초록 ▼

현대 사회의 고도정보화에 의해 정보통신망이 중요한 사회시스템으로 대두되었으며, 전력의 안정공급과 정보통신망의 질적 확보에 대한 사회적 요구(needs)가 높아지고 있다. 전력계통망에서와 마찬가지로 정보통신망의 컴퓨터데이터 전송선로가 가공에 시설되어 있어 이들 회로망에 접속되어 사용되고 있는 전자기기는 뇌서지의 침입에 의한 위험에 노출되어 있다. 따라서 서지에 대한 내전압 특성이 매우 낮은 정보통신기기는 고장의 파급효과도 대단히 크기 때문에 정확하고 합리적인 뇌서지보호장치의 설치기법의 구현을 목표로 실험적 연구를 수행하였다. 즉, 정

현대 사회의 고도정보화에 의해 정보통신망이 중요한 사회시스템으로 대두되었으며, 전력의 안정공급과 정보통신망의 질적 확보에 대한 사회적 요구(needs)가 높아지고 있다. 전력계통망에서와 마찬가지로 정보통신망의 컴퓨터데이터 전송선로가 가공에 시설되어 있어 이들 회로망에 접속되어 사용되고 있는 전자기기는 뇌서지의 침입에 의한 위험에 노출되어 있다. 따라서 서지에 대한 내전압 특성이 매우 낮은 정보통신기기는 고장의 파급효과도 대단히 크기 때문에 정확하고 합리적인 뇌서지보호장치의 설치기법의 구현을 목표로 실험적 연구를 수행하였다. 즉, 정보통신설비와 원격제어시스템의 고장과 오동작의 원인분석하고, 정보통신설비의 뇌서지에 대한 효과적인 보호대책을 개발할 목적으로 실규모 건물에 뇌서지보호장치를 설치하고 뇌서지에 대한 실증실험을 하였다. 뇌서지의 전파양상과 전자기기의 피해원인을 분석하고 뇌서지 보호장치의 접지저항, 접지방식 및 공통접지선의 시설방법이 정보통신설비에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 접지극간의 유도전위 간섭을 고려한 보호장치의 설치기법이 뇌서지 억제효과에 미치는 협조특성을 실증실험을 통해 검토하고 정보통신설비에 대한 뇌서지 보호소자의 효과적인 설치기법을 제안하였다. 또한 뇌서지 보호장치로 많이 사용되는 ZnO 바리스터의 신뢰성 평가를 위한 누설전류 및 제3고조파 검출장치를 개발하고, 뇌서지보호소자의 성능을 평가하였다. 전력선을 포함한 정보통신망과 신호/제어회로에 대한 뇌서지 보호장치의 합리적인 설치기법을 제안하였다. 전원선과 통신선을 모두 포함하는 정보통신설비의 뇌서지 보호장치의 설치에는 바이패스 어레스터법을 적용한 공통접지방식이 가장 효과적이고, 분전반과 정보통신설비 앞단에 설치하는 뇌서지 보호장치의 공통접지선은 전원선과 동일한 전선관에 시설하는 것이 뇌서지전압의 억제에 양호한 특성을 보였다. SPD의 보호효과는 전원계통의 접지방식, 분기회로의 수와 길이, 설치위치, 접지선의 배선방식 등 여러 가지 요인에 의하여 크게 변화하므로 SPD룰 설치할 때 이들 요인을 충분히 고려해야 한다. 뇌서지 차단용 ZnO 소자의 서지차단성능과 열화평가가 가능한 누설전류검출기 및 제 3고조파전류 검출기를 개발하였으며, 이는 적정주기로의 성능평가을 통해 ZnO 소자의 서지차단성능과 열화진단에 활용될 수 있다. 본 연구를 통하여 정보 통신설비를 뇌서지로부터 효과적으로 보호할 수 있는 SPD의 설치와 보호효과를 제고시키는 기본기술을 제안하였으며, 초소형 전자기기를 뇌서지로부터 보호하는데 매우 유용하게 활용될 것이다.

