[논문]임펄스전류에 의한 인하도선 주위에서 자속밀도의 분포

이복희; 장근철; 이수봉; 강성만; 이승칠

문제 정의

따라서 본 연구에서는 뇌보호설비에 낙뢰가 입사한 경우 인하도선 주위에서의 시변자장의 득성을 평가하기 위해 인하 도선의 재료 및 배치, 본딩 조건을 달리하여 인가전류의 파형 및 다양한 상승시간을 갖는 임펄스 전류를 인하도선에 인가 시켰다. 뇌격전류가 인하도선에 흐를 때 각 조건에서 인하도 선 주위에 나타나는 자속밀도를 측정하고 분석하여 전자유도 작용의 영향을 저감시키는 방법을 제안하였다.
본 논문에서는 내부 뇌보호에 관련된 기초자료와 기술확보를 목적으로 뇌격전류에 의해 건물 내부에 나타날 수 있는 자속밀도의 세기롤 인하도선의 종류, 본딩 조건 및 안가전류의 파형에 따라 실규모 크기에 대한 모의실험을 통하여 다음과 가은 결론을 얻었다.

제안 방법

(3) 뇌격전류에 의한 자속밀도를 정확하게 측정할 수 있는 2, 0 Hz-300 ㎐의 광대역 인 자기적 분형 자장측정 계를 개발하였다. 검출 센서를 이용하여 내부 뇌보호를 위한 자장측 4과 유도전압의 분석에 대한 기초연구에 잘 활용될 것으 3기대되며, 향후 낙뢰에 의한 유도작용과 이의 방지대책에 대한 연구에 적용하여 추진할 예정이다.
그림 5는 인가전류를 측정하기 위해 사용된 동축분류기의 사용과 전류검출 회로를 나타내고 있는데 임피던스 정합용 저항 50 Q과 오실로스코프의 입력임피던스 50 Q으로 전류 의 a.기를 측정할 수 있도록 설계하였다. 임펄스전류가 인하 도선을 통해 흐를 때 주변에 형성된 자속밀도의 크기를 측정 하7 위해 제작된 자기적분형 루프센서를 인하도선으로부터 거리 에 따라 측정하였다.
따라서 본 연구에서는 뇌보호설비에 낙뢰가 입사한 경우 인하도선 주위에서의 시변자장의 득성을 평가하기 위해 인하 도선의 재료 및 배치, 본딩 조건을 달리하여 인가전류의 파형 및 다양한 상승시간을 갖는 임펄스 전류를 인하도선에 인가 시켰다. 뇌격전류가 인하도선에 흐를 때 각 조건에서 인하도 선 주위에 나타나는 자속밀도를 측정하고 분석하여 전자유도 작용의 영향을 저감시키는 방법을 제안하였다.
뇌보호설비에 있어서 인하도선 주변에서 발생하는 자장의 세기를 측정하기 위해서 한 변의 길이가 3.6 m인 금속관 및 케<1블을 사용하여 정사각형 형태로 시설하였으며, 본딩 조건 및 접지조건에 대한 실험을 수행하기 위해 대지로부터 약 30 cm 높이로 이격시켰다.
인하도선 주위에 발생하는 자속밀도의 크기를 뇌격전류 파형에 대한 의존성을 분석하기 위해 동일한 크기와 상승시간을 갖는 단펄스 전류와 진동성 전류를 인하도선에 인가하여 거리에 따른 자속밀도의 크기를 측정하고 분석하였다,
기를 측정할 수 있도록 설계하였다. 임펄스전류가 인하 도선을 통해 흐를 때 주변에 형성된 자속밀도의 크기를 측정 하7 위해 제작된 자기적분형 루프센서를 인하도선으로부터 거리 에 따라 측정하였다.
그림 2에는 실험에 사용된 자장측 정기의 회로도를 나타내었다. 출력저항에서 검출된 신호는 증폭기를 거쳐 오실로스코프에 입력된다' 미소신호를 고감도로 검출하기 위해 5배의 증폭비를 사용했으며, 증폭기 후단에 정합용 저항을 접속하였다.
진동주파수를 변수로 진동성 임펄스전류를 동축케이블형 인하도선에 인가했을 때 주변에 나타나는 자속밀도의 크기를 거리에 따라 측정한 결과를 그림 16에 나타내었다 상. 하단 본딩된 케이블형 인하도선에 진동성 임펄스전류를 인가했을 때 발생한 자속밀도의 크기를 측정하였다. 자속밀도의 크기는 다른 진동주파수를 갖는 임펄스 전류에서도 거리가 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있었다.

대상 데이터

녀격전류에 의한 자장속밀의 측정을 위해 설치된 실험계의 회로를 그림 4에 나타내었다. 사용된 금속관의 외경은 42 mm 이디, 단면적이 38 ㎟인 GV전선을 인입하여 시설하였다. 케이블의 경우는 동축인하도선으로 특성임피던스가 수 Q인 케 이%-을 사용하여 금속관과 동일한 본딩 조건으로 실험을 수 행하였다.
5 μs로 변화시키면 동일한 크기의 전류를 실험계에 인가하였다. 전류의 측정 저항이 1.97 mQ인 뇌격전류 측정용으로 설계된 동축분 류7 를 이용하였으며, 설치위치는 피측정도체 상단에 설치하 였다.
사용된 금속관의 외경은 42 mm 이디, 단면적이 38 ㎟인 GV전선을 인입하여 시설하였다. 케이블의 경우는 동축인하도선으로 특성임피던스가 수 Q인 케 이%-을 사용하여 금속관과 동일한 본딩 조건으로 실험을 수 행하였다.

