정류기

정류기

 

지하철 변전소는 한국전력공사로부터 교류22.9KV를 수전받아,직류1500V를,전동차에 공급하는 직류 전기철도변전소이다. 이와같이 교류를 직류로변환하는 각장치를 정류기라하며 이정류기는 직류전기철도변전소의 설비중에서 가장 중요한설비중의 하나이다.

정류기는 실리콘정류기 3Ø2중 결선(6상) 12펄스의 직렬 연결방식으로 결선 되어있으며, 정류기의 정극(+)측은 직류고속도차단기(54)를 거쳐 직류모선에 접속하고 부극(-)측은 레일에 접속한다. 정류기의 결선은 3상 브리지 결선과 2중 3상 결선의 12펄스 방식을 주로 쓰는데 대전도시철도는 정류기 2차측의 맥동전압을 감소시키기 위한 2중 3상 결선의 12펄스 방식을 채택하였다. 정류기의 용량은1500KW, 2000KW, 2500KW, 3000KW, 4000KW가 많이 사용되고 있는데 도시철도에서는 2500KW의 정류기를 채택,사용한다. 또한 정격은 D종(정격 출력시 연속 사용가능, 150%부하에서 2시간, 300%부하에서는 1분간 견디는 것)이 주로 사용되고 있다.

 

 

1. 도시철도의 정류기

 

1) 개요

(1) 정류기 2대가 상시 전력을 공급하며, 예비용으로 1대의 정류기를 설 치하였음.

(2) 운전중인 임의의 정류기가 고장이 날 경우, 예비용 정류기 계통으로 대체 공급되도록 하였음.

(3) 정류기의 과온도 보호가 되도록 보호계통을 구성하고 정류기, 고장 도 검출되도록 하였음.

(4) 각 정류기의 용량은 2500KW로 산정.

(5) 12펄스 직렬연결 방식으로 하였음.  

(6) 정류기의 저압전력 및 직류 전원은 직류 배전반 및 저압 배전반에 서 공급토록 하였음.

      

 

2. 정류용 다이오드

위의 그림 (1)회로에서 교류전압 양의 반주기 동안은 다이오드가 순방향 바이어스로 동작하여 양의 반주기 동안은 통전 상태가 된다.

그러나 음의 반주기 동안 다이오드는 역방향 바이어스로 되어 미소한 량의 바이어스 전류가 흐르게 된다. 여기서 역방향 상태에 흐르는 전 류를 무시하면 교류전류를 정류했다고 하며 이 회로에서의 다이오드를 정류다이오드라 한다. 그림 (2)는 정류다이오드 기호를 나타낸것으로 P형을 양극, N형을 음극이라고 하며 순방향 전류는 P형에서 N형으로 전류가 흐른다는 것을 의미하며 전류가 흐르는 방향을 화살표 모양으로 표시한 것이다.

 

 

3. 정류작용

 

P-N 접합의 부분에서 순방향 전압을 가하면 전류는 통하고 역방향 전압을 가하면 전류는 흐르지 않는 성질을 갖고 있다. 이를 그림에서 보면 순방향의 전압을 조금만 가해도 전류값은 급격히 상승하지만 역방향 전압은 어느정도 높게 되어도 전류는 거의 흐르지 않는다. 이러한 것을 정류작용이라 하고 교류회로에서 실리콘 다이오드를 이용하면 그림처럼 역방향 전압이 저지된다.

다이오드의 정류특성 및 정류작용

4. 실리콘정류소자 특성

 

실리콘 정류소자는 실리콘의 P형과 N형의 반도체를 특수한 방법으로 접합하여(P-N접합) 만든 한 개의 반도체 정류다이오드이다.

P-N두개의 전극에 순방향의 전압을 가하면 전류가 흘러서 순방향 전류가 되지만 그 반대의 역방향의 전압에는 전혀 전류가 흐르지 않는 정류작용을 가지고 있다.

실리콘 정류소자의 성능을 나타내는 용어는 다음과 같다.

