개념 한 쪽
이상전압은 발생 원인에 따라 계통 바깥에서 오는 외부 이상전압과 계통 내부 동작에서 생기는 내부 이상전압으로 나뉜다. 뇌가 원인이면 외부이고, 개폐·사고·조작이 원인이면 내부이다. 선로와 설비를 지키는 대책도 원인에 따라 달라진다.
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출제기준 단원 「외부 이상전압」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 역섬락 방지 대책 고르기 | 1 | 탑각 전위 상승을 줄이는 근본 대책 가리기 |
| 초호환의 역할 판별 | 1 | 애자를 대신해 아크를 받는 부속의 기능 가리기 |
| 피뢰기 정격전압 정의 | 1 | 속류 차단 기준이 되는 전압 개념 가리기 |
이상전압은 정상 운전 전압보다 높아지는 전압이다. 발생 원인에 따라 외부 이상전압과 내부 이상전압으로 나눈다. 외부 이상전압은 계통 바깥인 뇌에서 오는 것이고, 유도뢰에 의한 이상전압이 대표적이다. 내부 이상전압은 계통 내부의 동작이나 고장에서 생기며, 개폐 이상전압·사고 순간의 과도 이상전압·계통 조작과 고장 시의 지속 이상전압이 여기에 든다.
역섬락은 낙뢰 전류가 철탑이나 지선을 타고 탑각의 접지저항을 흐르면서 탑의 전위가 순간적으로 크게 오르는 현상이다. 탑 쪽 전위가 전선보다 높아지면 애자에 아래에서 위로 거꾸로 섬락이 일어난다. 원인은 접지저항에서 생기는 전위 상승이므로, 탑각 접지저항을 작게 하면 전위 상승 자체가 줄어 역섬락을 막을 수 있다. 가공지선은 직격뢰를 막는 대책이고, 피뢰기는 이상 전압으로부터 기기를 보호하는 대책이라 역섬락의 원인을 직접 없애지 못한다.
초호환은 애자의 위아래에 붙이는 뿔 모양 전극이다. 이상 전압으로 섬락이 일어나려 할 때 애자 표면 대신 혼 사이에서 아크가 먼저 터지게 유도하고, 아크는 뿔을 타고 올라가며 늘어나 스스로 끊어져 애자가 열로 손상되는 것을 막는다. 전압 분포를 고르게 하는 균압링과 역할이 다르다.
직격뢰는 가공지선이 전선 위에서 덮어 대신 맞아 대지로 흘려보내 차폐한다. 매설지선·서지흡수기·정전방전기는 직격을 막는 것이 아니라 유입 후를 처리하는 대책이다.
피뢰기는 낙뢰 같은 이상전압을 대지로 방전시켜 설비를 보호하고, 방전이 끝난 뒤 이어 흐르는 속류를 스스로 끊는다. 정격전압은 이 속류를 확실히 차단할 수 있는 최고의 교류 실효 전압이다. 방전이 시작되는 순간의 단자전압 순시값은 방전개시 전압이라 하고, 방전 중 단자전압의 파고값은 제한전압이라 한다. 절연협조는 피뢰기의 제한 전압을 기준으로 각 설비의 절연내력을 여유 있게 정하는 것이다.
역섬락 문제는 대책을 뒤바꾼다. 접지저항을 작게 하는 대신 가공지선이나 피뢰기를 고르면 원인을 직접 없애지 못하므로 틀린다. 초호환의 역할을 전압분포 균등화로 적은 선지도 함정이고, 그것은 균압링의 몫이다. 직격뢰 차폐를 묻는데 서지흡수기를 고르면 유입 후 대책과 섞인 것이다. 내부와 외부 이상전압 분류에서는 유도뢰가 보이면 외부로 확정한다. 피뢰기 용어는 정격전압과 제한전압의 정의를 서로 바꿔 낸다.
송전선로에서 근접한 통신선에서 발생하는 유도장해에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 송전선로의 유도장해 중 정전유도는 전력선의 대지 전압(영상전압)에 의해, 전자유도는 대지로 귀환하는 전류(영상전류)에 의해 발생합니다. 유도장해를 줄이기 위해 송전선에 연가를 실시하며, 통신선에 유도되는 유도 전압은 통신선과 접근하는 구간의 길이에 비례하여 증가하는 것이 일반적입니다.
정전유도는 영상전압, 전자유도는 영상전류가 원인이고 유도전압은 접근(병행)구간 길이에 비례 — 통신선 전체 길이라 한 ④가 틀렸다.
송전선로에서 역섬락을 방지하려면 어떻게 하는 것이 가장 좋은가?
정답 ③ · 문제는 송전선로에서 역섬락(탑각 전위 상승에 의한 역방향 플래시오버)을 방지하는 최선의 방법을 묻는다. 역섬락은 낙뢰 전류가 탑각 접지저항을 통해 흐를 때 탑의 전위가 상승해 애자와 대지 사이에 역방향 절연파괴가 일어나는 현상이므로 탑각 접지저항을 작게 하여 탑 전위 상승을 억제하는 것이 근본 대책이다.
역섬락은 탑각 전위 상승이 원인 → 탑각 접지저항 감소가 근본 대책이다.
다음 중 송전선로에서 초호환의 역할로 가장 알맞은 것은?
정답 ③ · 문제는 송전선로에서 초호환의 역할을 묻는다. 초호환은 선로 이상 시 애자보다 혼(갭)에서 먼저 아크를 발생시키고 그 아크를 혼에서 소호시켜 애자의 파손을 방지하는 장치이다.
초호환은 섬락 시 아크를 혼에서 흘려 소호시켜 애자를 보호하는 부속이다.
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