[논문]배전계통에 사용되는 봉형 접지전극의 접지 임피던스 특성 분석

김경철; 진성은; 이주홍; 김유준; 최종기; 백남웅

doi:10.5207/jieie.2005.19.6.067

배전계통에 사용되는 봉형 접지전극의 접지 임피던스 특성 분석
Ground Impedance Characteristics Analysis of a Rod Type Grounding Electrode used for Distribution Systems 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.19 no.6, 2005년, pp.67 - 74

김경철 (홍익대학교 전기공학과) , 진성은 (홍익대학교 대학원 전기공학과) , 이주홍 (홍익대학교 대학원 전기공학과) , 김유준 (홍익대학교 대학원 전기공학과) , 최종기 (한국전력공사 전력연구원 전력계통 연구실) , 백남웅 (동양산전(주))

초록
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접지 시스템은 전기설비의 기준 전위점을 확보할 뿐만 아니라, 대지에 낮은 저항으로 고장 전류를 흐르게 한다. 고장전류는 넓은 범위의 주파수를 포함하기 때문에 접지의 성능을 평가하기 위해선 주파수에 대한 함수로 접지임피던스에 대한 특성의 분석이 필요하다. 본 논문에서는 상용화된 접지봉(매직봉)의 접지임피던스를 0[Hz]에서 100[kHz] 범위까지 측정하였고, 접지임피던스를 회로 모델과 전달함수 모델로 구하여 측정된 값과 비교 검토하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Grounding insures a reference potential point for electric devices and also provides a low resistance path for fault currents in the earth. The ground impedance as a function of frequency is necessary for determining its performance since fault currents could contain a wide range of frequencies. In this paper, the ground impedance of Magic rods which are commercially available has been measured in frequency ranging from 0[Hz] up to 100[kHz] and an equivalent circuit model, transfer function model of the ground impedance are identified from the measured values.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 Wenner 4전극법으로 대지 저항률을 측정하였고, 3점 전위강하법으로 접지저항 및 접지 임피던스 측정시스템을 구성하여 접지저항과 접지 임피던스를 측정하고 주파수 응답특성을 살펴보았다. 실측한 접지임피던스는 Pattern search 법으로 회로 모델을, ARMA method로 전달함수 모델로 등가화 시켜 비교하였다.

제안 방법

하여 파라메터를.구하고, 실측한 접지임피던스와 비교 하고자 한다.
본 논문에서는 주파수 영역에서의 접지 임피던스를 실측을 통하여 구하였다. 시험 장소의 대지 저항률은 Wenner 4전극법을 토대로 측정하고, 접지의구성은 상용화된 ©100 X Z1000[mm] 매직봉[1] 으로한 개일 때와 두 개를 직렬로 연결 했을 때를 고려하였다.
회로이다. 전위전극(Pl, P2), 전류전극(Cl, C₂) 을 배치하고 각 전극간의 거리(a)가 등간격이 되도록 한다. 전극 간격을 0.
접지 임피던스 모델을 회로 모델과 전달함수 모델로 나타내어 비교해 보았고 모델들로 계산한 값과실측된 값과의 오차를 각각 구해 보았다.
시험 장소의 대지 저항률은 Wenner 4전극법을 토대로 측정하고, 접지의구성은 상용화된 ©100 X Z1000[mm] 매직봉[1] 으로한 개일 때와 두 개를 직렬로 연결 했을 때를 고려하였다. 접지 임피던스는 주파수를 0[Hz] 부터 lOOtkHz]까지 변화시키면서 3점 전위강하법으로 전류와 전압을 측정하여 구하였다.
접지임피던스 측정은 임의로 선택한 주파수 전류를 접지극으로 주입시키면서 접지 전위와 전류를 측정하여 접지임피던스를 계산하였다. 그 결과는 표 4 와 같다.
6d로 하면 접지저항 및 접지임피던스 측정이 정확하다고 볼 수 있다. 접지전극과 전류보조극사이는 200[m], 접지전극과 전위보조극의 간격은 120[m]로 하여 측정하였다
측정된 접지임피던스를 회로 모델과 전달함수 모델로 하여 파라메터를.구하고, 실측한 접지임피던스와 비교 하고자 한다.
측정한 대지고유저항률을 토대로 접지해석 프로그■램 인 CDEGS(Current Distribution, Electromag netic fidds, Grounding and Soil ' Structure Analysis)[4]을 사용하여 curve htting하면 표 1 과 같은 등가인 수평 2층 구조의 토양모델을 구할수 있다