Abstract ▼

The electric power lines and computer data lines of info-communication networks are routed on overhead poles and can be exposed to lightning strikes. Thus electronic equipments that are connected to them may be damaged by lightning surges. Therefore lightning surge protective devices must be install

The electric power lines and computer data lines of info-communication networks are routed on overhead poles and can be exposed to lightning strikes. Thus electronic equipments that are connected to them may be damaged by lightning surges. Therefore lightning surge protective devices must be installed exactly and reasonably. It is therefore of important to investigate the systematic countermeasures, coordination and lightning protective devices in practical conditions. The aim of this work is to propose the optimal design roles of network protection systems by surge protective devices(SPD) for signal and power line networks. In this work, the causes of damage and malfunction of info-communication equipments were many-sided interests analyzed and the techniques of improving the reliability and performance of surge protection systems were experimentally investigated in actual-sized test circuit with a customer's facility. Also the high-quality detection device observing the leakage current was designed and its harmonic components flowing into lightning surge protectors was investigated. The effective installation techniques of surge suppression devices in electric power systems, info-communication network, signal and control networks were proposed. The equipotential bonding of SPDs to the equipments being protected is absolutely essential for the protection against lightning surges. Provided that the SPDs are installed with the independent grounding system, the protective effect against lightning surges will be negligible. The low voltage surge protectors installed with the common grounding system clearly limit lightning surges, and one-point grounding of the common grounding wire at the terminal of surge protector is more suitable than multi-point grounding of the independent grounding systems. The coordination effect of the bypass arrester method and common grounding system is significantly effective. The proposed resistive current and third harmonic current detection devices would be used as an indicator to check whether ZnO surge suppression devices is in good state or in bad. The results obtained from this work would extremely be useful in protecting microelectronic devices from lightning surges.

목차 Contents

• < 연구계획 요약문 >...4
• < 연구결과 요약문 >...5
• < EXECUTIVE SUMMARY >...6
• 제 1 장 서 론...7
• 제 2 장 정보통신설비에 침입하는 뇌서지의 양상...9
• 2.1 뇌서지의 침입경로...9
• 2.2 전원선으로 침입하는 뇌서지 양상...10
• 2.3 통신선으로 침입하는 뇌서지 양상...11
• 2.4 대형 건물에 침입하는 뇌서지 양상...11
• 2.5 정보통신기기의 뇌피해 양상...13
• 2.5.1. 뇌과전압의 발생매커니즘...13
• 2.5.2 복합시스템의 뇌피해...13
• 2.5.3 원격감시시스템의 뇌피해...14
• 2.6 뇌서지 보호대책...17
• 2.6.1 기본개념...17
• 2.6.2 뇌서지 보호기법...17
• 2.7 등전위화의 효용성과 적용상의 문제점 검토...20
• 제 3 장 실험장치의 구성...21
• 3.1 뇌서지 발생기의 이론...21
• 3.1.1 뇌서지전류...21
• 3.2 뇌서지전압...23
• 3.1.2 복합형 서지발생기의 제작...24
• 3.3 복합형 서지발생기의 성능...26
• 제 4 장 결과 및 고찰...29
• 4.1 뇌서지 보호기의 설치기법에 따른 동작특성...29
• 4.1.1 접지...29
• 4.1.2 SPD의 설치방법...34
• 4.1.3 접지방식에 따른 SPD의 협조특성...35
• 4.2 전원계통의 특성에 따른 SPD 보호효과...46
• 4.2.1 SPD의 설치방법...46
• 4.2.2 전원계통에 따른 뇌서지의 침입 양상...48
• 4.3 뇌서지 보호소자의 누설전류와 경년변화특성...66
• 4.3.1 ZnO 바리스터의 특성...66
• 4.3.2 온도변화에 따른 ZnO 바리스터의 누설전류특성...68
• 4.3.3 ZnO 바리스터의 저항성 누설전류의 고조파특성...71
• 4.3.4 뇌서지 보호소자의 경년변화 메카니즘과 수명평가에 대한 검토...75
• 4.4 건축물에서 뇌서지전류 분포...78
• 4.4.1 개요...78
• 4.4.2 측정계의 구성...78
• 4.4.3 측정결과 및 검토...79
• 제 5 장 결 론...82
• 참고문헌...83