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[국내논문] 외부 환경조건에 따른 ZnO 피뢰기의 전기적 특성의 변화
Changes in Electrical Properties of ZnO Surge Arresters According to Surrounding Conditions 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.22 no.9, 2008년, pp.62 - 68  

이승주 (인하대학교 대학원 전기공학과) ,  이수봉 (인하대학교 대학원 전기공학과) ,  이복희 (인하대학교 대학원 전기공학과)

초록
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이 논문은 ZnO 피뢰기의 외부환경 변화에 따른 전기적 특성을 기술하였다. 뇌임펄스전류에 의한 ZnO 피뢰기의 열화특성을 분석하기 위해 8/20[${\mu}s$], 2.5[kA]의 임펄스전류를 시료에 인가하였다. ZnO 피뢰기의 누설전류를 다양한 외부 온도와 주수 상태에서 상용 주파수 교류 전압을 인가하여 측정하였다. 그 결과 임펄스전류의 인가횟수와 외부 온도가 증가함에 따라 누설전류가 증가하였고, 누설전류의 비대칭성도 뚜렷하였다. 또한 주수 시험에서 ZnO 피뢰기의 외피를 통하여 흐르는 전류는 피뢰기 소자의 누설전류보다 크게 나타났다. 본 연구의 결과는 피뢰기의 감시시스템 성능과 신뢰성 향상의 요소로 적용할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes the electrical characteristics of ZnO surge arresters associated with the variation of surrounding conditions. To investigate the deterioration behaviors of ZnO surge arresters due to lightning surges, 8/20[${\mu}s$], 2.5[kA] impulse currents were injected to the ZnO ...

Keyword

#ZnO Surge Arrester   #I-V curve   #Wet test   #Leakage current   #Deterioration  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 산화아연 피뢰기에 흐르는 누설전류를 바탕으로 외부환경 변화가 배전용 피뢰기에 미치는 영향을 분석하기 위해 &20[/zs], 2.5[kA] 의 뇌임펄스전류를 75회 인가하여 인위적으로 열화시킨 배전용 피뢰기와 신품 배전용 피뢰기에 대하여 외부온도 변화 및 주수상태에서 상용주파수 교류 전압을 인가할 때 흐르는 누설전류를 측정하여 전기적 특성을 분석하였다.
  • 이와 같은 과정에서 ZnO 입자가 성장하고 입계층이 감소하면 피뢰기 소자는 정상운전전압에서도 쉽게 가열되어 열 폭주를 일으키게 되고 결국 피뢰기 소자는 파괴된다. 본 연구에서는 배전계통에 설치된 피뢰기에 낙뢰가 입사된 경우 피뢰기 성능의 저하를 모의하기 위해서 &[侬] 뇌임펄스전류의 인가횟수가 ZnO 피뢰기의 성능에 미치는 영향의 평가를 목적으로 IEC 규격의 임펄스전류시험에 규정된 ZnO 배전용 피뢰기에 40초 간격으로 2.5[kA], &20[陽]의 임펄스전류 75회까지 5x15개의 군단위로 인가하였다. 뇌 임펄스전류를 인가시키기 전의 신품 Zn。배전용 피뢰기와 45회, 75회의 뇌임펄스전류를 인가한 ZnO 피뢰기에 교류전압을 인가한 경우 피뢰기 양단에 나타나는 전압과 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류 파형을 그림 3 에 나타내었다.
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참고문헌 (9)

  1. W. G. Carlson, Dr. T. K. Gupta and A. Sweetana, 'A Procedure for Estimating the Lifetime of Gapless Metal Oxide Surge arresters for AC Application', IEEE Transactions on Power system, Vol. PWRD-1, No.2, pp67-74, 1986 

  2. S. Tominaga, Y. Shibuya, Y. Fujiwara, M. Imataki, T.Nitta, 'Stability and long term degradation of metal oxide surge arresters', IEEE Trans. Vol .PAS-99, No.4, pp.1548 -1556, 1980 

  3. Jinbo Kuang, Jeffey A. Bennett , Ram G. Bommakanti and Steven A. Boggs, 'Temperature Distribution in a ZnO Arrester Subjected to Multiple Current Impulses', Conference Record of the IEEE International Symposium on Electrical Insulation, 1996 

  4. Kazuo Eda, 'Destruction mechanism of ZnO varistors due to high currents', J. Appl. Phys, Vol.56, No.10, pp.. 2948-2955, 1984 

    상세보기 crossref

  5. P. L. Hower and T. K. Gupta, 'A Barrier Model for ZnO Varistors', J. Appl. Phys, Vol.50, No.7, pp.4847-4855, 1979 

    상세보기 crossref

  6. 이복희, 박건영, 강성만, '산화아연 피뢰기 소자와 전극사이에 발생하는 방전광 현상', 조명설비학회논문지, Vol.19, No.3, pp.44-50. 2005 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. M. Mizuno, M.Hayashi and K.. Mitani, 'Thermal stability and life of the gapless surge arrester', IEEE Trans. Vol. PAS-100, No. 5, 1981 

  8. S. Nishiwaki, H. Kimura, T. Satoh, H. Mizoguchi, S. Yanabu, 'Study of thermal runaway/equivalent prorated model of ZnO surge arrester', IEEE Trans. Vol. PAS-103, No. 2, 1984 

  9. KS C IEC 60060-1, 고전압 시험방법 - 제1부; 정의 및 시험방법, pp.23-26, 2001 

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