Abstract
This paper describes the degradation properties of ZnO surge arresters impressed by lightning impulse currents. To investigate the deterioration behaviors of ZnO surge arresters due to lightning surges, the 8/20[${\mu}s$], 2.5[kA] standard lightning impulse currents were injected to the ZnO surge arrester under test. The power frequency AC and DC leakage currents flowing through the ZnO surge arresters with and without the injection of lightning impulse currents were measured. As a result, the leakage currents are increased and the asymmetry of the AC leakage current is pronounced as the number of injection of the impulse current increases. The ZnO grain of the surge arrester without the injection of lightning surges are uniform but the ZnO grain of the ZnO surge arrester with the injection of lightning impulse currents are deformed. Also, it was found that the decrease of the $Bi_2O_3$ due to the lightning impulse current leads to the lack of grain boundary layer and the current concentrated by the lack of grain boundary layer play an important role to degrade nonlinear property of ZnO surge arrester blocks.
이 논문은 피임펄스전류의 입사에 따른 ZnO 피뢰기의 열화 특성에 대하여 기술하였다. 뇌서지에 의한 ZnO 피뢰기의 열화특성을 분석하기 위해 시료 ZnO 피뢰기에 8/20[${\mu}s$], 2.5[kA]의 표준뇌임펄스전류를 인가하였다. 뇌임펄스전류를 인가한 것과 인가하지 않은 ZnO 피뢰기에 흐르는 상용주파수 AC 및 DC 누설전류를 측정하였다. 그 결과 임펄스전류의 인가횟수가 증가함에 따라 누설전류는 증가하였고 AC전압에서 누설전류의 비 대칭성은 뚜렷하게 나타났다. 뇌임펄스전류를 인가하지 않은 ZnO 피뢰기의 ZnO 입자는 균일한데 반해 뇌임펄스전류를 인가한 ZnO 피뢰기의 ZnO 입자는 불균일하게 변형되었다. 또한 뇌임펄스전류 인가에 따른 $Bi_2O_3$의 감소가 입계층의 결핍을 발생시키며 입계층의 결핍에 의한 전류의 집중이 ZnO 피뢰기 소자의 비선형 특성의 열화에 대한 중요한 요인으로 작용한 것으로 밝혀졌다.