현대 산업에서 정밀기기와 정보기기의 사용이 증가되면서 전력품질의 중요성이 강조되고 있다. 또한 건축물 뇌 보호 관련 규정이 KS C IEC 62305로 개정피면서 선택사항에 불과했던 내부 뇌 보호 시스템 서지보호기(SPD)의 설치가 의무화 되었다. 그런대 사용자들이 실제 이용하고 있는 서지보호기를 현장에 적용하였을 때 많은 문제점이 드러났다. 첫째, 서지보호기를 설치 후 제대로 작동 하는지 동작 상태를 파악할 수 없고 단지 낙뢰가 몇 번 유입되었는지의 카운터 기능의 시각적 판단만 가능하다. 또한 시간이 지나면서 서지보호기의 특성 변화 파악이 불가능하다. 설치 후 제 성능은 얼마나 발휘하는 가를 알 수 없고 LAMP에 의해 SPD의 소손 여부만을 판단할 수 있어 SPD의 교체시기를 알 수 없다. 이런 문제점을 해결하기 위해서는 서지보호기에 유입되는 서지크기, 유입경로 및 횟수를 통한 서지의호소자의 성능에 대한 대책 마련을 가능케 하여 바람직한 서지보호 및 적용이 가능토록 하고자 한다.
피뢰기란 뇌서지 및 개폐서지로 인한 과도적 이상전압으로부터 전력설비의 기기를 보호하는 장치이다. 종래에는 주로 전력시설물을 그 보호대상으로 하고 있었으나 최근에는 건축물의 내부에 사용하는 정보통신기기를 보호하는 기술도 발달하고 있다. 본론에서는 고압기기를 보호대상으로 하는 피뢰기에 대하여 살펴보겠다.
피뢰기란 뇌서지 및 개폐서지로 인한 과도적 이상전압으로부터 전력설비의 기기를 보호하는 장치이다. 종래에는 주로 전력시설물을 그 보호대상으로 하고 있었으나 최근에는 건축물의 내부에 사용하는 정보통신기기를 보호하는 기술도 발달하고 있다. 본론에서는 고압기기를 보호대상으로 하는 피뢰기에 대하여 살펴보겠다.
목적 : 신생 백서의 저산소 허혈 뇌손상에 있어서의 erythropietin (Epo) 투여의 손상 예방 효과와 보호 기전에 철 대사가 관여하는지를 조사하고자 하였다. 방 법 : 신생 백서를 암수 구별 없이 생후 7일째에 편측 온목동맥 결찰 후 산소 농도 8%인 환경에 2시간 노출시켜 저산소 허혈을 유도하였으며 저산소 노출 직후 Epo 5,000 u/kg를 복강내 투여하였다. 이들은 저산소 허혈 유도 전 투여한 생리식염수, 철, deferoxamine 등에 따라 Epo군, Iron+Epo군, Def+Epo군, Iron+ Def+Epo군, 대조군으로 나누어 저산소 허혈 유도 후 7일에 뇌손상 정도를 비교하였다. 결 과 : Epo 투여시 뇌손상의 빈도와 정도는 대조군에 비해 감소하였다. 뇌손상의 빈도와 손상 점수로 뇌손상 정도를 비교한 결과 철 투여는 Epo의 뇌손상 예방 효과를 감소시키지 않았다. Deferoxamine 투여는 Epo 단독 투여군에 비해 뇌손상의 빈도와 정도가 경감하였으나 통계적 유의성은 없었다. 결 론 : Epo는 저산소 허혈 뇌손상에 있어 뇌손상 보호 효과를 보인다. 철 투여는 뇌손상을 악화시키지 않았으나 deferoxamine 동시 투여는 Epo 단독 투여에 비해 뇌손상의 빈도와 손상 점수가 감소하여 뇌손상 보호 효과에 철 대사가 관여할 가능성을 제시하였다.
현대의 뇌보호시스템은 낙뢰로 인한 감전이나 건축물, 전기·전자기기의 파손과 같은 위험성을 제거하는 것이 요구되지만 종래의 뇌보호설비는 단지 인명의 피해나 건축물을 보호하는 것이 주된 역할이었다. 오늘날 컴퓨터, 정보통신설비 등을 효과적으로 보호할 수 있는 뇌보호설비가 필수적 요건으로 대두되었다. 본 논문에서는 뇌과전압으로부터 컴퓨터와 전자장비를 보호할 수 있는 기술을 개발할 목적으로 인하도선의 종류와 설치기법에 따라서 인하도선에 유도되는 전위상승 억제에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과 인하도선의 전위상승에 의한 측면방전과 위험성을 줄이기 위해서는 인하도선으로 낮은 특성임피던스를 가지는 동축케이블이 적당하며, 인하도선과 금속관을 상단과 하단에서 본딩하는 방법이 효과가 높게 나타났다.
고전압, 대전류를 갖는 뇌서지는 전원회로에 유입되었을 때 소자 파손 및 회로 오동작 등의 문제를 일으킨다. 이에 대한 보호대책으로 SPD(Surge Protection Device)소자와 스파크-갭(Spark-gap)을 주로 사용한다. 이 때, 기존의 스파크-갭은 뇌서지 유입 시 방전현상 이후에 발생된 스파크-갭의 패턴 마모로 패턴의 복구가 불가능하고, 불규칙하고 변칙적인 방전으로 인하여 발생되는 서지주요 예측경로의 소자 및 패턴 파괴와 같이 2차적인 문제를 발생시킨다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 초기 유입 시부터 스파크-갭의 방전을 통해 에너지를 우회시킴으로서 전원회로의 뇌서지 부담을 줄여 전원회로의 안전성 및 안정적인 정상동작을 확보하는 대책을 제안하고, 스파크-갭의 구조에 따른 효과를 실험을 통해 검증한다.
고도 정보화 사회의 발달과 함께 정보통신 설비는 빠른 전송속도를 필요로 하며, 지능형 산업설비와 행정, 금융, 교통시스템과 같은 사회시스템은 집적회로와 초소형 반도체로 구성되므로 원격감시, 조작에 의해 점차적으로 자동화 되어가고 있다. 이와 같은 현대의 초소형 전자회로는 뇌 서지에 의해 흔히 손상을 입을 수 있으며, 뇌 과전압으로부터 전자회로의 보호에 관심이 집중되고 있다. 본 논문은 일반주택에서 뇌 서지로부터 초소형 컴퓨터와 같은 전자기기의 효과적인 보호방법을 제안하기 위하여 전원계통의 접지방식에 따른 서지보호기의 보호효과를 실험적으로 분석하였다. 또한 서지보호기의 효과적인 설치방법을 조사하고 제안하였다. 기존의 설비에 추가적으로 서지보호기를 설치하는 것은 서지보호기까지의 긴 접속선으로 인한 인덕턴스 때문에 높은 잔류전압이 나타난다. 서지보호기의 설치에 있어 두 접속선을 꼬는 방법이 급격하게 상승하는 과도과전압에 매우 효과적이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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