호각

Arcing horns
장력형 절연 스트링의 양쪽에 아크 경음기

아크 혼(때로는 아크 혼)은 플래시 오버 시 절연체 또는 고전압 송전 시스템의 스위치 하드웨어를 손상으로부터 보호하는 데 사용되는 돌출 도체입니다.대기의 전기, 낙뢰 또는 전기적 고장으로 인해 송전선로의 과전압은 절연체(플래시오버)에 걸쳐 아크를 발생시켜 손상시킬 수 있습니다.또는 전환 중에 발생하는 대기 상태 또는 과도 현상으로 인해 스위치 작동 중에 차단 경로에 아크가 형성될 수 있습니다.아크 경음기는 보호 대상 디바이스의 [1]표면을 우회하는 플래시 오버를 발생시키는 경로를 제공합니다.경음기는 일반적으로 절연체 양쪽에 쌍을 이루며 하나는 고전압 부품에, 다른 하나는 접지에 연결되거나 스위치 접점의 차단점에 연결됩니다.가선상의 절연 스트링이나 변압기 부싱 보호용 스트링에서 자주 볼 수 있습니다.

뿔은 단순한 원통형 막대기, 원형 가드링, 경사진 곡선 등 다양한 형태를 취할 수 있으며, 때로는 '스틸럽'으로 알려져 있다.

배경

특히 가공 송전선 등 외부에 설치된 고전압 기기는 일반적으로 낙뢰, 다른 기기의 결함 또는 회로 재전원 [2]중 전환 서지 등의 현상에 의해 발생할 수 있는 일시적인 과전압에 노출된다.이러한 과전압 이벤트는 예측할 수 없으며 일반적으로 완전히 방지할 수 없습니다.전송선이 버스바 또는 변압기 부싱에 접속되는 회선 종단에서는 이 [3]시점에서의 특성 임피던스의 변화로 인해 과전압의 위험이 가장 큽니다.

전기절연체는 도체부품을 물리적으로 분리하는 역할을 하며, 통상적인 동작조건에서는 기기 주위의 공기를 점유하는 높은 전계를 지속적으로 받는다.과전압 이벤트가 발생하면 전기장이 공기의 유전 강도를 초과하여 전도성 부품과 [1]절연체 표면 사이에 아크가 형성될 수 있습니다.이것은 플래시 오버라고 불립니다.절연체 표면이 오염되면 파괴 강도가 저하되고 플래쉬 오버 경향이 높아집니다.전기 전송 시스템에서 보호 릴레이는 아크의 형성을 감지하고 회로를 방전하고 아크를 끄기 위해 회로 차단기를 자동으로 개방할 것으로 기대됩니다.최악의 경우 이 과정은 몇 초 정도 걸릴 수 있으며, 이 동안 절연체 표면이 아크의 고에너지 플라스마와 밀접하게 접촉하게 됩니다.이는 절연체에 매우 손상되며 깨지기 쉬운 유리 또는 세라믹 디스크가 깨져 완전히 고장날 수 있습니다.

작동

배전 변압기의 부싱을 보호하는 호형 경음기

아크 경음기는 절연체 표면을 따라 공기 경로보다 낮은 파괴 전압으로 절연체 전체에 스파크 갭을 형성하므로, 과전압으로 인해 공기가 분해되고 아크 경음기 사이에 아크가 형성되어 절연체 [3]표면에서 멀어집니다.경음기 사이의 아크는 고장이 감지되고 원격 회로 차단기를 통해 아크를 안전하게 클리어할 수 있는 더 많은 시간을 제공하므로 장비가 더 견딜 수 있습니다.일부 설계의 지오메트리는 아크가 주변 공기를 가열할 때 상승하는 전류로 인해 절연체에서 멀어지도록 유도합니다.이렇게 하면 경로 길이가 증가하여 아크가 냉각되고 전계가 감소하며 아크가 더 이상 갭을 넘을 수 없을 때 아크가 스스로 꺼집니다.다른 설계에서는 고전류에 의해 생성되는 자기장을 이용하여 [4]아크를 절연체로부터 멀리 떨어뜨릴 수 있습니다.이러한 유형의 배치는 자기 블로아웃이라고 할 수 있습니다.

