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개폐 서지의 발생원인
1)개폐 서지의 종류
| 개폐 서지 | 종류 |
|---|---|
| 무부하 선로 개폐 서지 | 투입 서지 차단 시 재점호에 의한 서지 |
| 유도성 소전류 차단 서지 | 전류 절단에 의한 서지 반복 재점호에 의한 서지 유발 절단 서지 |
| 고장 전류 차단 서지 | 지락 서지 단락 서지 |
| 3상 비동기 투입 서지 | 철공진 이상전압 |
2)무부하 투입 서지
- 수전단 개방에 따른 반사에 의해 발생
- 전압 크기는 2E보다 작으므로 특별히 문제가 되지 않음
\[E=E_i+E_r\le 2E-i\]
\[E_r=\frac{Z_2-Z_1}{Z_2+Z_1}E_i=E_i\]
(Z₂>>Z₁이면)
3)재점호에 의한 서지
- 무부하 충전선로 차단 시 절연회복이 충분하지 못하면 차단 순간 접점 사이에 다량의 이옹으로 인해 아크가 발생
4)전류절단에 의한 서지
- 전류 0점이 아닌 곳에서 차단 시 발생
- 역기전력에 의한 차단시간이 짧아지면 서지가 발생
\[e=-L\frac{di}{dt}[V]\]
5)반복 재점호에 의한 서지
- 극간 절연회복 상태에 따라 점호, 소호가 반복될 때 발생(최대 5~6배)
6)비동기 투입에 의한 서지
- 투입 시 시간 차가 발생하여 최대 3배 서지 발생
- 한 상이 먼저 투입되면 변압기 2차 측에 정전유도로 인한 서지 발생
7)고속도 재폐로에 의한 서지(지락, 단락 차단 서지)
- 잔류 전하에 의해 서지 발생
- 고속도 재페로 방식의 경우 1회 정도 재점호 서지 발생
8)철공진 이상전압
- 회로가 단선 상태가 되면 변압기의 여자 임피던스와 선로의 정전용량이 공진을 일으켜 이상전압 발생
개폐 서지에 대한 보호방법
1)전류재단에 의한 서지
- 차단기 2차 측에 SA를 설치한다
- 저압기기 저원측에 SPD를 설치한다
- 여자전류의 경우에는 DS로 차단한다
- 변압기와 병렬로 적당한 용량의 콘덴서를 설치
2)재점호에 의한 서지
- 차단기 2차 측에 SA를 설치한다
- 저압기기 전원 측에 SPD를 설치한다
- 병렬로 적당한 용량의 저항, 콘덴서를 설치(콘덴서는 서지완화, 저항은 고주파 전류 제한)
3)비동기 투입에 의한 서지
- 동기 투입계전기를 사용하여 투입
- 저압 측 피뢰기 설치
- 저압 측에 접지콘덴서 설치
4)고속도 재폐로에 의한 서지
- HSGS로 잔류전하를 측정 방전
- 중성점 접지를 해서 잔류저하를 대지로 방전
- 아크에 의한 이온 소호시간 경과 후 재투입
- 투입저항을 사용해서 2단 투입방식을 채용
5)결상에 의한 서지(철공진 이상전압)
- 결상계전기를 사용해서 결상 시 차단기 트립
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