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22.9kV 지중계통의 뇌과전압 해석 및 뇌서지 보호방안에 관한 연구
A Study on the Lightning Overvoltage Analysis and Lightning Surge Protection Methods in 22.9kV Underground Distribution Systems 원문보기

전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. A / A, 전력기술부문, v.53 no.8, 2004년, pp.454 - 460  

김상국 (원광대학 전기공학과) ,  정채균 (원광대학 전기공학) ,  이종범 (원광대학 전기공학) ,  박왈서 (원광대학 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The effects of surge arresters for protection of transmission systems against direct lightning strokes have already been reviewed using Electromagnetic Transients Program(EMTP). Distribution lines are spanned in much larger area than transmission lines, and therefore, are more susceptible to lightni...

주제어

#Insulation Coordination   #Underground Distribution Systems   #Lightning Surge   #Arrester  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 9kV 배전 계통을 모델링하여 케이블의 길이에 따라 뇌과전압을 분석하고 반사파에 대한 영향을 검토하였다. 또한 계통에서 피뢰기의 설치에 따른 계통보호 가능성을 검토하였다. 뇌과전압의 해석과 보호 방안은 배전 계통의 절연 협조 등에 대한 기기나 계통의 BIL을 적용하는데 있어서 중요한 파라미터로 다루어지기 때문에 정확한 해석이 필요하며 본 논문에서 검토한 내용은 다음과 같이 요약할 수 있다.
  • 본 논문에서는 22.9kV 배전 계통을 모델링하여 케이블의 길이에 따라 뇌과전압을 분석하고 반사파에 대한 영향을 검토하였다. 또한 계통에서 피뢰기의 설치에 따른 계통보호 가능성을 검토하였다.
  • 국내 배전케이블 계통에서 직격뇌에 대한 정확한 해석은 선로의 BIL를 결정하는데 중요한 기준으로 적용되고 있으나 현재 국내에서는 지중배전계통에 대한 뇌과전압 해석에 대한 연구가 매우 부족한 실정에 있다. 본 연구에서는 국내 지중배전계통에서 발생하는 뇌서지를 해석하고 피뢰기에 의한 적절한 보호대책을 강구하여 지중배전계통의 사고발생을 감소시킴으로써 지중배전계통의 설비 보호와 신뢰도 향상에 목적을 두고 있다.

가설 설정

  • 기존의 SiC에 비해 비선형성이 우수한 ZnO 소자는 정상상태에서 매우 작은 전류밖에 흐르지 않기 때문에 직렬갭을 생략한 갭이 없는 피뢰기를 사용한다. 본 논문에서는 피뢰기의 동작특성에 있어서 피뢰기의 방전 전압보다 낮은 서지 전압에 대해 개방점으로 동작하고 피뢰기의 방전 전압에 도달했을 경우 동작하는 이상적인 Gapless 피뢰기로 가정하여 모의하였다. 또한 뇌서지 연구에 있어서 뇌서지의 시간은 0.
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참고문헌 (16)

  1. K. Nakada, 'Energy Absorption of Surge Arresters on Power Distribution Lines due to Direct Lightning Strokes,' IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 12, No. 4, October 1997 

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  2. 電力中央硏究所 '配電線 耐雷設計 ガィド', 2002. 2 

  3. IEEE std 1299/C62.22.1-1996, 'IEEE guide for the connection of surge arresters to Protect Insulated, Shielded Electric Power Cable Systems,' 

  4. Juan A. Martinez, 'Surge Protection of Underground Distribution Cables,' IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 15, No. 2, APRIL 2000 

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  5. R. E. Owen, 'Surge Protection of 35kV UD Cable Systems,' 7th IEEE/PES Transactions and Distribution conference and Exposition, April 1-6, 1979 

  6. KEPCO, '배전선 절연설계에 관한 연구 (II),' 1992. 3 

  7. S. Yokoyama and A. Asakawa, 'Experimental Study of Response of Power Distribution Lines to Direct Lightning Hits,' IEEE Transmission and Distribution Committee, September 1, 1988 

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  8. IEEE Working Group 3.4.11, 'Modeling of Metal oxide surge arresters,' Transactions on Power Delivery, Vol. 7 No. 1, January 1992 

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  9. IEEE Std C62.22-1991, 'IEEE Guide for the Application of Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating-Current System' 

  10. W. Bassi, 'Evaluation of Currents and Charge in Surge Protective Device in Low-Voltage Distribution Networks due to Direct Lightning Strikes,' Conference Publication No. 482, CIRED 2001, 18-21 June 2001 

  11. IEEE Std 987-2001, 'IEEE Guide for the Application of Composite Insulators' 

  12. KEPCO, '배전분야 설계기준-3500(접지공사)' 1999. 7 

  13. KEPCO, '배전분야 설계기준-3800(배전선 내뢰기준)' 1995. 10 

  14. KEPCO, 2000-0133-단45 ES 100~130 '標準 購買施方書,' 2000 

  15. KEPCO, 2000-0133-단45 ES 140~900 '標準 購買施方書(II)' 

  16. KEPCO, KRC-89D-J02 '배전용 CN-CV 케이블과 접속재의 열화사고 방지대책에 관한 연구' 1991. 7 

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