설계 기준 및 유지관리 체제는 아크 경적을 절연체보다 저렴하고 쉽게 교체할 수 있는 희생 장비로 취급할 수 있으며, 이로 인해 절연체가 있는 기기가 완전히 파괴될 수 있습니다.가선상의 절연체 스트링이 고장나면, 회선이 분할되어 안전성과 코스트가 큰 영향을 받을 가능성이 있습니다.

따라서 아크 뿔은 시스템 보호와 절연 조정이라고 하는 보호 장치 특성을 연관짓는 과정에서 역할을 합니다.경음기는 다른 특성 중에서도 전도성 전류 손실, 플래시 오버 시 저임피던스 및 [5]아크의 고온에 대한 물리적 복원력을 최소화하기 위해 정상 작동 조건 중 거의 무한 임피던스를 제공해야 한다.

작동 전압이 증가함에 따라 그러한 설계 원칙을 더욱 고려해야 한다.중간전압에서는 2개의 경음기 중 하나를 생략해도 된다. 경음기 간극은 경음기에 의해 [6]가교될 수 있을 정도로 작을 수 있기 때문이다.또는 절연체 반대쪽에 2개의 섹션으로 이루어진 이중 갭을 [3]장착할 수 있다.아크의 위험이 훨씬 낮은 저전압 분배 시스템은 아크의 경적을 전혀 사용하지 않을 수 있습니다.

아크 경음기의 존재는 작지만 상당한 정전용량으로 인해 절연체 전체의 정상적인 전계 분포를 방해할 수밖에 없습니다.더 중요한 것은 아아크 경음기에 걸쳐 플래쉬오버가 발생하면 회로 차단기 작동으로 고장이 해소될 때까지 회로 정지가 발생한다는 것입니다.이러한 이유로 바리스터로 알려진 비선형 저항기는 중요한 위치에서 아크 [3]혼을 대체할 수 있습니다.

스위치 보호

스위치 암을 아크 손상으로부터 보호하기 위해 공기 절연 스위치 기어 및 변압기에 아크 경음기를 설치하는 경우가 있습니다.고전압 스위치가 회로를 차단하면 전류가 차단되기 전에 스위치 접점 사이에 아크가 형성될 수 있습니다.경음기는 스위치 자체의 [7][8]접촉면이 아니라 아크를 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

코로나 및 그레이딩 링

아아크 경음기는 커넥터를 둘러싼 링 모양의 어셈블리인 코로나 링(또는 이와 유사한 그레이딩 링) 또는 고전위 기기의 기타 불규칙한 하드웨어 부품과 혼동하지 마십시오.코로나 링과 등급 링은 국소 축적 및 파괴 방전의 대상이 될 수 있는 구성 요소로부터 축적된 전위를 균등화하고 재배포하기 위한 것이지만, 때로는 두 장치 중 하나가 아크 경음기 어셈블리에 근접하여 설치될 수도 있다.

레퍼런스

  1. ^ a b Short, Tom A. Electric Power Distribution Handbook. CRC Press. p. 348. ISBN 978-0-8493-1791-0.
  2. ^ Guile, A. E.; Paterson, W. (1977). Electrical Power Systems. Pergamon. pp. 131–132. ISBN 0-08-021729-X.
  3. ^ a b c d Electricity Training Association. Power System Protection. Vol. 2. IET. pp. 296–297. ISBN 978-0-85296-836-9.
  4. ^ Looms, J.S.T. (1988). Insulators for High Voltages. IET. p. 107. ISBN 978-0-86341-116-8.
  5. ^ Glover, J.D.; Sarma, M. (1987). Power System Analysis and Design. PWS-KENT. p. 416. ISBN 0-534-07860-5.
  6. ^ McCombe, John; Haigh, F.R. (1966). Overhead Line Practice (3rd ed.). Macdonald. p. 182.
  7. ^ Hordeski, Michael F.; Pansini, Anthony J. (2007). Electrical Distribution Engineering. Fairmont Press. p. 365. ISBN 978-0-88173-546-8.
  8. ^ Pansini, Anthony J. (1998). Electrical Transformers and Power Equipment. Fairmont Press. p. 185. ISBN 978-0-88173-311-2.