본 논문에서는 전위강하법을 이용한 전류보조전극의 거리 및 주파수에 따른 조합형 봉형 접지전극의 접지임피던스 특성을 다루고, 측정오차를 최소화하기 위한 방법을 제안하였다. 전위강하법은 전압과 전류 측정원리에 기반을 두고 측정오차는 보조전극의 위치에 의해 발생한다. 전류보조전극의 거리와 주파수에 기인한 접지임피던스 영향을 분석하기 위해 전류보조전극의 거리를 5~20[m]로 변화시키며 측정이 이루어졌고, 55~513[Hz]로 측정주파수를 변화시키며 특성을 분석하였다. 연구결과는 접지시스템에서 접지임피던스를 측정할 경우에 전류보조전극의 위치와 측정주파수를 결정하는데 활용될 수 있다.
접지시스템 구축의 근본 목적은 인체의 안전(Safety)과 설비의 안정(Stability)을 목적으로 하며, 보호목적에 따라 전력설비용 접지와 약전용 접지로 크게 나눌 수 있다. 전력설비용접지(Frame Earth)는 감전이나 설비의 피해를 방지하기 위한 것으로서 주로 보안용접지에 속하며 평상시에는 접지선에 전류가 흐르지 않는 것이 일반적이다. 이에 반하여 약전용접지(Signal Earth)는 전자통신 회로의 안정된 동작을 확보하기 위한 것으로 평상시에도 전류가 흐르는 것이 일반적이다. 이와 같이 접지시스템은 인축의 안전과 설비의 안정적 가동확보를 위해 대단히 중요한 설비이며, 특히 전력설비용 접지의 목적은 대지면의 국부적 전위상승에 따른 인체의 감전사고방지와 1선지락사고시 전위상승억제 및 보호계전기의 확실한 동작을 도모하기 위하여 실시한다. 본 연구에서는 2011. 10월 준공예정인 시화조력발전소의 전력설비용 접지시스템을 대상으로 IEEE에서 제시하는 목표접지저항값 유지여부를 평가하였다.
변전소와 같은 대규모의 전력설비 뿐만 아니라 통실설비에서도 낙뢰의 침입시와 스위치의 동작시 과전압이 발생 될 수 있는 안전상의 문제와 설비의 보호라는 측면에서 접지계통의 중요성은 아무리 강조하여도 부족하다. 그러나 운전중에는 설비의 누설전류와 불평형전류에 의해 형성된 대지전위의 영향으로 운전중인 전력설비를 대상으로 기존의 접지저항측정방식으로 접지저항 측정이 불가능하다. 본 논문에서는 기존의 접지저항 측정방식과 측정법이 동일하면서도 설비가 운전중인 경우에도 접지저항의 측정이 가능한 방법과 측정 장치를 소개한다. 본 방법은 운전중인 전력설비에서 이미 형성된 대지전위성분을 분석하고 이와 간섭을 일으키지 않는 독립적인 주파수를 선정하는 방식을 채택하고 있다. 또한 이러한 방식의 실증을 위하여 대규모 접지망인 변전소를 대상으로 하여 건설 후 운전전과 운전후의 접지저항 측정을 시도하고 이를 비교하였다. 실증시험결과 대규모접지망의 경우에도 설비가 운휴중인 경우의 접지저항간과 운용중인 경우의 접지저항값이 일치함을 실증하였다. 결과적으로 본 논문에서 제안한 방법과 장치의 경우 운전중인 대규모 접지망의 접지저항 측정이 가능하다는 것을 입증하였다.
발전단지내 발전소와 변전소 접지망이 서로 연결되지 않고 독립적으로 구성된 경우 설비보호를 위한 보호회로가 큰 대지전위 차로 인해 손상되거나 보호설비가 오동작할 우려가 있다. 본 논문에서는 독립된 접지망간 연결된 보호회로에 대지전위 차로 인해 발생할 수 있는 문제를 분석하였으며 고장전류가 유입된 접지망 전위가 상승하면 CT(Current Transformer)회로가 이중접지 된 곳에서는 보호회로가 오동작할 수 있는 조건이 형성되고, 이중접지가 안되었다 할지라도 대지전위 상승이 회로를 통해 전달되어 회로와 외함간 절연파괴가 일어날 수 있으므로 보호회로 케이블이 발전소와 변전소간 연결된 곳에서는 반드시 접지망을 연결하여야 한다는 것을 확인할 수 있었다.
