직류 전기철도의 이상 전압 및 단락, 지락 등의 이상 전류에 대한 보호방식

직류 전기철도의 이상 전압 및 단락, 지락 등의 이상 전류에 대한 보호방식

 

 

Ⅰ. 서론

전기 철도 설비에 자연 재해나 설비 열화, 과실 등으로 사고 또는 고장이 발생하였을 때 사람과 설비의 보전을 위하여 확실히 고장을 검출하고 신속히 고장 개소를 분리 차단하여 건전한 계통에는 영향을 최소한으로 하기 위하여 보호 설비

를 설치한다.

 

 

Ⅱ. 직류 보호 방식

보호 방식은 기본적으로 서지(Surge) 등의 이상 전압에 대한 보호와 단락, 지락 등의 사고시에 발생하는 이상 전류에 대한 보호로 분류된다.

 

이상 전압의 보호

변전소에 있어서 이상 전압은 외부에서 침입하는 외래 서지가 주종을 이루며 가공 송전 계통이나 배전 계통의 직격뢰 또는 유도뢰 등이 있고, 외뢰 서지가 침입할 위험이 있는 개소에는 피뢰기를 설치하여 기기를 보호하고 있다.

 

2. 이상 전류의 보호

직류 전기 철도에 있어서 전차선에 단락 사고 등이 발생하여 사고 전류가 흐를 때 급전 회로의 보호에는 종래부터 직류 고속도 차단기가 사용되어 왔다. 이것은 차단기 본체의 특성에서 사고 전류가 선택 차단되며 고속으로 대전류를 차단할 수 있기 때문이다. 최근에 열차 밀도의 증가로 운전 전류와 사고 전류의 판별이 어려워져 △I형 고장 선택 장치가 개발되어 병렬 급전 구간에는 연락 차단 장치와 조합하여 사용되고 있다.

 

 

Ⅲ. 보호 계전기

1. 직류 과전류 계전기(76)

직류 과전류 계전기는 정류기의 정극측에서 정극 모선 사이와 정극 모선에서 분기된 각 피더(feeder)측에 설치되어 있다. 직류 과전류 계전기는 직류 회로에 과대 전류가 흐를 때 차단기를 차단하여 정류기 및 급전 회로를 보호할 목적으로 사용한다.

2. 역류 계전기(32)

정류기 1련의 소자가 어떤 원인으로 단락 상태가 되면 역류 현상을 나타내고, 또한 정류기용 변압기 2차 권선은 단락 상태로 되어 권선이 소소된다. 역류 계전기는 정류기에 유입되는 전류를 감지하여 동작하고 차단기를 차단하여 기기 및 계통을 보호하는데 그 목적이 있다.

 

3. 직류 부족 전압 계전기(80)

직류 부족 전압 계전기는 급전 차단기 선로 측 양단에 80F, 전차선의 중간 지점(mid point)에 80A를 설치하여 전차선의 전압이 900[V] 이하로 되면 사고로 판단하여 동작하도록 되어 있다. 이 계전기의 사용 목적은 전차선의 단락 사고시 발생하는 전압 강하를 감지하여 보호하고 사고가 파급되는 것을 방지하는데 있다.

4. 연락 차단 장치

인근변전소 간에 2선 1조의 파일럿 와이어에 94F 계전기가 85 계전기와 80F, 80A와 직렬로 연결되어 제어 전원을 공급하도록 구성되어 있으며, 이 방식은 상시에는 회로를 구성하고 있으나 일단 사고가 발생하여 양쪽 변전소의 80F와 85F계전기, 중간 지점에 80A 계전기 중 어느 하나라도 동작하면 전차선의 동일 급전 구간에 전원을 공급하는 양쪽 변전소의 급전 차단기를 개방 시킨다.