 선정

계통의 연속운전전압(→계통 최고전압)에서 1선 지락사고가 발생했을 때, 건전상의 대지전압에 약간의 여유를 갖는 전압으로 선정한다.

피뢰기의 정격전압 선정시 고려사항

1) 시스템 접지방식에 따른 1선지락시 건전상 대지전위 상승분 고려 → 접지계수

2) 피보호기기의 절연강도(BIL)

3) 절연협조(Coordination of insulation)

4) 단시간 과전압(TOV)의 크기 및 지속시간 → ZnO피뢰기 선정시 검토

단시간 과전압(TOV)의 크기 및 지속시간

※ 모든 조건을 고려하여 피뢰기의 정격전압을 선정하는 것은 어렵기에 1선지락 사고시에 발생되는 과전압에 대해서만 주로 고려한다.

피뢰기의 정격전압 산정

정격전압산정식

\[V=\alpha\beta\frac{V_m}{\sqrt3}\]

1) 접지계수(α)

– 정의 1

1선지락 사고시 건전상의 대지전위 상승값과 상규 대지전압과 비를 나타낸다. 전력계통의 접지시스템에 따라서 일반적으로 적용되는 접지계수는 다음과 같다.

계통 접지시스템접지계수
3상 4선식(Y) 다중접지1.25
3상 3선식(Y) 중성점 직접접지1.40
3상 3선식(Y) 고저항 접지1.73
△ 및 비접지 시스템1.73

– 정의 2 → 한전에서 적용하는 접지계수

1선지락 고장이 발생했을 때 고장점에서의 건전상의 최고 대지전압 실효치를 고장제거 후 선간전압 실효치의 비로 표시한 값

765kV: 0.64, 345kV : 0.67, 154kV : 0.75, 66kV : 0.8로 되어있다.

2) 최고전압(Vm)

– 계통의 전압 Level에서 지속운전 가능한 최고의 전압

– 공칭전압×1.2/1.1 또는 10%의 전압상승을 고려한 값을 적용

3) 여유율(β): 유효접지 계통 : 1.1 정도, 비 유효접지계통 1.15 정도

[표] 한전 ES-규격, 전력용 피뢰기 (12. 9. 28. 개정) 참조

공칭전압계통 최고전압피뢰기의 정적전압(실효치)제한전압(파고치)
22.9 kV25.8 kV*21(18) kV*76(65) kV
154 kV170 kV144 kV375 kV
345 kV362 kV288 kV750 kV
765 kV800 kV576 kV1,400 kV

* 변전소용(배전선로용)

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