전력계통의 연계 및 대단위발전단지의 증가로 지락고장용량이 단락용량을 초과하는 개소가 발생함에 따라 이에 대한 대책수립이 필요한 실정이다. 우리계통은 유효접지권을 유지하기 위해 345kV급 변압기는 주로 직접접지를 시행하고 154kV급 변압기는 일부 비접지 및 직접접지를 시행하고 있으나 지락고장전류 감소를 위하여 대단위 발전단지의 승압변압기를 비접지로 운전할 경우 중성선 전위상승으로 절연협조에 문제가 발생할 우려가 있다. 이에 따라 본 논문에서는 2003년 계통에서의 삼천포화력 차단기 차단용량 대비 지락고장용량 초과 해소 대책으로 관련기기의 BIL범위 내에서의 주변압기 비접지 운전 가능 대수와 비접지 운전시 차단기 결상으로 인한 변압기의 중성선 전위상승 방지 대책으로 중성선에 직렬로 NGR 설치시 전위저감 효과 및 지락고장전류 감소효과 둥의 결과를 검토함으로서 향후 대책을 제시하였다.
안전한 접지설계는 사고 시에 대지로 고장전류를 흘려보내는 수단과 인체가 사고기기에 접촉 시에 위험에 노출되지 않도록 하는데 있다. 변압기 중성점 접지는 1선 지락사고 시 중성점전위가 허용치 이하가 되도록 접지되어야 한다. 변압기 외함 접지는 절연사고로 외함에 전류가 흐를 때 인체 허용전압과 전류 이내로 저감시키는 목적으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 사고 시 중성점 전위와 접촉전압을 계산하여 배전 변압기의 접지저항 영향을 심도있게 분석하였다.
스위칭 모드 전원 공급 장치와 같은 비선형 부하의 증가로, 3상 4선식 배전계통을 채용하는 중성선에 많은 고조파 전류가 흐른다. 중성선은 접지 시스템과 연결되어 있기 때문에 접지 임피던스는 중성선 고조파 전류에 영향을 끼친다고 알려져 있다. 현장에서 실측한 고조파 전류와 전압으로 고조파 해석용 3상 등가 회로를 구성하였다. 실측한 값과 MATLAB으로 시뮬레이션 한 값을 수치와 파형으로 비교 검토하였다. 또한 본 논문에서는 중성선 고조파 전류와 접지 임피던스와의 관계를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
본 논문에서는 대지저항률과 매설지선의 길이 그리고 접지전류의 인가점에 따른 매설지선 접지임피던스의 주파수 의존성에 대하여 살펴보았다. 단일 구조와 2층 구조의 대지에 설치된 매설지선의 접지임피던스를 1[kHz]에서 10[MHz]의 주파수 범위에서 측정하고 분석하였다. 그 결과, 접지임피던스의 주파수 의존성은 대지저항률에 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 그리고 높은 대지저항률의 대지에 설치된 매설지선의 접지임피던스는 수십 [kHz] 이하의 주파수에서 용량성 특성을 나타내었다. 높은 대지저항률을 갖는 대지에 설치된 매설지선의 끝단에 접지전류를 인가한 경우 접지임피던스는 높은 주파수 영역에서 증가하였다.
전력설비에 대한 접지시스템의 근본 목적은 인체에 대한 안정성의 확립과 설비의 기능 향상을 위하여 사고 발생 시 고장 전류를 대지로 안전하고 신속하게 방전시키는데 그 목적이 있다. 풍력발전기 접지설계 시 고려해야 할 중요한 설계 요소는 토양조건, 대지저항률의 측정과 분석, 고장전류, 안전전압 결정 등이 있으며, 이러한 설계 파라미터 가운데 대지저항률은 접지설계 방법 및 물량에 미치는 영향이 결코 작지 않으므로 이에 대한 정확한 측정과 분석을 통하여 효율적인 접지 설계를 시행할 수 있어야 한다.
우리 나라의 전력 계통은 대도시 중심부 등 사람의 왕래가 빈번한 곳이나 신도시 지역 등에 22.9kV-y 배전 방식으로 CNCV 지중 케이블로 전력을 공급하고 있으며, 선로 운영상 케이블의 동심중성선을 일정 구간 마다 3선 일활 공동 접지하는 다중 접지방식을 채택하고 있다. 이는 지락 사고시에는 동심 중성선의 대지 전위 상승을 일정 값 이하로 제한함과 동시에 보호계전기의 동작을 원활히 하기 위함이다. 그러나 지중 배전 선로에서 각 상(A,B,C상)의 부하가 불평형이 될 때는 물론 평형일 경우에도 동심 중성선에는 부하 전류에 비례하는 동심 중성선 순환 전류가 발생되고 있기 때문에 불필요한 손실 전력이 발생하며, 이러한 손실 전력으로 케이블의 내부 온도가 상승되어 케이블의 송진용량이 감소하게 된다. 따라서 2006년 7월12일${\sim}$14일 대한전기학회 하계학술대회에 이에 대한 문제점과 대책으로 비일괄공동접지에 관한 연구 논문을 발표 한 바 있으며, 본 인구는 일곽공동접지방식의 기능을 저해하지 않으면서 비일관공동접지기술을 안전하게 시행하는 방법과 예상되는 문제점 및 시행효과 검증에 관한 연구이다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.