접지전극 주변에서 전위간섭의 영향 분석 :An Analysis of Influences of Potential Interferences in the Vicinity of Grounding Electrodes

조용승

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자료유형: 학위논문

저자정보: 조용승 (인하대학교, 인하대학교 대학원)

지도교수: 이복희

발행연도: 2013

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2013

접지전극 주변에서 전위간섭의 영향 분석

조용승 일반 2013.01 학위논문

2011

임펄스전류에 의한 수직 접지전극 주변에서 전위간섭 영향 분석

조용승 , 이복희 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 2011.11 학술대회자료

수직 접지전극 주변에서 전위간섭 영향분석

조용승 , 양순만 , 유양우 외 1명 대한전기학회 학술대회 논문집 2011.07 학술대회자료

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이상적인 독립접지는 인접한 접지전극에 접지전류가 아무리 흘러도 다른 쪽 접지전극에 전혀 전위상승을 일으키지 않는 장점이 있으나 접지전극을 무한대의 거리만큼 떨어지도록 하지 않으면 완전한 독립이라 할 수 없다. 실제의 경우 이격거리 제한과 큰 고장전류가 유입될 때 전위차가 발생하여 전자장비나 제어설비에 손상을 주거나 오동작을 유발한다. 최근 전자화, 고도정보화에 따라 각종 전력전자기기들의 사용이 증가하면서 고주파수의 누설전류 및 고장전류가 크게 증가하였다. 또한 기후의 변화로 인하여 고주파수 성분을 포함하는 뇌 서지전류가 접지전극에 흘러들어갈 수 있는 확률이 매우 크게 증가하고 있다. 전위간섭의 영향을 주로 상용주파수에서 많은 연구가 진행되어 왔으나 고주파를 포함하는 고장전류가 접지전극에 유입되었을 때의 전위간섭에 관한 연구가 충분하지 못한 실정이다. 전위간섭영향의 저감과 신뢰성 확보를 위해서는 고주파수를 포함하는 고장전류 또는 뇌 서지전류가 접지전극에 유입되었을 때 나타나는 전위간섭의 변동특성을 분석할 필요가 있다.
본 연구에서는 고주파수의 고장전류가 접지전극에 유입한 경우 인접한 접지전극의 전위간섭의 영향을 심층적으로 분석할 목적으로 접지봉, 매설지선, 접지그리드 상호간의 전위간섭계수를 주파수 100 Hz ~ 1 MHz의 범위에서 측정·분석하였다.
그 결과 전위간섭과 대지전위상승은 접지전극의 형상과 배치에 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 접지전극 상호간의 전위간섭 영향은 인가전류의 주파수에 따라 변화하였고, 접지임피던스의 주파수의존성과 관련된 것으로 나타났다. 접지전극의 접지임피던스가 낮을 때 인접한 피유도 접지전극의 전위상승이 감소하였다. 접지전극의 접지임피던스를 낮추는 것이 전위간섭의 영향을 저감하는데 효과적인 것으로 판단된다.

The ideal isolated grounding system does not cause the potential rises in the vicinity of the grounding systems. However, the isolated grounding system cannot be perfect without getting the unlimited distance. In actual systems, it is hard to setup the grounding system to maintain in the unlimited distance. For this reason, the potential interference is caused between grounding systems when the ground current is injected into the adjacent grounding system. Recently, it has been increased to use a plenty of electrical and electronic devices, so the chances to flow the high frequency fault and leakage currents were increased. In addition, the lighting surge currents including high frequency were increased with changing the climate. The ground potential interferences have been widely studied with power frequency fault currents, but it has not been enough to study the potential interferences when injecting the high frequency currents. Therefore, the in-depth influences of study is required to decrease the potential interferences relative to high frequency currents.
This paper presents experimental data associated with the influence of frequency-dependent potential interferences between grounding electrodes. The coefficients of potential interference between grounding electrodes such as ground rod, grounding grid, and counterpoise were measured and analyzed in the frequency range from 100 Hz to 1 MHz.
As a result, the ground potential rises and potential interference factors are closely related to arrangements and shapes of grounding electrodes. Moreover, the potential interference between grounding electrodes varies with the frequency of injected currents and is associated with the frequency-dependent ground impedance. The potential rise of the inducted grounding electrode is decreased as the grounding impedance of the inducing grounding electrode is low. It was concluded that the lowering of grounding impedance of the inducing grounding electrode is effective to reduce the influences of ground potential interferences.

#전위간섭 #접지임피던스

요 약 ⅰ
ABSTRACT ⅱ
목 차 ⅳ
그 림 목 차 ⅵ
표 목 차 ⅷ
제 1 장 서 론 1
1.1 연구의 배경 및 필요성 1
1.2 연구의 목적 및 내용 2
제 2 장 이 론 3
2.1 접지의 구성방식 3
2.1.1 독립접지 5
2.1.2 공통접지 6
2.2 접지설계의 기본요소 8
2.2.1 대지표면의 전위상승과 전위경도 8
2.2.2 수식을 통한 전위간섭계수의 산출 12
제 3 장 실험계의 구성 및 방법 14
3.1 실험계의 구성 및 방법 14
3.2 실험장비 15
제 4 장 결과 및 고찰 19
4.1 수직 접지전극 주변에서 도전유도에 의한 전위간섭 19
4.1.1 접지전류의 주파수에 따른 전위간섭의 영향 분석 20
4.1.2 임펄스전류의 파두시간에 따른 전위간섭의 영향 분석 28
4.2 수직 접지전극과 접지그리드 상호간의 전위간섭 35
4.2.1 수직 접지전극에 의한 접지그리드의 전위간섭 영향 분석 37
4.2.2 접지그리드에 의한 수직 접지전극의 전위간섭 영향 분석 42
4.3 접지그리드와 매설지선 상호간의 전위간섭 47
4.3.1 접지그리드에 의한 매설지선의 전위간섭 영향 분석 49
4.3.2 매설지선에 의한 접지그리드의 전위간섭 영향 분석 53
제 5장 결 론 56
참 고 문 헌 58

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