전기설비에서 배선의 표피효과와 근접효과


표피효과(Skin Effect)

1)정의

  • 도체에 교류가 흐를 때 교번자속에 의한 기계전력에 의해 도체내부의 전류밀도는 균일하지 않고 전선 바깥으로 갈수록 커지는 경향이 있는데 이를 표피효과라고 한다. 도체 단면적은 실효적으로 축소되는 결과를 초래한다

2)원인

  • 전류가 일정한 상태에서 전선 단면적 내의 중심부일수록 전류가 만드는 전자속과 쇄교하므로 같은 단면적을 통과하는 자력선 괘교수가 커져 인덕턴스가 증가하여 전류의 흐름을 방해하기 때문이다.
  • 중심부일수록 위상각이 늦어져 전류가 도체 외부로 몰리게 된다

3)영향을 주는 요소

  • 침투깊이
    (침투깊이가 작다는 것은 표피효과가 크다는 의미)
\[\delta=\frac{1}{\sqrt{\pi f\mu\sigma}}\]
  • 주파수, 전선단면적, 도전율, 투자율이 클수록 증가하고 온도에 반비례한다

4)개선대책

  • 가공선- 복도체, 지중선-분할도체를 사용한다
  • 중공연선을 사용한다

근접효과(ProximityEffect)

1)정의

도체가 평행배치될 때 양전류의 상호작용에 의해 2개의 선이 서로 가깝거나 먼 부분의 전류밀도가 증가하는데 이를 근접효과라 한다

2)현상

  • 표피효과는 근접효과의 일종으로 1가닥의 도체인 경우에 나타나는 현상인데 비해, 근접효과는 2가닥 이상의 평형도체에서 볼 수 있는 현상이다. 주파수가 높을수록, 도체가 근접배치될 수록 현저하게 나타난다.
  • 양도체에 같은 방향의 전류가 흐를 경우 바깥쪽의 전류밀도가 높아지고, 그 반대인경우에는 가까운 쪽의 전류밀도가 높아진다

3)영향을 주는 요소

  • 사용 주파수가 높아지면 높아질수록 증가한다
  • 양 도체 간에 간격이 좁으면 좁을수록 증가한다
  • 양 도체 간에 근접면적이 크면 클수록 급접효과가 더 심해진다.

4)대책

  • 사용 주파수를 낮출것
  • 절연 전선을 사용할것
  • 양 도체간의 간격을 넓힐것
  • 양 도체 간의 단면적을 작게 할 것

간선계산
간선의 크기를 결정하는 요소(간선계산)
케이블 단락시 기계적 강도
선로정수의 구성요소 4가지
전기설비에서 배선의 표피효과와 근접효과

배전전압을 결정하는요소
전압변동 계산방법 4가지
전압강하
직류2선식 전압강하게산식 유도
다음그림을 이용하여 전압강하식 유도
절연전선의 허용전류


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