성능/효과

(2) 뇌격전류의 상승시간이 빠르거나 진동주파수가 높을수록 그속밀도는 높게 나타났으며, 금속관 또는 동축케이블의 자기차폐효과는 비교적 낮은 것으로 나타났다.
진동성 임펄스전류도 단펄스 전류에서 측정한 자속밀도의 분포와 비슷한 양상을 나타내었는데 PVC 관에 인입된 인하도선의 경우 1 m에서 61 UT/kA로 가장 큰 값을 보였으며, 하단 본딩된 금속관과 케이블 순으로 나타났다. 각 지점에서 측정된 자속밀도의 세기는 단펄스 전류의 경우보다 5~10%정도 작았으며, 동축케이블형 인하도선의 자기차폐작용은 매우 미미하였다.
(1) 뇌격전류가 흐르는 인하도선 주변에서 발생하는 자장의 서기는 인하도선의 재료와 종류 및 본딩 방식에 대한 의존성은 미약하였다. 건물 내부에서의 자속밀도의 억제를 위히 서는 인하도선의 종류나 재료 측면의 검토보다는 여러 M 의 인하도선을 대칭으로 배치하여 시설하는 것이 보다 효과적임을 알았다.
또한 교정용 인가전류의 주파수를 변화시켜 가면서 측정한 웅답을 규격화시켜 그림 3(b)에 나타내었다. 본 연구에서 제작한 자속밀도 측정기의 출력감도는 약 0.126 μT/mV이며, 주파수 대역은 200 Hz~300 ㎑으로 귀환뇌격에 의한 뇌격전류의 주파수 성분을 모두 검출할 수 있는 응답특성을 가지고 있다.
상승시간이 빠른 임펄스전류에 대한 자속밀도가 크게 나타났으며, 또한 자속밀도의 크기가 거리에 반비례하는 하는 특성을 나타내었다. 일반적으로 그림 7에 나타낸 바와 같이 뇌격 전류가 흐르는 높이 h, 미소길이 Δh의 전류소(電流素)에 의하여 뇌격전류 채널로부터 a안큼 떨어진 점에서 지표면과 평행한 방향의 자속밀도는 식 (4)와 같이 표현된다[3],
인하도선의 종류에 따라 주변에서 측정된 자속밀도의 세기는 금속관의 경우 PVC 전선관에 비해 자기차폐의 효과가 크게 나타남을 알 수 있었다. 금속관과 인입된 인하도선의 본 딩 조건에 따라 주변에 나타난 자속밀도의 크기를 인가된 전 류의 상승시간을 파라미터로 하여 그림 11에 나타내었다.
하단 본딩된 케이블형 인하도선에 진동성 임펄스전류를 인가했을 때 발생한 자속밀도의 크기를 측정하였다. 자속밀도의 크기는 다른 진동주파수를 갖는 임펄스 전류에서도 거리가 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있었다. 주파수가 높을수록 자속밀도의 크기가 크게 나타나는 것은 파두 부분 이외에 높은 진동주파슈에 의해 발생되는 고주파에 때문에 유발되는 자속 밀도의 크기가 커진 것으로 볼 수 있다.
6 kHz인 감쇠진동형 임펄스전류에 의해서 발생한 자속밀도의 분포를 그림 13에 나타내었다. 자속밀도의 파형은 인가전류 파형과 동일하게 나타났으며, 측정시인 가전류의 피크치는 250 A이다.
3 Q의 무유도 저항을 사용하였다. 진동성 임펄스전류도 단펄스 전류에서 측정한 자속밀도의 분포와 비슷한 양상을 나타내었는데 PVC 관에 인입된 인하도선의 경우 1 m에서 61 UT/kA로 가장 큰 값을 보였으며, 하단 본딩된 금속관과 케이블 순으로 나타났다. 각 지점에서 측정된 자속밀도의 세기는 단펄스 전류의 경우보다 5~10%정도 작았으며, 동축케이블형 인하도선의 자기차폐작용은 매우 미미하였다.

후속연구

(3) 뇌격전류에 의한 자속밀도를 정확하게 측정할 수 있는 2, 0 Hz-300 ㎐의 광대역 인 자기적 분형 자장측정 계를 개발하였다. 검출 센서를 이용하여 내부 뇌보호를 위한 자장측 4과 유도전압의 분석에 대한 기초연구에 잘 활용될 것으 3기대되며, 향후 낙뢰에 의한 유도작용과 이의 방지대책에 대한 연구에 적용하여 추진할 예정이다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

임펄스전류에 의한 인하도선 주위에서 자속밀도의 분포
Distributions of the Magnetic Flux Density Near Down-Conductors Due to Various Impulse Currents 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

임펄스전류에 의한 인하도선 주위에서 자속밀도의 분포 Distributions of the Magnetic Flux Density Near Down-Conductors Due to Various Impulse Currents 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

이복희 (156) 장근철 (1) 이수봉 (15) 강성만 (10)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

임펄스전류에 의한 인하도선 주위에서 자속밀도의 분포
Distributions of the Magnetic Flux Density Near Down-Conductors Due to Various Impulse Currents 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper