피뢰기가 갖추어야할 조건과 피뢰기 제한전압

피뢰기가 갖추어야할 조건과 피뢰기 제한전압

1. 설치목적
피뢰기 설치는 전기선로 내외부에서 발생하는 이상전압을 제한전압까지 낮추어 선로에 연결된 각종 기기의 손상을 보호하고 피뢰기의 제한전압을 기준으로 기기간의 합리적 절연협조를 통한 경제적 전기설비를 건설하는데 그 목적이 있다.

 1-1. 이상전압으로 부터 피보호기기의 보호
피뢰기는 상용주파수의 상규전압에 대해서는 대지간에 절연을 유지하고 있지만(속류를 실질적으로 차단하고 있음) 낙뢰 등으로 이상전압이 내습하여 충격방전개시전압에 달하면 특성요소의 작용으로 방전을 개시하게 되고 서지전류를 대지에 흘려 줌으로써 단자전압을 제한전압까지 내린다.

피뢰기의 전압-전류특성에서 본 보호역할

 1-2. 전력설비의 합리적인 절연설계
피뢰기가 이상전압의 발생시 전력계통의 전압을 피뢰기의 제한전압까지 낮추어 줌으로써 전력계통의 각종 기기 및 선로에 대한 절연내력을 피뢰기의 제한전압을 기준으로 경제적인 설계가 가능하다. 피뢰기가 없는 경우 기기별 BIL의 협조가 곤란하여 매우 비경제적인 절연협조가 될수 있다.

기기 설비별 절연협조 예

2.. 피뢰기의 설치 장소

 2-1. 기기보호
피뢰기의 설치장소와 피보호기기가 떨어져 있으면 침입서지의 반사작용에 의하여 피보호기기의 단자전압은 피뢰기 방전개시 전압 보다 높아지게 되어 보호효과가 떨어진다. 따라서 피뢰기의 설치위치는 가능한한 피보호기기 가까이, 전원측 및 부하측 양단에 설치한다. 발변전소에서 첫 보호대상은 주변압기를 대상으로 하며 배전선로의 경우 각종 개폐기 및 주상변압기를 대상으로 설치한다.

선로 전압별 피뢰기의 최대유효이격거리

선로전압[kV]	유효이격거리[m]
345	85
154	65
66	45
22.9	20

2-2. 발변전소 및 수전설비
발변전소나 수전설비 자체는 일반적으로 뇌격에 대하여 차폐된 것으로 가정하고 송전선로를 통하여 침입하는 이상전압을 방지하기 위하여 송배전선로 인입 및 인출부에 피뢰기를 설치한다.  

3. 피뢰기의 구비조건
① 충격방전 개시전압이 낮아야 한다.
 이상전압 내습시 충격방전개시전압이 피보호 기기의 기준충격절연강도(BIL)보다 충분히 낮아야 한다.
② 제한전압이 낮을 것
 뇌 충격전류를 대지로 방전시 피뢰기의 단자전압상승이 제한전압 이하로 충분하게 낮아져야 한다.
③ 속류차단이 확실할 것
 정상시 발생할 수 있는 속류를 실질적으로 차단하고 동작책무가 확실할 것
④ 특성요소가 뇌전류방전에 필요한 내량을 가지고 있을 것.  즉 특성요소의 에너지 흡수능력이 커야한다.
⑤ 현장에서 계속사용의 적부를 점검하기 용이할 것