전기산업기사 이상전압의 방호 — 피뢰기·아킹혼·초호환·개폐저항

송전선로의 이상전압 가운데 가장 큰 것이 뇌격(낙뢰)에 의한 것이다. 방호 설비의 역할 분담을 묻는 문항이 대부분이다. 피뢰기는 뇌서지·개폐서지 등 이상전압이 내습했을 때 방전으로 전류를 대지로 흘려 이상전압을 일정 수준(제한전압) 이하로 경감하고, 이상전압이 사라지면 속류를 즉시 차단해 계통을 원래 상태로 되돌리는 보호기기다. 초고압용 차단기의 개폐저항은 선로 개폐 때 생기는 개폐서지(이상전압)를 억제하려고 접점에 병렬로 넣는 것 — 과도전류를 흡수·감쇠해 이상전압 배율을 낮춘다.

애자를 지키는 장치가 둘 있다. 아킹혼(소호각)은 애자련 양 끝에 두는 금속 뿔로, 섬락이 일어날 때 아크가 애자 표면을 타지 않고 아킹혼 사이에서 타도록 유도해 애자를 아크열로부터 보호한다. 초호환(아킹링)은 애자련의 선로측 최상단에 두는 고리 모양 장치로 같은 원리로 애자련을 열적 파손에서 지킨다 — 둘 다 「애자(련)의 보호」가 목적이고, 이상전압 발생 방지·코로나손 방지·클램프 보호가 아니다.

이상전압 방지대책으로 인정되는 것은 매설지선 등에 의한 철탑 접지저항 저감, 가공지선의 뇌차폐, 피뢰기 설치 등이다. 복도체(다도체) 방식은 코로나 방전 억제와 송전용량 증대가 목적이라 이상전압 방지대책이 아니다. 접지방식과도 이어진다 — 직접접지방식은 중성점을 저임피던스로 접지해 이상전압 발생 우려가 거의 없고 절연수준을 낮춰(변압기 단절연 가능) 경제적이며, 지락전류가 커 보호계전기가 신속히 동작한다. 다만 지락전류의 충격이 커 계통의 과도안정도는 오히려 나빠진다 — 「과도안정도가 좋다」는 보기는 틀린 설명으로 나온다.

전력용 콘덴서에 직렬로 용량의 5~6% 유도 리액턴스(직렬리액터)를 넣는 것도 계통 보호 대책이다 — 제5고조파에 대해 회로를 유도성으로 만들어 공진을 피하고, 콘덴서에 유입되는 고조파 전류의 흡수·증폭을 억제한다.