이 원고는 일본 《電氣現場技術》誌에서 번역 전재한 것입니다.신형 배전용 피뢰기의 개요 및 특징과 현장적용 포인트현재 배전용 피뢰기(이하, 피뢰기라 함)는 전력 각 사의 배전선로에 대략 1,000만대 설치되어 있다. 배전선로는 절연강도가 60㎸로 낮지만, 피뢰기는 그 뛰어난 특성으로 우뢰로 인한 배전기재의 절연파괴로부터 보호하고 있다. 단선 보호 장치 등 기기 개별 보호를 목적으로 한 피뢰장치의 도입이 진행되는 현재도 배전선로를 면적으로 보호하는 피뢰기의 역할은 크다.피뢰기는 탄화규소 소자(이하, SiC소자)를 사용한 변저항형 피뢰기와 오토와전기공업(이하, 당사)의 독자적인 섬유지와 금속박(金屬箔)으로 만든 특성요소를 사용한 종이 피뢰기(상품명 : P밸브피뢰기)가 사용됐는데 1970년대 후반 이후 비직선 저항성과 뇌서지 흡수 에너지성능(이하, 방전내량)이 우수한 산화아연소자(이하, ZnO소자)를 사용한 직렬 갭이 접속된 산화아연형 피뢰기로 교체해 왔다.ZnO소자는 실용화된 초기를 제1세대로 하고, 그 후 제2, 제3세대에 걸쳐 특성이 개선되면서 현재에 이르고 있다. 이와 같은 배경 속에 당사는 제3세대의 소자(이하, 신소자) 개발에 성공하고 이를 이용한 신형피뢰기를 실용화했다.본고에서는 신형피뢰기의 개요·특징을 설명하면서 동시에 현장적용의 포인트에 관해 소개한다.신형피뢰기 개발 목표신형피뢰기 개발 목표는,① 방전내량 향상② 제한전압 저감③ 소형경량④ 조수(鳥獸)피해방지 구조로 했다. ① 및 ②는 신소자 개발, ③ 및 ④는 피뢰기 본체의 신규설계로 목표를 달성했다.1. 신소자 개발a. 피뢰기소자의 변천피뢰기소자는 SiC소자, 그리고 섬유지와 금속박의 특성요소를 거쳐 ZnO소자가 개발되고, 1970년대 후반부터 피뢰기에 적용, 실용화됐다.ZnO소자는 개발 당초의 제1세대, 과전수명특성을 개선하면서 동시에 대전류 평탄성, 방전내량을 향상시킨 고성능소자라 불리는 제2세대, 그리고 소자의 단위 두께 당 동작개시 전압이 지금까지의 200V/㎜를 초과하는 고저항소자 혹은 고내압소자라 불리는 제3세대 시대에 이르고 있다.ZnO소자의 최대 특징은 <그림1>에 보이는 전압-전류특성(V-I특성)과 같이 우수한 비직선 저항특성을 갖고 있다는 점이다. V-I특성에서 알 수 있듯이 피뢰기가 동작할 때는 수㎃의 속류밖에 흐르지 않고, 수십A 흐르고 있던 SiC소자와 비교하면 실질적으로 무속류라 할 수 있다.이로 인해 SiC소자의 피뢰기에서는 직렬 갭 자체에도 속류를 차단하는 방법이 강구됐던 것이 ZnO소자의 피뢰기에서는 원통의 세라믹 양 끝에 전극만 설치한 간단하고 쉬운 갭으로 할 수 있었다.

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