이 원고는 일본 《電氣評論》誌에서 번역 전재한 것입니다.66-154kV 계통용 혼형 송전용 피뢰장치송전선의 신뢰도 향상에 기여하는 피뢰기 개발고도 정보화 사회의 발달과 더불어 컴퓨터 등의 하이테크 기기에 의존하는 비율이 증가하고 있다. 컴퓨터는 수십 밀리에서 수백 밀리 초라는 순시정전이 발생하면 재기동돼 그 시점에서 보존되지 않는 데이터는 소멸되기 때문에 반도체나 자동차 등의 생산, 즉 컴퓨터 의존도가 높은 수요가에게 있어 순시정전대책은 중요하다. 컴퓨터의 고성능화에 수반해 십수 밀리 초 레벨의 순시정전마저도 허용되지 않고 있는 오늘날, 특히 순시정전대책의 중요성이 높아지고 있다.순시정전이 되는 대개의 원인은 가공송전선의 낙뢰로 인한 것이다. 일본의 전력회사 각 사는 수요가에 대한 전력의 품질향상을 목적으로 이제까지 순시정전방지 대책에 힘을 쏟아 왔다. 가공송전선의 우뢰사고 저감 대책으로는 탑 다리 접지저항의 저감, 가공지선의 다조화, 불평형 절연화 등을 실시해 효과를 올려왔는데 이것은 플래시 오버의 저감 대책이지, 순시정전방지의 근본적 대책은 되지 않았다.뇌사고 방지의 근본적 대책으로 산화아연소자를 이용한 피뢰기를 송전선에 적용한 송전용 피뢰장치가 개발돼 1980년 중반부터 실제 선로에 도입했다. 송전용 피뢰장치는 발변전소에 설치되는 전력용 피뢰기와는 다르며 만일 피뢰기가 처리능력을 웃도는 책무를 받아 파괴되고 단락상태가 된 후라도 재 송전을 가능케 하기 위해 피뢰기와 직렬로 기중 갭(직렬 갭)을 갖고 있다는 점이 큰 특징이다. 도입된 지 약 20년이 경과했고 뇌격으로 인한 순시정전 저감에 공헌해 왔다.송전선의 신뢰도 향상을 위해 송전용 피뢰장치의 설치는 현재도 계속되고 있는데 경제적인 관점에서 최근 콤팩트한 피뢰장치를 지향해 그 때문에 종래 피뢰장치에 요구되고 있던 사양의 재검토 움직임이 있다. 그 움직임을 받아 세계에서 처음으로 당사가 개발한 고내압 산화아연소자(이하, 고내압소자로 약기) 적용으로 콤팩트한 송전용 피뢰장치를 제품화 했다.여기서는 고내압소자를 적용해 대폭적인 콤팩트화에 따라 아크혼 한 쪽을 피뢰장치로 바꿔 놓음으로서 구성가능해진 송전용 피뢰장치 (혼형 송전용 피뢰장치)의 개요에 관해 소개한다.고내압소자고내압소자란 단위 두께 당 제한전압을 종래의 약 2배로 높인 소자이다 <그림1>. <그림2>에 종래 소자와 고내압소자의 미세구조를 나타낸다. 종래소자의 산화아연 (ZnO) 입자 직경이 약 10~20㎛인데 반해 고내압소자의 ZnO 입자 직경은 약 반이다. 산화아연소자의 V-I 특성은 ZnO 입자간의 입계 수에 의존하기 때문에 ZnO 입자의 입경을 약 1/2로 하고, 단위 길이 당 ZnO 입계층의 수를 약 2배로 증가시킴으로서 제한전압을 종래의 소자보다 약 2배로 높일 수 있었다. 소자의 고내압화는 첨가물의 배합비를 바꾸고 ZnO 입자의 입성장을 억제함으로써 달성했다.고내압소자의 특징은 단위 두께 당 제한 전압을 약 2배 높임으로써 소자매수가 반감하고 내부요소를 대폭 간소화 할 수 있다는 점이다. 그 결과 피뢰기의 소형화·경량화가 가능해지기 때문에 소형화의 필요성이 강한 GIS 용 피뢰기나 유중내장 피뢰기를 중심으로 적용되고 있다. 1997년 첫 제품납입 이래 당사의 주류 소자로 배전계통에서 800㎸ 계통까지 광범위하게 사용되고 있다.콤팩트 송전용 피뢰장치의 개발사양, 특징소자매수 반감으로 소형·경량화의 장점을 살리고 당사에서는 콤팩트화의 요구가 높아진 송전용 피뢰 장치에 고내압소자를 적용하는 검토를 2002년부터 개시했다.그리고 전후해서 유저 측에도 송전용 피뢰장치 사양 재검토의 움직임이 본격화됐다. 송전용 피뢰장치 사양은 차폐 실패를 상정해 최대 방전전류를 규정하고 그 전류 값으로 산화아연소자 및 피뢰장치의 골격이 정해졌다. 최대 방전전류는 종래 형태에서는 45㎄ (2/20㎲) 상당이 요구됐는데 이제까지의 운전실적을 답습해 송전선로의 합리적 형성면에서 사양을 저감했지만 필요성이 높아졌다. 보통 여름철 우뢰를 대상으로 한 것으로 10㎄, 겨울철 우뢰까지를 대상으로 한 것으로 25㎄의 니즈가 있으며, 당사는 양방을 겸용하는 것으로 25㎄의 성능을 만족하는 것을 제품화하고 있다. 이 사양에 기초하면 보다 작은 체적의 산화아연소자를 적용할 수 있고 피뢰장치 본체의 크기를 대폭 줄일 수 있다. 특히 송전용 피뢰장치인 경우 피뢰기 전장의 단축이 장주의 간소화로 연결되기 때문에 고내압소자의 적용이 유효해 진다.이번 당사가 개발한 66/77/110/154㎸ 계통용 송전용 피뢰장치와 종래형의 사양을 병기한 것을 <표1>에, 66㎸ 계통용 외형도 비교를 <그림3>에 나타낸다. 신형(혼형)으로는 피뢰기 전장의 단축화 (종래비 약 50%)와 경량화 (종래비 약 25%)를 실현했다.

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