대상 데이터

(a) 는매직봉 한 개를 사용한 것이고, (b)는 매직봉 l[m]짜리를 직렬로 연결했다. 매설지선에 사용된 전선은 GV케이블 22[1皿1勺이다.

데이터처리

실측한 접지임피던스는 Pattern search 법으로 회로 모델을, ARMA method로 전달함수 모델로 등가화 시켜 비교하였다. 주파수에 대한 접지 임피던스는 대부분 저항성분으로 나타났고, l[kHz] 이상에서는 자기인덕턴스에 의한 유도성분의 지배적인 영향으로 접지임피던스가 중가하는 현상을 보였다.
측정된 접지저항을 Tagg식[기과 CDEGS에 의해 계산한 값으로 비교해. 보고자 한다.

이론/모형

실측을 통하여 구하였다. 시험 장소의 대지 저항률은 Wenner 4전극법을 토대로 측정하고, 접지의구성은 상용화된 ©100 X Z1000[mm] 매직봉[1] 으로한 개일 때와 두 개를 직렬로 연결 했을 때를 고려하였다. 접지 임피던스는 주파수를 0[Hz] 부터 lOOtkHz]까지 변화시키면서 3점 전위강하법으로 전류와 전압을 측정하여 구하였다.
접지저항은 SAS1000장비로 전위강하법 원리로 측정하였다. 측정장비 SAS1000은 400[Vpp]에서 0.
표 6은 ARMA method로 구한 전달함수를 간추려 놓았다
회로모델의 R, L, C를 구하는 방법은 일종의 시행착오 법인 Pattern Search W0hod[9] 을 이용한다. 그림 11과 같이 Pattern Search Method는 R, L과 C를 변화시키면서 실측된 접지임피던스 乙却값과 회로 모델에서 계산된 접지 임피던스 Z"m 값의 차가 최소화 될 때까지 반복하여 구하면 된다

성능/효과

실측한 접지임피던스는 Pattern search 법으로 회로 모델을, ARMA method로 전달함수 모델로 등가화 시켜 비교하였다. 주파수에 대한 접지 임피던스는 대부분 저항성분으로 나타났고, l[kHz] 이상에서는 자기인덕턴스에 의한 유도성분의 지배적인 영향으로 접지임피던스가 중가하는 현상을 보였다.
측정 시 대지의 온도 습도 그리고 접지전극의 특성 등 여러 가지 영향을 고려하여 비교 할 때 비교적작은 오차를 보임을 알 수 있다.

후속연구

본 논문에서 제시한 접지임피던스 모델링 기법으로 접지시스템의 주파수 응답특성을 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

참고문헌 (11)

'매직 접지봉 사양서', 동양 산전(주), 2002
F.A. Wenner, 'A Method of Measuring Resistivity', National Bureau of Standards, 1916
Digital Earth Tester Model MEGGER DET 2/2'', AVO International Ltd., 2000
CDEGS User's Guide, SES Technologies Ltd., 2003
IEEE std 81-1983, 'IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potential of a Ground system', IEEE Inc., 1983
'Instruction Manual for ABEM Transmeter ASA4000', ABEM Instrument Inc. Sweden,1999
G.F. Tagg, 'Earth Resistances', London Ltd., 1964
I.F. Gonos, F.V. Topalis, I.A. Stathopulos, 'Transient impedance of grounding rods', International Symposium on High Voltage Engineering, Vol 2, pp272-275, 1999
J.A. Cadow and H.R. Martens, 'Discrete-time and Computer Control System', Prentice-Hall Inc., 1970
MATLAB User's Guide,'System Identification Toolbox', Math Work, 2002
L. Ljung, 'System Identification', Prentice Hall, 1999

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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