 

1) 정격 평균 순전류

정격 소자 온도(정해진 소자온도)에서 연속하여 흘릴 수 있는 평균 순전류. (순전류를 1 싸이클을 통한 평균한 전류라 한다)

실리콘 정류소자의 정류작용과 도기호(圖記號)

2) 정격 반복 피크(peak) 역전압

정격소자 온도 이하로서 정격 평균 순전류를 통한 경우 매 싸이클 반복하여 가할 수 있는 역전압의 최대치를 말한다.

3) 정격 비반복 피크 역전압

정격소자 온도 이하로서 정격평균 순전류를 통할 경우 역방향에 가 해질 수 있는 반복하지 않는 과도 순간의 과전압의 최대치를 말한다.

4) 정격써지 전류

정격소자 온도에 있어서 정격 평균 순전류를 통전한 후 곧 이어져서 가할 수 있는 상용주파수(50～60㎐)의 반싸이클의 정현파 전류의 파 고치를 말한다. 평균 순전류 1,600(A)의 실리콘 정류소 자에 1,600(A)의 평균 순전류를 통전한 경우 순전압강하(順電壓降下)(소자 의 양극간에 전압 순시치)와 순전류(순시치)와의 관계를 오실로스코프로 측정한 것이며, 이러한 특성을 실리콘 정류소자의 순특성 곡선(順特 性 曲線)이라 부르고 있다.

실리콘 정류 소자의 순특성(예)

정류소자의 정격 예

형 식	M - 1	M - 2
정격 평균 순전류	800 (A)	1,600 (A)
정격반복 피크 역전압	3,000 (V)	3,000 (V)
정격비반복 피크 역전압	3,300 (V)	3,300 (V)
정격 써지 전류	12,500 (A)	27,500 (A)
최고 사용 온도	160 (℃)	160(℃)
중 량	120 (g)	300 (g)

5. 실리콘 정류기의 표준 결선(標準 結線)

 

실리콘 정류기는 실리콘 정류소자를 사용하여 직류전력으로 변환하는 정류회로를 구성하고 있어, 그 표준 결선 방법이 변압기와의 결합에는 여러 가지가 있다. 다음 그림에는 3상 교류전력 변환을 위한 주된 표준결선을 하나하나 나타내고 있고 정류기 자체의 회로 방식에서도 단향 정류회로(單向 整流回路)와 쌍향 정류회로(双向 整流回路) 브릿지 결선의 2가지가 있다.

정류기 자체의 회로 방식

명 칭 (직류측)	변압기 직류측 결선	실리콘정류기의 결선	정 류 방 식
성 형 3 상		단향 정류회로	3상 반파정류
변 형 성 형
성 형 6 상		단향 정류회로	6상 반파정류
2 중 성 형
성 형 3 상 브릿지		쌍향 정류회로 (브릿지결선)	3상 전파정류
삼 각 3 상 브릿지

6. 실리콘 정류기의 직류 전압

 

실리콘 정류기의 입력측은 3상 교류전압을 가하는 경우 출력측에는 어떤 전압이 나타나는가를 실리콘 정류기의 결선이 3상 브릿지 결선의 경우 에 대해서 검토해보자.

3상을 동시에 생각하여 볼 때 먼저 최초에 그림과 같이 3개의 선간전압에서 Vab만 가해진다고 본다.

Vab 의 경로로 직류측 단자간에 그대로 형으로 나타난다. 그래서 다음의 부파(負波) ⇒ 의 경로로 정파와 같은 형으로 직류측에 나타나므로 Vab의 1싸이클의 교번 전압은 직류측에는 전부 정파로 된다.

두 개의 산이 나란이형의 전압 파형으로 된다. 이런 정류방식은 정파만을 통하는 반파 정류방식(半波 整流方式)에 대하여 정파도 부파도 통하는 방식이 있어서 이것을 전파 정류방식(쌍향 정류 회로에 의한 정류방식)이라 부르고 있다.

다음에 Vbc만에 대하여 생각하면 Vab의 경우와 같은 모양으로 ⓑ와 같이 Vab에 의한 전압에서 120°늦고 또 Vca에 대해서도 ⓒ와 같이 보통으로 120°늦어서 직류측 단자간에 각각의 2개의 산형(산형)으로 전압이 나타나게 된다. 3상 교류는 120°의 위상차를 가지고 이것을 3개의 전압이 규칙적으로 반복되고 있으므로, 이것에 의해서 직류측 단자간에 나타나는 전압 파형은 각각 3개의 교번전압에 의해서 직류측 단자에 가해진 ⓐ ⓑ ⓒ의 전압파형을 1개에 중첩되어 합해지는 것으로 생각하면 좋으며, 이렇게 되어서 이루어진 것이 다음 그림과 같다.

