전차 선로에 사용하는 피뢰기의 종류와 특성

전차 선로에 사용하는 피뢰기의 종류와 특성

1. 서론
피뢰기란 낙뢰 및 회로의 개폐 등으로 인하여 충격 전압이 발생하였을 때 그 전류를 대지에 흐르게 함으로써 과전압을 제한하고 기기나 회로 등의 절연을 보호하며, 또 속류를 단시간에 차단하여 계통의 상태를 본래대로 자복하는 보호 장치를 말한다.

2. 피뢰기의 종류와 특성
피뢰기는 직렬 갭(아크 간극)과 특성 요소(Sic : 탄화규소)로 구성된 직렬 갭부 피뢰기와 특성 요소에 산화아연 (ZnO)을 사용한 갭레스 피뢰기(직렬 갭을 생략한 피뢰기)가 있다.

1) 직렬 갭부 피뢰기
① 직렬 갭
  직렬 갭은 정상 전압에서는 방전을 하지 않고 절연 상태를 유지 하지만, 이상 전압 발생시에는 신속히 이상 전압을 대지로 방전해서 이상 전압을 흡수함과 동시에 계속해서 흐르는 속류를 빠른 시간 내에 차단하는 특성을 가지고 있다.

② 특성 요소

특성 요소는 탄화규소 입자를 각종 결합체와 혼합하여 모양을 만든 후 고온 의 로 속에서 구워낸 것으로

비저항 특성을 가지고 있어 밸브 저항체라고도 한다.

특성 요소의 특징은 낙뢰 서지 등에 의한 큰 방전 전류에 대해서는 저항 값이 작아져서 제한 전압을 낮게 억제함과 동시에 비교적 낮은 계통 전압에서는 높은 저항 값으로 속류 등을 차단하여 직렬 갭에 의한 차 단을 용이하게 도와주는 작용을 한다.

2) 갭레스형 피뢰기

산화아연(ZnO)을 주성분으로 하는 소결체를 특성 요소로 하는 피뢰기로서 전압이 인가되어도 거의 전류가 흐르지 않아 직렬 갭이 필요없기 때문에 갭레스 피뢰기라 부르고 있다. 이 피뢰기는 인가되는 전압이 보호 레벨에 달할 때까지는 거의 전류를 흐르게 하지 않으므로 실질적으로 절연물이다. 보호 레벨을 초과하는 과전압이 되면 전류를 통전하여 광범위의 방전 전류치에 대하여 단자 전압은 거의 일정치로 유지되며, 과전압이 없어지면 즉시 방전 전류가 작아진다는 특징을 갖고 있다.

 

3. 피뢰기의 설치 위치

1) 교류 전차 선로

① 흡상 변압기 양단의 전차선 및 부급전선

② 급전선 인출 개소

③ 케이블 설치 개소

2) 직류 전차 선로

① 급전선 긍장 약 500[m]마다

② 급전선 인출 개소

③ 케이블 설치 개소

 

4. 결론

피뢰기는 전차 선로와 대지 간에 설치하여 낙뢰 및 회로 이상 전압을 대지로 방전시켜 이상 전압을 저감시키는 이외에, 가선 전압에 의해 대자로 흐르는 전류를 차단하여 전차 선로의 안전을 도모하는 역할을 한다.