[공부 기록] 피뢰기_전력 사용시설물 설비 설계_기본서

| 피뢰기(LA:Lighting Arrester)

1. 피뢰기란?

전력설비의 기기를 이상전압(뇌서지, 개폐 서지)으로부터 보호하는 장치.

 

2. 피뢰기 기능

단자전압이 이상전압의 침입으로 일정 전압 레벨 이상으로 올라갔을 때 재빨리 동작하여

보호 레벨 이하로 이상전압을 억제하는 기능과 이상전압을 처리한 후 

원상태로 자동으로 회복(속류차단)시키는 기능

 

※ 속류 : 정상전류가 피뢰기를 통해서 빠져나가는 전류

 

3. 피뢰기의 기능을 만족시키기 위한 직렬갭과 특성요소의 기능

1) 이상전압의 침입에 대해서 신속하게 방전특성을 가질 것.

2) 방전 후 서지 전류 통전 시의 단자전압을 일정 레벨 이하로 억제할 것

3) 이상전압 처리 후에 속류를 차단하여 자동회복하는 능력이 있을 것

4) 반복동작에 대하여 특성이 변화하지 않을 것.

 

4. 피뢰기의 종류

1) 공칭방전전류에 따른 분류

공칭방전전류란 피뢰기의 보호성능 및 회복성능을 표현하기 위하여 사용하며 10.000 [A], 5,000 [A], 2,500 [A]의 세 종류에서 선정

개폐 서지 억제를 적극적으로 하고자 할 때는 10,000 [A] 피뢰기 적용

용

 

2) 용도에 따른 분류

발, 변전소용, 배전용, 송전용, 변압기 중성선용, 저압 회로용, 회전기기용, 직류용이 있다.

 

3) 구조에 따른 분류

갭 저항형, 밸브형, 밸브 저항형(비직선형), 갭레스형

 

5. 갭레스(gapless)형의 특징

특성요소를 탄화규소(SiC)에서 금속산화물(ZnO) 특성요소로 소성한 것으로, 뛰어난 비직선 저항곡선이며

직렬갭을 생략하고 금속산화물 특성요소만 포개어 애자 속에 봉입함으로써 소형화하여 가격을 저렴하게 하는 효과가 있다

 

1) 직렬갭이 없으므로 구조가 간단하고 소형 경량화되므로 가격이 저렴하다.

2) 특성요소만으로 절연되어 있어 특성요소의 사고 시 단락사고와 같은 경우로 될 수 있다.

3) 속류에 따른 특성요소의 변화가 작다.

 

6. 폴리머 피뢰기

폴리머 피뢰기란 기존 피뢰기의 습기침투에 의한 ZnO 노자연화와 자기재의 폭발 시 비산파급방지를 목적으로

피뢰기의 하우징에 기존의 자기재 대신, 고분자 절연체인 FRP 재질을 적용한 피뢰기.

 

1) 방압구조로서 내충격 특성과 유연성이 좋다.

2) 기존 자기재의 1/3 수준으로 가벼워 시공에 유리하다.

3) 자기재의 흡수 우려가 제거되어 고성능, 안정성이 좋다.

4) 낙뢰로 인한 자기재폭발 및 비산 등에 의한 주변기기 손상우려가 제거되었다.

 

7. 특수용 피뢰기

해안 등의 염해가 우려되는 지역에는 연면 거리를 보통의 것에 비하여 2배 정도 길게 한 내뢰, 내염형의 것도 있다.

 

8. 피뢰기의 설치위치

피뢰기는 전력기기(변압기, 각종 모터)를 보호하는 것이 주목적이므로 주변압기에 최대한 가깝게 설치하는 것이 좋으며

최근에는 인입선에 케이블을 많이 사용하므로 가공선로와 케이블이 접속되는 지점(책임분계점)에 피뢰기를 설치한다.

 

9. 단로장치(disconnector, isolator)

피뢰기 자체의 고장 시 계통사고로 파급되는 것을 방지하기 위하여 22.9[kV-Y] 계통에서는 피뢰기 접치 측에 몸통과 단로장치를 취부해야 한다.(피뢰기 1차 측 DS 생략의 경우)

 

10. 피뢰기의 접지

고압 또는 특고압 전로에 시설하는 피뢰기에는 제1종 접지공사를 하여야 한다.

고압가선로에 시설하는 피뢰기를 제2종 접지공사를 한 변압기에 근접하여 시설하는 경우 또는 고압가공전선로에 시설하는 피뢰기의 제1종 접지공사의 접지선이 그 제1종 접지공사 전용의 것인 경우로 그 접지저항값이 30 [Ω] 이하일 경우는 1445-1(접지공사의 종류)의 규정은 적용하지 않는다.

 

11. 피뢰기 설치장소

1) 발, 변전소의 가공전선 인입구 및 인출구

2) 가공전선로(25[kV] 이하의 중성점 다중접지식 특고압 가공전선로를 제외한다)에 접속하는 배전용 변압기의 고압 및 특고압 측

3) 고압 및 특고압의 가공전선로로부터 공급을 받는 수용장소의 인입구

4) 지중전선과 가공전선로가 접속되는 곳