 

실리콘 정류기의 직류 전압

7. 공냉식 실리콘 정류기

 

1) 본체의 구조

(1) 정류기의 본체는 다음 3가지의 부분으로 구성되어 있다.

(가) 다이오드반 (Diode Section)

(나) DC출력반 (DC Output Section)

(다) 제어반 (Control Section)

(2) 제어경보 및 그 밖의 다른 지시계는 제어반 전면에 설치되어 있다.

2) 기 능

(1) 100% 부하에서 연속사용 가능하며, 150% 부하에서 2시간, 300% 부 하에서 1분간 사용할 수 있는 과부하 정격을 보유한다.

(2) 교류입력전압(AC 3상 600V)을 6Leg로 구성된 삼상전파 정류브릿지 를 직렬로 연결된 2개의 정류회로를 통하여 12Pulse DC1,500V를 얻는다.

(3) 각 Leg에는 4개의 병렬 결선된 반도체 다이오드로 구성된다.

브릿지에는 Fuse고장이 발생할 경우 표시를 위한 Fuse고장 표시 용 S/W회로 및 전류분담을 위한 Resistor와 순간 전압상승 방지 를 위한 Snubber회로 등이 포함되어있다.

(4) 다이오드는 알루미늄 방열판에 부착되어 있고 냉각방식은 자연대류 방식이며, Bridge Leg의 4개 병렬다이오드와 방열판은 Group으로 배열되어있고, 4개 각Group에서 가장 위쪽의 방 열판에는 Alarm과 Trip 기능을 위한 2개의 Themal Seitch가 부착되어 있다.

(5) DC 출력부는,제어반Door후면 내부에 위치하고 DCSurgeAbsorber회 로, VoltageTransducer회로, DC출력 BUS를 포함한다.

(6) 제어부분은 전면 Door의 내부에 위치하며 필요한 전원은 직류110V, 20A이다. 제어부분은 Fuse용단 검출회로와 DiodeOverTemperature 용 계전기 및 Door Interlock와 2개의 보조 DC Power Supply를 포함한다. 전면 Door에는 Ground Fault 및 Hot Structure용 Relay, Annunciation Module, DC Meter들(Voltmeter And Ammeter)

이 설치되어있다.

(7) 외함 내부의 조명등은 문이 열릴 때마다 계전기 133x 접점을 통하 여 점등된다.

(8) 온도 설정이 가능한 Space Heater가 부착되어있다.

3) 외 함

(1) 정류회로 내부를 Door를 Open하지 않은 상태에서 확인할 수 있도 록 전,후면 별도로 2개의 창문을 설치하였으며, 제어반을 위한 별도 의 Door도 구비하였다.

(2) 정류회로의 발열을 자연 냉각하기 위한 통풍구가 상단 및 하단 부 에 설치되어있다.

(3) 정류기 제어반 전면에는 정류기 동작 램프, 전압계, 전류계 및 접지 계전기 등이 취부 되어 있으며, 제어반 후면에는 동작 램프만 설치 되어있다.

(4) 정류기 상부에는 정류기 내부에서 발생될 수 있는 발열량을 최대한 억제하기 위하여 다이오드 보호용 Snubber회로에 있는 콘덴서 방전저항용 무부하 저항기(출력전압 Divide용 저항 포함)가 설치 되어있다

 

4) 다이오드반 (Diode Section)

(1) 정류기의 Diode부는 2개의 3상전파브릿지로 직렬결선된 12개 Diode Leg로 구성되어있다.

(2) 12개의 Leg는 각각 4개의 Diode가 병렬로 결선되어있고 정류기는 총 48개의 Diode로 이루어져있다.

(3) 각 Diode는 돌출 압출 성형 분리된 2개의 방열판 사이에 취부된다

(4) 전기적으로 Diode는 Diode와 Fuse 그리고 저항을 포함한 직렬 회 로의 일부이다. Diode는 Fuse 및 저항과 항상 연결되어 있으며 이들은 입력(AC) 또는 출력(DC) BUS와 연결시키는 역할을 한다.

