전압 서지의 종류

전압 서지는 정격 공급 전압 이상으로 전압이 급격히 증가하는 것으로 정의할 수 있습니다. 전기 장비는 안정적인 작동을 위해 장비의 정격 공급에 따라 공급 전압을 받아야 하는 것이 바람직합니다. 따라서 전압 서지는 전력 품질 문제라고 말할 수 있습니다.

 

 

 

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전압 서지는 접지에 대한 라인 및 위상 전압의 상승을 유발하고 전기 장비에 손상을 줄 수 있습니다.

 

전압 서지는 주로 두 가지 범주로 분류할 수 있습니다.

• 내부 과전압
• 외부 과전압

 

 

1. 내부 과전압

전기 네트워크 내에서 정격 전압 이상으로 상승하는 내부 전압을 내부 과전압이라고 합니다. 내부 전압의 특성은 전기 네트워크에서 발생하는 오류의 특성에 따라 일시적, 동적 또는 정지적일 수 있습니다. 내부 과전압은 몇 사이클 동안 지속될 수 있습니다.

 

 

 

 

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1) 정적 과전압

정상 위상 중 하나가 접지에 닿으면 두 개의 정상 위상이 접지 오류 전류를 공급합니다. 고장 전류는 위상과 접지 사이에 형성된 커패시터를 충전합니다. 이로 인해 정상 단계의 전압이 증가합니다.

 

이러한 이유로 인한 과전압은 더 오래 남아 있을 수 있습니다. 이것이 이 과전압이 본질적으로 정지하는 이유입니다. 고정 과전압은 아크 억제 코일을 통해 중성선을 접지에 연결할 때도 발생합니다. 따라서 이 현상은 정상 단계에서 과전압을 유발합니다.

 

2) 동적 과전압

발전기는 전기 부하에 전력을 공급하고 부하 수요에 따라 출력 각도를 설정합니다. 부하의 상당 부분이 갑자기 차단되면시스템의 정상 주파수에서 과전압이 발생합니다. 과전압은는 전송선, 케이블 및 전기 네트워크에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 이유로 인해 발생되는 과전압은 동적 과전압입니다. 이러한 유형의 과전압은 동적 특성 때문에 몇 사이클 동안 유지됩니다.

 

3) 과도 과전압

과도 과전압은 유도성 및 용량성 부하를 켜고 끌 때 발생합니다. 또한 과도 과전압은 마이크로초 단위의 지속 시간으로 수십 킬로볼트에 도달할 수 있습니다. 과도 과전압은 에너지 함량이 높기 때문에 라인에 연결된 장비에 손상을 줄 수 있습니다. 과도 전압은 활상이 갑자기 접지에 닿는 경우에도 생성됩니다.

 

내부 과전압의 크기는 중성 전압에 대한 정상 위상의 4-5 배에 도달 할 수 있습니다. 고전압은 전기 장비의 절연에 매우 좋지 않기 때문에 장비의 조기 고장을 유발할 수 있습니다.

 

 

 

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2. 내부 과전압의 주요 원인

1) 무부하 라인의 스위칭 작업

전송 라인을 충전할 때 진행파는 전송 라인의 끝에 도달합니다. 진행파는 끝점에서 부호를 변경하지 않습니다. 따라서 전송선 끝의 전압은 시스템 전압의 두 배가 됩니다. 이렇게 반사된 진행파는 공급단으로 다시 이동하여 추가 반사를 일으킵니다.

 

2) 부하라인의 갑작스런 개방

부하를 운반하는 라인이 갑자기 열리면 e = i Zs에 의해 주어지는 값의 과도 전압이 설정되며, 여기서 i는 라인이 열리는 순간의 전류의 순간 값이고, Zs는 라인의 자연 임피던스 또는 서지 임피던스입니다.

 

라인의 과도 서지는 개방 및 서지 임피던스 순간의 라인 전류에 따라 다르며 전압에 의존하지 않습니다. 그러므로, 저전압 전송 시스템 및 고전압 전송 시스템은 동일한 크기의 과전압을 갖는다.

 

 

 

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3) 절연 

라인과 접지 사이의 절연은 다른 유형의 결함에 비해 매우 빈번합니다. 절연 파괴 시 전위는 갑자기 최대에서 0으로 떨어지므로 매우 가파른 전면의 음의 전압 파동이 양방향으로 서지를 생성합니다.

 

4) 아크 그라운드

아크 접지는 완전히 절연된 시스템에 연결된 송전선에서 접지 오류가 발생할 때 발생합니다. 그 이유는 가공선의 절연체에 구멍이 뚫렸거나, 나무와 우발적으로 접촉했거나, 지하 케이블 절연체의 약한 부분이 파손되어 플래시오버를 일으켰기 때문입니다. 플래시오버는 전기 네트워크에서 전압 서지를 생성합니다. 도체는 일시적인 고주파 진동의 기관을 통해 방전됩니다.

 

5) 공명

전기 네트워크의 공진은 용량성 리액턴스가 유도 리액턴스를 상쇄할 때 발생합니다. 즉, 용량성 리액턴스는 유도 리액턴스(XL = 엑스C ). 이 조건에서 회로는 순전히 저항성이며 역률은 단일성입니다.

 

전기 네트워크에서. 용량성 리액턴스는 일반적으로 너무 작아서 기본 주파수에서 공진이 발생할 수 없습니다. 그러나 어떤 이유로든 발생기 EMF 파가 왜곡되면 주파수가 더 높은 고조파가 증가합니다. 그리고 더 높은 주파수에서 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

 

 

 

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4. 외부 과전압

전기 네트워크에서 과전압에 대한 외부 이유가 있습니다. 정전기 방전, 낙뢰 및 기타 대기적 이유로 인한 과전압을 외부 과전압이라고 합니다. 외부 과전압은 절연 시스템에 응력을 유발하고 결국 절연 실패를 일으킵니다. 외부 과전압의 에너지 강도는 일반적으로 내부 과전압 에너지보다 큽니다. 따라서 전기 네트워크에 심각한 손상을 줄 수 있습니다.

 

낙뢰로 인한 외부 과전압의 에너지 강도는 낙뢰가 라인에 부딪히는 방식에 따라 다릅니다. 나뭇가지나 깃발을 통해 또는 유도를 통해 라인에 직접 칠 수 있습니다.

 

번개의 강도는 라인이 얼마나 직접적으로 부딪히는지, 즉 주 방전에 의해 직접, 가지 또는 스트리머에 의해 직접 또는 라인 근처를 통과하지만 닿지 않는 섬광으로 인한 유도에 따라 달라집니다.

 

전기 설비에는 전기적으로 노출되는 것과 전기적으로 노출되지 않는 것의 두 가지 유형이 있습니다. 전기적으로 노출된 장비는 실외에 설치되며 대기 발생의 전압 서지를 받습니다. 전기적으로 노출된 장비의 절연 수준은 전기적으로 노출되지 않은 장비보다 큽니다.