[논문]아크지속시간 측정을 통한 나선형 VI 전극의 전극배치에 따른 아크제어 성능비교

김병철; 박홍태; 오일성; 임기조

doi:10.4313/jkem.2009.22.2.184

아크지속시간 측정을 통한 나선형 VI 전극의 전극배치에 따른 아크제어 성능비교
Comparison of Arc Control Ability as a Function of Configuration of Spiral Type VI Contacts by Measuring Arcing Time 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.22 no.2, 2009년, pp.184 - 190

김병철 (충북대학교 전기공학과 전기재료연구실) , 박홍태 (LS산전(주) 전력연구소) , 오일성 (LS산전(주) 전력연구소) , 임기조 (충북대학교 전기공학과 전기재료연구실)

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One of the purposes of arc control is to change its state to the diffuse state before current zero as soon as possible. This can provide optimal conditions for full extinction of arc by minimizing the quantity of residual plasma between contacts near current zero. TRV(transient recovery voltage) occurs at current zero at the same time with current interruption. If there is substantial residual plasma near current zero it can cause 'post arc current' by the interaction of its conductance with TRV. In this paper, arc control ability as a function of configuration of spiral type VI contacts was compared on the criteria of the time taken for arc to reach to the diffuse state.

주제어

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문제 정의

VI 대부의 아크거동에 미치는 인자에는 접점재료와 VI 용기내부의 진공도 이외에도 전극의 직경 실드修, 9丄 전극의 분리속도[1 이, 최종 극간거리[1 이 등이 있다. 본 연구에서는 나선형 VI 전극을 대상으로 두 전극 사이의 비틀림 각도에 따른 아크 제어성능을 비교분석 하였다.

제안 방법

따라서 순수 아크 전압을 고려하기 위해서는 측정된 전압으로부터 입력 전입을 배제시켜야 한다. 따라서 측정된 전압으로부터 입력전압과 아크전압의 구분을 위해 그림 6과 같이 파선을 이용하여 별도로 구분하였다. 아크가 발생하는 전극의 분리시점에서 아크가 소호되는 전류영점까지의 시간을 아크지속시간(arcing time)이라고 한다.
반면 아크지속시간이 전류주기의 1/4 이상으로 비교적 긴 경우 그림 8과 같이 아크의 상태가 확산 원통형 아크, 운동아크(RA: running arc), 확산 아크로 크게 세 개의 아크상태 구간으로 나뉘며 각 구간 사이의 경계가 분명하디' 따라서 이 경우 아크가 발생한 이후 운동구간을 거쳐 확산 아크로 전환될 때까지 걸리는 시간을 측정하여 전극 배치에 따른 아크제어성능을 비교하였다.
본 연구에서는 나선형의 VI 전극을 대상으로 전극 사이의 비틀림 각도를 다르게 하여 전극 배치에 따른 아크제어성능을 비교분석하였다. 그 결과는 다음과 같다.
고장전류는 임의의 시점에서 발생한다. 전극의 분리는 전류영점 예측기를 사용하여 원하는 시점에서 전극을 분리시켜 아크지속시간을 의도적으로 설정하였다. 그림 6은 아크지속시간이 약 8.
또한 VI에 의해 고장 전류가 차단되지 않을 경우에 대비하여 보조차단기가 설치되었다. 측정된 아크전압은 PC에 저장되어 오실로스코프 연동프로그램인 X-viewer에 의해 취득하였으며 아크이미지 또한 PC에 저장되어 카메라 연동프로그램인 Motion pro X studio에 의해 아크이미지를 취득하였다.

대상 데이터

전극의 개극속도(3 m/s)는 일정하다. 시료는 4개의 petal-g- 가지며 직경 85 mm인 나선형 전극이 사용되었다. 진공도는 진공 펌프를 이용하여 2~3x10-6 mbar로 유지되 었다.

성능/효과

472 ms에서 확산 아크로 전환됨을 확인하였다. 결과적으로 아크가 확산 아크로 전환되는 시점의 시간에서 전극이 분리되는 시점의 시간을 빼면 아크가 전극의 분리와 동시에 발생하여 확산아크로 전환되는데 소요된 시간을 확인할 수가 있다. 그 결과 각 경우 아크가 확산 아크로 전환되는데 소요된 시간을 구하면 전극 간의 비틀림 각도가 0°일 .
확인하였다. 그 결과 비틀림 각도가 0° 와 45° 인 경우 그림 9에서 전극분리가 각각 35.886 ms와 36.646 ms에서 이루어졌으며 전체 아크 지속시간은 각각 8.238 ms와 8.228 ms임을 확인하였으며 그림 11로부터 각각 43.892 ms와 44.472 ms에서 확산 아크로 전환됨을 확인하였다. 결과적으로 아크가 확산 아크로 전환되는 시점의 시간에서 전극이 분리되는 시점의 시간을 빼면 아크가 전극의 분리와 동시에 발생하여 확산아크로 전환되는데 소요된 시간을 확인할 수가 있다.
둘째, 아크지속시간이 비교적 긴 경우 아크는 초기 가교 원통형 아크에서 확산아크로 전환되기 이전에 로렌츠 력에 의해 운동을 하는 운동 아크를 거침을 확인하였다. 실험결과 이 구간에서 전극 배치에 따라 전극간의 비틀림 각도가 45°인 경우가 0°인 경우보다 더 빨리 확산아크로 전환됨을 확인하였디.
그 결과 각 경우 아크가 확산 아크로 전환되는데 소요된 시간을 구하면 전극 간의 비틀림 각도가 0°일 .때는 8.006 ms(전류 영점으로부터 약 250)is 이전 시점), 45°일 때는 7.826 ms(전류영점으로부터 약 400 3 이전 시점) 가 소요되어 45°일 때가 더 빨리 확산아크로 전환되었匸h 그림 12를 통하여 전체 아크지속시간이 약 6.2 ms인 경우에서도 마찬가지로 전극 간의 비틀림 각도가 45°일 때가 더 빨리 확산아크로 전환됨을 확인하였다.
확인하였다. 실험결과 이 구간에서 전극 배치에 따라 전극간의 비틀림 각도가 45°인 경우가 0°인 경우보다 더 빨리 확산아크로 전환됨을 확인하였디..
. 이로써 아크지속시간이 비교적 긴 경우에서는 전극배치에 따라 확산아크로 전환되는 시간의 차이가 있음을 확인하였고 .이는 아크 제어성능을 간접적으로 비교판단하기에 충분하다고 판단되지만 좀 더 여러 측면에서 접근해 볼 필요가 있다고 판단된다.
첫째, 아크지속시간이 비교적 짧은 경우 아크 발생 후 초기 가교 원통형 아크에서 바로 확산 아크로 전환되었다. 이때의 전류는 전류영점에 가까운 시점으로 그 크기가 매우 작아 아크를 운동시키기에 충분한 로렌츠 력을 발생시키지 못할 뿐 아니라 두 전극을 전기적으로 연결시켜주는 아크의 발생량도 적기 때문에 아크가 운동을 하지 못하고 바로 확산아크로 전환된 것이다.

참고문헌 (16)

하덕용, 강형부, 최승길, 최경호, '종자계형 진공 인터럽터에서 접점전극 슬릿의 영향에 관한 연구', 전기전자재료학회논문지, 15권, 9호, p. 822, 2002

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하성철, 서상현, '축자계형 진공인터럽터의 전자계 현상 해석', 전기전자재료학회논문지, 16권, 10호, p. 952, 2003

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P. G. Slade, 'The vacuum interrupter: theory', Design and Application, Chapter 2, p. 163, 2007
V. Lanen, 'The current interruption process in vacuum: analysis of the current and voltages of current-zero measurements', Doctoral thesis of Delft university of technology, Chapter 2, p. 7, 2008
V. Lanen, 'The current interruption process in vacuum: analysis of the currents and voltage of current-zero measurements', The post arc current and the recovery voltage, p. 14, 2008
P. G. Slade, The vacuum interrupter: Theory, Design, and Application, Chapter 4, p. 282, 2007
E. Dullni, E. Schade, and W. Shang, 'Vacuum arcs driven by cross-magnetic fields(RMF)', IEEE Trans, on plasma science, Vol. 31, No. 5, p. 902, 2003

상세보기
J. Li, and W Jimei, 'Measurement and study of arc characteristics of vacuum interrupter with high voltage and high capacity', IEEE, XVIIth ISDEIV, p. 266, 1996
M. B. Schulman, 'The Behavior of vacuum arcs between spiral contacts with a fixed- polarity arc shield', IEEE Trans on plasma science, Vol. 27, No. 4, p. 984, 1999

상세보기
M. B. Schulman, 'Separation of spiral contacts and the motion of vacuum arcs at high AC currents', IEEE Trans. on plasma science, Vol. 21, No. 5, p. 484, 1993

상세보기
S. Yanabu and E Kaneko, 'Research and development of axial magnetic field electrode and its application', IEEE, 18th ISDEIV, p. 1, 1998
L. Zhiyuan, W. Jimei, W. Zheng, H. Yong, X. Jun, and G. Hang, 'Vacuum interrupter with cup-type electrode simulations of 3D axial magnetic field and eddy current in the contact', IEEE 19th ISDEIV, p. 459, 2000
Y. Niwa, K. Sasage, K. Yokokura, and E. kaneko, 'The arc behavior and the interruption ability of the transversal magnetic field electrode in the vacuum interrupter', XXIInd ISDEIV, p. 161, 2006
박덕규, '플라즈마 및 핵융합물리학', 형설출판사, p. 197, 1985
P. G. Slade, 'The vacuum interrupter: Theory', Design, and Application, Chapter 2, p. 158, 2007
E. Dullni, 'Motion of high-current vacuum arcs on spiral type contacts', IEEE, Trans on plasma science, Vol. 17, No. 6, p. 875, 1989

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