(5) 전류 분담용 저항은 심한 고장이 발생하는 동안 각 정류기 Leg의 4 개의 전류 통로 사이에서 전류분담을 실행시키는 역할을 한다. 저항은 각각 0.0005Ω이며 두개의 병렬 Stainless 강철 Sheet로 이 루어져있다.

(6) 각각 Diode Fuse는 Fuse가 용단될 때 동작하는 Microswitch가 부 착 되어있다. 이Switch는 제어부에있는 Diode Fuse Indicator회로 와 Lamp에 연결되어 있다.

(7) 각각 12개로 구성된 2Group의 Over-Temperature Themal Switch 가 정상시 Close되어 있으나 임계온도 이상 온도가 상승할 때에는 Open되며, 임계온도는 130℃와 135℃이다. 이 Switch들은 각 정류 기의 Leg에서 가장 윗부분의 Diode 방열판에 위치한다.

(8) Door를 통하여 커다란 압출 성형 알루미늄 방열판을 제거하지 않고 개개의 Diode를 교체하는 것이 가능하다.

(9) 각각의 Diode는 R-C회로로 이루어진 Snubber 즉 Diode단자에 직 접 연결된 Polypropylene-Paper Dielectric Foil Capacitor와 직렬인 무유도 저항에 의해 과전압(dv/dt)에 대하여 보호된다.

정류기 다이오드 보호

5) DC출력반 (DC Output Section)

(1) DC 출력 부분은 제어반 후면 내부에 위치한다.

(2) DC Voltmeter Transducer(XDCR)는,DC출력부에 위치하고Volt

Meter를 동작시키는 절연된, 회로로 구성된다 .

XDCR은 Devide, Resistor R13N 양단의 전압에의해 검출되며 Devide

Resistor 양단의 전압이 7.5V일때 Transducer출력은 120mV DC이고 DC Voltmeter는 1500V DC를 지시한다.(Full Scale은 240mV DC일 때 3000V이다.)

(3) 전력용 저항 R17은 Snubber회로의 Capacitor에 의해 발생되는 무부 하 직류출력 전압의 파고를 제한하는 Bleeding효과를 제공 한다.

(4) 2개의 DC Surge Suppressor는 출력 BUS의 양단에 직렬로 연결되 어 있고 DC Surge Suppressor의 중간지점이 2개 Bridge의 중간지 점에 연결된다. 각 Suppressor는 Fuse 및 직렬 R-C회로로 구성된다. 뿐만 아니라 2개의 금속산화 Varistor(MOV)가 출력 BUS Bar에 직 접 연결된다. DC Surge Suppressor와 MOV는 외부로부터 침투되 는 과전압에 대한 과도현상으로부터 정류기를 보호한다.

R17 전력용 저항

(5) 정격이 50mV DC,5000A인 DC Ammeter용 Shunt는 음극 출력BUS BAR와 직렬이고 DC 출력용 Ammeter에 mV신호를 공급한다.

 

6) 제어반 (Control Section)

(1) 정류기 제어부는 정류기 제어반 전면 안쪽에 위치한다.

(2) Space Heater 및 형광등용으로 220V 교류전원이 외부에서 공급된다. 제어회로는 110V DC 직류전원을 외부로부터 공급받아,PowerSupply 를 통하여 변환된 DC 24V 및 ±15V 직류전원으로 동작된다. 이들 회로는 제어부 문 안쪽에 취부되어 있는 각 2Pole 10A의 MCCB에 의해 보호된다.

(3) Diode부의 Cabinet Light는 Cabinet Door에 있는 Switch에 의해 제 어된다.

(4) DC 출력용 Voltmeter와 Ammeter는 제어부의 Door에 위치하며 DC 출력부에 있는 Voltage Transducer와 Ammeter Shunt로부터 Signal을 받는다.

(5) Ground Fault / Hot Structure Relay는 제어부의 Door에 위치한다.

(6) 64계전기는 정류기 외함과 대지 사이의 전위차에 따라 동작한다.

내부 계전기의 접점으로 외부 Annunciator Module에 Trip신호를 보낸다.

(7) Fuse용단 감지회로 58R과 58R1은 1개의 Fuse만이 용단되었을 경 우 경보출력을 공급하고 2개 이상의 Fuse가 용단되면 Trip출력을 공급한다. 각각의 회로는 그에 해당하는 정류기 브릿지의 Fuse상태 를 체크한다. 회로의 출력은 Annunciator Module에 경보와 Trip신 호로서 공급된다.

(8) 26D1계전기(“경보”와“Trip”)는 Diode 과온도시 각각 동작하여,Diode 와 절연회로를 절연시키는 역할을 한다.

(9) 보조전원 공급장치 또는 24V DC(PS1), ±15V DC(PS2)가 필요하다. 24V DC는 Annunciator Logic PCB(PrintedCircuitBoard),Indicating Lights(LED's) 및 출력 계전기의 전원 공급용으로 사용되고, ±15V DC는 Logic회로에 사용된다.

(10) 계전기 133X는 임의로 문이 열렸을때 동작하고 계전기의Closing Contact가 정류부의 각 부에 있는 4개의 절전형 3파장 Lamp에 직 렬로 연결되어있다, 정류기의 운전중에는 인명에 치명적인 전압이 발생하므로 정류기의 주회로 교류차단기를 개방시키지 않은 상태 에서 Door를 열지 말아야한다.

7) 열 감지 회로

(1) 온도 Switch 26H와 126H, 그리고 26D, 26DA, 26DB, 26D1, 26D1A, 26D1B, T2에서 T7까지의 절연 변압기에 의해 얻어진다.

(2) 온도 Switch의 접점은 1차 권선이 계전기 26D와 26D1 코일에 직렬 연결되어 있는 절연 변압기의 2차 권선에 직렬로 연결되어있다.

방열판의 온도가 규정치 이하의 온도이면 온도 Switch가 Open상태 가 되어 절연변압기의 2차측에 나타나는 전압은 26D, 26D1계전기 가 동작할 수 없게하는 전압을 보유하게 된다. 만약 온도 Switch의 접점이 Close될 정도로 방열판의 온도가 상승하면 1 차 권선은 단 락상태가 되어 2차 권선에 직렬로 연결된 26D, 26D1 계전기는 동 작하게 된다.

(3) 모든 Warning(1st 단계) 온도 Switch들은 26D, 26DA 그리고 26DB 계전기와 개별적으로 배열되었으며 Trip(2nd 단계) 온도 Switch는 26D1, 26D1A 그리고 26D1B 계전기로 배열되었다.

 

8) Fuse 용단 검출 회로

(1) Fuse용단 검출 회로는 6 Channel로 구성되어 있다. 정류기 Bridge 의 6LEG 각각을 1개의 Fuse용단 검출 회로가 담당한다.

(2) Fuse 용단시 동작하게 되는 보조 Switch는 보통 Close 접점을 사 용 연결되어 있다. 고장은 Open 접점으로 전환됨으로 표시된다.

(3) 6 Channel의 5개 Switch 각각은 모든 Switch의 Close시 저항 회로 의 출력에서 나타나는 전압에 고정된 영향을 주는 것과 같은 방법 으로 저항회로에 연결되어 있다. 마찬가지로 어떠한 부가된 Switch 의 다음의 동작은 Switch가 Close됨에 상관없이 출력 전압에 다른 고정된 영향을 준다. 따라서 회로 출력 전압은 몇 개의 Switch가 Close 되었는가에 따라 불연속 단계로 측정된다.

(4) 저항회로의 출력전압은 1개나 2개의 Switch가 Open됨에 상응하는 Warning이나 Trip 출력을 나타내는 두개의 고정된 관련 전압으로 두개의 비교 증폭기에 의해 비교된다.

(5) System은 K2(Warning)와 K1(Trip)계전기가 정상시 동작하여 사고 시 보호하도록 되어있다. R15 Potentiometer는 1개의 보조 Switch 가 Open 될 때마다 K2계전기가 복귀하도록 조정하며, 유사한 방법 으로 2개의 Switch가 Open될 때 K1계전기가 복귀하도록 조정한다.

9) 표시등 모듈

(1) DIODE ALARM

이 신호는 큐비클별로 DIODE 1개 고장시 ALARM 신호를 발생한다.

마이크로스위치가 동작하여 표시등이 점등되고 즉각 원제 계통인 스카다 로 접점신호를 전송한다. DIODE ALARM(A1) 고장표시등의 점등 은 다이오드 스택 A1의 다이오드중에 1개가 파손이 발생했다는 것 을 표시한다.

(2) DIODE TRIP

이 신호는 큐비클별로 다이오드 2개 고장시 TRIP 싱호를 발생한다. 마이크로스위치가 동작하여 표시등이 점등되고 즉각 차단기 트립을 위해 AC/DC 배전반 및 스카다로 접점신호를 전송한다.

(3) TEMP ALARM

과전류에 의한 온도상승 방지를 위하여 각 큐비클별로 상단 다이오 드 스택에 ALARM 신호 발생용 온도센서(TA1, TA2)를 부착한다. 이 신호는 스택의 온도가 140℃ 이상을 초과할 시 해당큐비클의 TA1 또는 TA2용 온도센서가 구동되고 계전기 출력으로 판넬 전 면의 표시등이 점등되며 즉각 원제계통인 스카다로 접점신호를 전 송한다.

(4) TEMP TRIP

과전류에 의한 온도상승 방지를 위하여 각 큐비클별로 상단 다이오 드 스택에 TRIP 신호 발생용 온도센서(TT1, TT2)를 부착한다. 이 신호는 스택의 온도가 150℃ 이상을 초과할 시 해당큐비클의 TT1 또는 TT2용 온도센서가 구동되고 계전기 출력으로 판넬 전 면의 표시등이 점등되며, 즉각 차단기 트립을 위해 AC/DC 배전반 및 스카다로 접점신호를 전송한다.

(5) ATTENUATION FAILURE TRIP

정류기의 직류 결선 L+와 L- 사이에서 이상 과전압이 발생하였을 때 TRIP 신호를 발생한다(ATT1, ATT2). 마이크로스위치가 동작 하여 표시등이 점등되고, 즉각 차단기 트립을 위해 AC/DC 배전반 및 스카다로 접점신호를 전송한다.

(6) MCCB FAILURE

정류기 제어전원 공급원인 BATTERY CHARGER 출력 DC110V가 OFF 및 AC220V가 OFF될 경우 NCCB FAILURE 신호를 발생하 고 마이크로스위치가 동작하여 표시등이 점등되고 즉각 원제 계통 인 스카다로 접점신호를 전송한다,(F15, F16 MCCB)

(7) DOOR OPEN TRIP

정류기 외함 전·후면의 문을 열었을 경우 TRIP 신호를 발생한다. 마이크로스위치가 동작하여 표시등이 점등되고 즉각 차단기 트립을 위해 AC/DC 배전반 및 스카다로 접점신호를 전송한다. 또한 형광 등(FL1, FL2, FL3, FL4, FL5)이 점등된다.

(8) GROUND TRIP

구조접지 계전기(STRUCTURE GROUND RELAY)는 정류기 외함 과 같은 비접지 구조물의 우발적인 접지(GROUND) 사고를 감지하 고 구조물이 교류 혹은 직류 부분에서 우발적인 지락(HOT) 상태 가 되었는지도 감지할 수 있다. 구조물의 접지 또는 지락사고가 감 지되면 64G 접점 두 세트는 TRIP 신호를 발생한다. 마이크로스위 치가동작하여 표시등이 점등되고 즉각 차단기 트립을 위해,AC/DC 배전반 및 스카다로 접점신호를 전송한다(64 RELAY).

10) 보호장치

(1) 감쇄기

정류기의 직류 결선 L+ 와 L- 사이에서 과전압 감쇄장치는 과전압 보호의 작용을 한다. 이 감쇄장치는 damping 역할을 하는 캐패시 터와 방전저항으로 구성되어 있다. 감쇄장치는 정류기용변압기를 스위칭함에 의해 발생하는 전압의 피크치를 흡수하고 써지어레스터 가 있음에도 불구하고 가선을 관통하는 잔여 과전압을 흡수한다. 일반적으로 보통 RC회로에 추가하여 디스크다이오드를 가지는 정 류기가 바리스터와 함께 장치된다. 짧은 시간 동안 특별히 높은 역 전류에 의한 부하를 받을 수 있으므로 바리스터는 또한 높은 에너 지의 과전압 피크에 대처할 수 있어야 한다. 감쇄장치는 무부하 동 작 동안 전압 상승을 제한하기 위한 “무부하저항기”로 작용하는 몇 개의 방전저항과 함께 장치된다.

