[건축전기설비기술사 제140회 3교시 6번]

3교시 6번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

피뢰기(LA)에 대하여 다음 사항을 설명하시오.

  1. 정격전압
  2. 제한전압
  3. 동작원리
  4. 피뢰기 선정 시 고려사항
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답안 구조

  1. 개요
  2. 피뢰기의 정격전압
  3. 피뢰기의 제한전압
  4. 피뢰기의 동작원리
  5. 피뢰기 선정 시 고려사항
  6. 결론

용어 정의

피뢰기(Surge Arrester, LA)
이상 전압으로부터 전력 계통의 기기를 보호하고, 이상 전압 소멸 시 상용 주파수 전류를 차단하는 보호 장치
충격파(Impulse Wave)
뇌격, 개폐 서지 등으로 인해 순간적으로 발생하는 과도 이상 전압으로, 높은 파고값과 짧은 지속 시간을 특징으로 함
절연협조(Insulation Coordination)
전력 계통의 각 기기 절연 레벨을 합리적으로 정하여 보호 장치와 기기의 절연 파괴가 순차적으로 발생하도록 하는 설계 기법

핵심 내용

1)

  • 피뢰기에 인가될 수 있는 상용 주파수 최고 허용 전압
  • 속류를 차단할 수 있는 한계 전압
  • 접지 방식 및 계통 접지 계수에 따른 선정 기준
  • 설치 지점의 최대 상용 주파수 전압 고려
  • 전력 계통의 공칭 전압 및 최고 선간 전압과의 연관성

2)

  • 피뢰기 동작 중 피뢰기 단자 간에 나타나는 전압의 최고치
  • 피뢰기가 이상 전압을 제한하는 능력의 척도
  • 충격 방전 전류 통전 시 피뢰기 단자 전압 강하
  • 보호 대상 기기의 충격 절연 내력(BIL)과의 관계
  • 피뢰기의 보호 성능을 나타내는 중요 지표

3)

  • 정상 상태: 높은 임피던스로 전류 흐름 차단
  • 이상 전압 유입: 임피던스 급강하 및 방전 개시
  • 방전 종료 후 속류(Follow Current)의 자동 차단 기능
  • 직렬 갭 및 특성 요소의 기능적 역할
  • 갭리스형(ZnO) 피뢰기의 동작 특성 및 장점
  • 상용 주파수 전압 복귀 시 피뢰기 절연 상태 회복

4)

  • 계통의 최고 상용 주파수 전압 및 접지 방식
  • 보호 대상 기기의 절연 레벨(BIL) 및 절연 협조
  • 예상 충격 방전 전류의 크기 및 파형 특성
  • 설치 지점의 뇌서지 발생 빈도 및 예상 크기
  • 피뢰기 정격전압, 제한전압, 방전전류 용량의 적정성
  • 환경 조건(오손, 온도, 습도 등) 및 기계적 강도

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출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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