Discharge Luminous Phenomena Caused Between ZnO Surge Arrester Block and Electrodes

This paper deals with the characteristics and reduction methods of the plasma luminosity caused between the ZnO surge arrester block and metal electrodes. In this study, the impulse current generator that can generate $8/20[{\mu}s]$ impulse currents with a peak short-circuit of 10[kA] is designed and fabricated. Plasma luminosity phenomena for fine and used ZnO blocks were observed as a function of the contact states between the ZnO block and electrodes and the polarity of applied impulse voltages. As a result, discharge luminous events are produced near the contact edges between the ZnO block and metal electrodes. The discharge plasma luminosity between the ZnO surge arrester block and low potential electrode is more intensive than that between the ZnO surge arrester block and high potential electrode. Surface flashover of ZnO blocks are mainly caused by plasma generation near the edge of metal electrode. Also, plasma luminosity for the fine ZnO blocks is less than that for the used ZnO blocks. Plasma luminosity at the contact of the ZnO block and ring-type electrode is more intensive than that at the contact of ZnO block and disk electrode. It is desirable to use the disk electrode with the proper contact area to reduce the plasma luminosity caused at the contact point between the ZnO block and electrodes.

산화아연 피뢰기 소자와 전극사이에 발생하는 방전광 현상

본 논문에서는 산화아연(이하 ZnO) 피뢰기 열화진행의 한 요인으로 예측되는 전극과 ZnO소자 사이에서 발생하는 방전광 현상에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 $8/20[{\mu}s]$, 최대 10[kA]의 뇌임펄스전류를 발생시키는 뇌임펄스전류 발생장치를 설계${\cdot} $제작하였다. 실험결과, 상${\cdot}$하부의 전극 부근에서 발생하는 방전광의 형상은 인가되는 뇌임펄스의 극성에 따라 다르게 나타났으며 상대적으로 (-)극의 전극부근에서 방전광이 더 강하고 활발하게 발생하는 것으로 관찰되었다. 또한 전극의 면적에 따른 방전광의 세기는 전극의 면적이 증가할수록 감소하는 것으로 관측되었다. 동시에 전극과 소자의 접촉상태도 방전광의 발생과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 확인되었다. 따라서 배전급 ZnO피뢰기의 기존 전극구조는 보완이 필요하며 ZnO피뢰기 제품의 성능향상 및 지속적인 성능유지를 위해서는 환형구조 대신 내부면적이 있는 원판구조로 교체하는 것이 바람직하다고 판단된다.