교류 전차 선로의 절연 보호에 사용되는 보안기의 작용원리

교류 전차 선로의 절연 보호에 사용되는 보안기의 작용원리

 

 

1. 서론

교류 전차 선로용 보안기는 섬락 보호 지선과 부급전선 또는 보호선과의 사이에 설치하는 방전 Gap을 말한다. 애자 섬락시 어느 값 이상의 전압이 보안기에 걸렸을 때만 동작시키고, 변전소의 사고 검지와 보호 처치를 용이하게 하는 설비이다.

 

2. 보안기의 작용 원리

1) 고장 발생 직후의 보안기의 단자 전압

                VSD=Is(r0+rR)[V]

여기서, Is : 고장 전류

            r0 : 섬락 보호 지선의 접지 저항

            rR : 레일의 접지 저항

2) 작용 원리(AT 급전 방식)

위의 그림은 보안기의 작용에 대하여 설명한 것으로, 전차선의 애자가 섬락하여 섬락 보호 지선에 고전압이 인가되면 고장 전류는 섬락점에서 섬락 보호 지선의 접지 저항, 레일의 접지 저항에 의해 저위가 상승되며, 순간 보호선과 섬락 보호 지선에 연결되어 있는 보안기의 단자 전압이 어느 값 이상이 되면 방전한다. 보안기의 방전에 의해 고장 전류는 보호선을 통하여 변전소에 돌아온다.

그 후 변전소의 보호 장치가 동작하여 차단기를 트립하고 고장 전류가 없어지면 원상으로 복구된다. 이와 같이 평상 운전시에는 분리하여 놓았다가 급전 회로 고장시에만 필요에 따라 동작을 기대하는 것이 보안기의 설치 목적이다.

 

3. 보안기의 시설도

4. 보안기의 구조도

보안기는 아킹혼, 애자, 단자에 의하여 구성되어 있다. 아킹혼의 방전 간격은 쉽게 조정할 수 있고 약 3[kv]의 전압에 방전될 수 있도록 전극의 간격은 3[mm] 정도이다. 1개소에 2개 병렬로 설치하며 지표상 3.5[m] 이상의 높이에 설치한다. 배선용 리드선은 38[㎟] 이상의 경동 연선을 사용한다.

 

5. 결론

보안기는 AT 급전 방식이나 BT 급전 방식에서 같은 목적으로 사용되며 대부분 전주에 설치되어 있다. 그 동작이 불확실하면 인축에 위험을 미치게 되므로 1개소에 2개 병렬로 설치하며, 피뢰기와는 달리 속류 차단 능력은 없다.