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설치목적
- 낙뢰 및 회로의 개폐시 발생하는 과전압을 일시적으로 대지로 방류시켜 계통에 설치된 기기 및 선로르 보호하기 위함 -> 주 보호 대상물은 전력용 변압기
요구되는 기능
- 정상전압, 정상주파수에서는 절연내력이 높아 방전하지 않을 것 ()
- 이상전압, 이상주파수에서는 절연내력이 낮아져 신속하게 방류 특성이 될 것
- 전압 회복 후 잔류전압 및 전류를 자동적으로 신속히 차단할 것
- 방전 후 이상전류 통전시의 피뢰기의 단자전압(제한전압)을 일정레벨 이하로 억제할 것
- 반복동작에 대하여 특성이 변하지 않을 것
구조 및 종류
- 일반적으로 직렬갭 + 특성요소로 구성. 계통의 전압별로 특성요소의 수량을 적합한 수량으로 쪼개어 조정
- 직렬갭: 정상시에는 방전을 하지 않고 절연상태를 유지하며, 이상 과전압 발생시에는 신속히 이상전압을 대지로 방전하고 속류를 차단
- 특성요소: 비저항 특성을 가지고 있어 큰 방전전류에 대해서는 저항 값이 낮아져 제한 전압을 낮게 억제함과 동시에 비교적 낮은 전압계통에서는 높은 저항 값으로 속류를 차단하여 속류 차단을 용이하게 해줌
피뢰기 종류
갭 저항형
- 상용주파수의 계통전압에서 서지가 겹쳐서 그 파고 값이 임펄스 방전 개시전압에 이르면 피뢰기 방전, 속류를 차단하고 원상태 복귀
갭 레스형
비 직선 저항특성의 산화아연 소자를 적용한 것으로서, 전압-전류 특성은 정전압장치에 가까움
특징
- 방전 갭이 없으므로 소형,경량
- 방전시간이 빠르고 오손에 강함
- 급준파 서지에도 빠르게 응답하고 이를 억제
- 방전 과도현상이 없고 무속류이므로 가열 소손이 없음
- 고전류 임펄스에 대해서도 제한전압이 안정
- 광범위한 방전전류에 대해 단자전압이 거의 일정하게 유지
- 과전압을 제한할 필요 단계에서 전류를 흘리는 밸브작용이 있음
- 단위 체적당의 흡수에너지가 큼
- 내구성 우수
- 초 고압 직류 송전계통에도 적용 가능
- 저전류 영역을 제외하고 보호특성은 온도에 영향을 받지 않음
정격
계통의 과전압, 시설물 차폐여부, 설비의 중요도, 선로 및 피 보호기기의 절연내력, 기상조건 등을 종합적으로 검토하여 적용
피뢰기 선정시 유의 사항
- 피뢰기의 설치장소에서의 최대상용주파 대지전압
- 가장 심한 피뢰기의 방전전류의 크기 및 파형
- 피 보호기기의 충격절연내력 결정
- 피뢰기의 정격전압 및 공칭 방전전류
- 피뢰기의 보호레벨 결정
- 이격거리및 기타 관계요소를 고려하여 피뢰기로 제한된 피 보호기기에서의 전압결정
접지
- 가능한 한 3Ω 이하가 될 수 있도록 극력 저하시켜야 한다.
- 다중접지식으로 병렬로 접속
- 접지도선은 되도록 짧게
- 되도록 단독접지로 하는 것이 좋으나 접지저항이 2(Ω)이하일 때에는 2종접지와 공용해도 가능
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