(2) 무부하 저항기

정류기 직류 출력 회로 사이에 연결되는 무부하저항기를 설치하여 정류기 회로의 정전용량에 의해서 나타나는 교류 첨두전압을 제거 하도록 설계되어있다.

(3) 피뢰기

피뢰기는 가선을 통하여 유입되는 전동차의 과회생 전압이나 낙뢰 등에 의한 써지전압을 흡수하여 정류기를 보호한다. 피뢰기는 정류 기 출력단 L+와 대지간에 연결된다.

(4) 퓨즈

정류기의 다이오드는 직렬로 연결된 다이오드 퓨즈에 의해 보호되 며 다이오드 퓨즈는 정류기용으로 특별히 제작된 것을 사용한다. 다이오드 퓨즈는 다이오드와 같이 1개의 스택에 8개씩 취부되어 있 으며 각 암마다 4개의 소자중 1개가 고장이 발생하면 다른 다이오 드나 퓨즈에 영향을 주지 않기 위하여 해당 퓨즈가 용단되면서 나 머지 소자들을 보호한다. 다이오드 퓨즈는 해당 다이오드와 근접한 방열판에 취부되어 있으며 퓨즈가 용단될 경우 마이크로스위치가 동작 하게되어있다. 각 암마다 퓨즈에 연결된 마이크로스위치의 동 작에 의해 퓨즈 및 다이오드의 고장을 감지하며, 큐비클별로 알람 및 일괄 트립 고장표시등이 외함 전면에 설치되어 있어 고장 유무 확인이 용이 하도록 되어 있다.

(5) 온도 감지

정류기는 과전류에 의한 온도상승 방지를 위하여 각 큐비클별로 상 단 다이오드 스택에 알람과 트립용 센서를 부착하여 스택의 온도가 140℃ 이상을 초과할시 알람을, 150℃ 초과시 차단 트립온도센서 의 동작으로 계전기가 구동되고 계전기의 출력으로 판넬 전면의 표 시등 점등과 원제용 알람 및 차단기를 트립 시킬수 있으며, 정류기 내부온도를 확인 가능하도록 온도계가 큐비클에 설치 되어있다.

11) 유지 보수

(1) 유지보수

정류기 내부는 평상시 먼지 및 이물질에 대하여 청결을 유지해야 하며, 다이오드의 포르셀린케이스 및 퓨즈, 인슐레이터와 같이 전기 적으로 스트레스를 받는 부분들에 대해서는 특별한 주의를 해야한 다. 각각의 결합 부위 상태는 6 ～ 12개월마다 외관검사를 실시하 여 이상유무가 필요하며, 다이오드의 교체시는 반드시 공급된 토크 렌치를 사용하여야 한다.

(2) 주의

유지보수 작업을 시작하기 전에 정류기의 입력전원을 반드시 차단 시켜야만 하며, 통전중에는 1M 이상 떨어져서 정류기의 내부를 확 인하고, 정류기 부품에는 손을 대지 말아야 한다. 정류기 내부의 전 압이 떨어지기 전까지 정류기의 문을 여는 것은 위험하다. 그래서 유지보수 작업자는 반드시 AC차단기와 DC차단기 혹은 단로기가 개방 위치에 있는지 확인하여야 한다.

만약 정류기 부품이 교체되어야 한다면 DC 110V와 AC 220V의 보조 전원도 차단시켜야 한다.

(3) 5가지 안전 수칙

(가) 전원을 차단하기 위해 모든 보호용 차단기를 내린다.

( MV-Breaker, DC Cirsuit breaker, mini circuit breakers)

(나) 전원의 재투입 및 접속되는 것을 재확인 한다.

(다) 계측장비를 사용하여 잔류 전원이 남아있는지 재확인한다.

(라) 활성화 되어있는 부분은 접지시킨다.

(마) 동작중인 AC, DC 배전반은 반드시 차단시킨다.