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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이복희
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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접지성능은 접지전극이 매설되어 있는 장소, 기후, 환경에 따라 크게 변한다. 낙뢰가 피뢰침에 입사하면 낙뢰에너지의 대부분은 피뢰설비용 접지시스템을 통하여 방출된다. 그러나 강력한 뇌격전류에 의해 형성된 전계는 불꽃방전과 아크를 발생시키는 토양의 이온화를 일으킨다. 강력한 뇌격전류가 흐른 침부 접지전극 근방의 대지표면전위상승으로 감전이나 전자기기의 파손과 같은 위험을 초래하게 된다.
뇌서지전압과 관련된 접지특성을 분석하기 위한 많은 연구가 수행되었지만 토중방전을 기반으로 하는 접지시스템에 관한 실제 현장데이터는 충분치 않은 것이 현실이다. 본 논문은 임펄스전압에 의한 대지표면전위상승에 대한 접지전극 주위에서 발생하는 토중방전의 영향에 대한 실험결과를 기술하였다. 높은 뇌서지전압에 의해 침부 접지전극 주위의 토중방전에 기인된 대지전위분포를 산출할 목적으로 축소형 모델실험을 수행하였다. 침부 접지전극에 임펄스전압이 입사된 때 입력전류와 대지표면전위상승 파형을 토양의 저항률을 파라미터로 하여 관측하고, 대지표면전위분포, 전위상승-전류특성곡선을 분석하고 검토하였다.
그 결과, 대지표면전위상승은 접지전극과의 거리가 멀어지고, 입력전류와 토양의 저항률이 증가함에 따라 감소하였다. 또한 대지표면전위상승의 극성의존도 현저하게 나타났다. 이 경우, 접지전극의 전위가 동일할 때 정극성의 임펄스전압에 의한 대지표면전위상승은 부극성보다 훨씬 높게 나타났다. V-I곡선은 토양의 이온화에 따라 ∞-형의 교차형 폐루프가 형성되었다. 마지막으로 과도접지저항-시간곡선(R-t곡선)으로부터 접지전극 주위에서 토양의 이온화 현상은 토양의 저항률이 증가할수록 활발하게 발생하는 것으로 밝혀졌다.
뇌서지전압과 관련된 접지특성을 분석하기 위한 많은 연구가 수행되었지만 토중방전을 기반으로 하는 접지시스템에 관한 실제 현장데이터는 충분치 않은 것이 현실이다. 본 논문은 임펄스전압에 의한 대지표면전위상승에 대한 접지전극 주위에서 발생하는 토중방전의 영향에 대한 실험결과를 기술하였다. 높은 뇌서지전압에 의해 침부 접지전극 주위의 토중방전에 기인된 대지전위분포를 산출할 목적으로 축소형 모델실험을 수행하였다. 침부 접지전극에 임펄스전압이 입사된 때 입력전류와 대지표면전위상승 파형을 토양의 저항률을 파라미터로 하여 관측하고, 대지표면전위분포, 전위상승-전류특성곡선을 분석하고 검토하였다.
그 결과, 대지표면전위상승은 접지전극과의 거리가 멀어지고, 입력전류와 토양의 저항률이 증가함에 따라 감소하였다. 또한 대지표면전위상승의 극성의존도 현저하게 나타났다. 이 경우, 접지전극의 전위가 동일할 때 정극성의 임펄스전압에 의한 대지표면전위상승은 부극성보다 훨씬 높게 나타났다. V-I곡선은 토양의 이온화에 따라 ∞-형의 교차형 폐루프가 형성되었다. 마지막으로 과도접지저항-시간곡선(R-t곡선)으로부터 접지전극 주위에서 토양의 이온화 현상은 토양의 저항률이 증가할수록 활발하게 발생하는 것으로 밝혀졌다.
목차
국문 요약??????????????????????????????????????????????????????ⅰ영문 요약??????????????????????????????????????????????????????ⅱ목 차???????????????????????????????????????????????????????iii그림 목차?????????????????????????????????????????????????????v표 목 차?????????????????????????????????????????????????????vi제1장 서론?????????????????????????????????????????????????????11.1 연구의 배경 및 필요성????????????????????????????????????????????11.2 연구의 목적과 내용?????????????????????????????????????????????????3제2장 이 론?????????????????????????????????????????????????????42.1. 토양의 전기적 특성?????????????????????????????????????????????????????42.1.1 접지저항의 정의??????????????????????????????????????????????????42.1.2. 대지저항률?????????????????????????????????????????????????????62.1.3. 대지표면전위상승?????????????????????????????????????????????????????82.14 봉형 접지전극 주위의 표면전위상승???????????????????????????????9제3장 실 험?????????????????????????????????????????????????????123.1. 실험계의 구성?????????????????????????????????????????????????????123.1.1 실험장치 및 구성?????????????????????????????????????????????????????123.1.2 시료 토양?????????????????????????????????????????????????????153.1.3 전원장치?????????????????????????????????????????????????????163.1.4 데이터 취득장치?????????????????????????????????????????????????????203.2. 실험 방법?????????????????????????????????????????????????????21제4장 결과 및 고찰?????????????????????????????????????????????????????224.1 대지표면전위분포?????????????????????????????????????????????????????224.1.1 대지표면전위 파형?????????????????????????????????????????????????????224.1.2 토양의 저항률에 따른 대지표면전위상승???????????????????????????244.1.3 대지표면전위상승의 극성효과???????????????????????????????254.2 토양의 이온화에 따른 접지성능???????????????????????????????274.2.1 토양의 이온화에 따른 접지전극의 전위 및 전류파형의 특성??????274.2.2 V-I곡선 및 R-t곡선???????????????????????????????294.3 토양의 절연파괴 특성???????????????????????????????324.3.1 저항률에 따른 절연파괴 전압???????????????????????????????324.3.2 절연파괴가 일어날 때 대지표면전위 파형????????????????????????36제5장 결 론?????????????????????????????????????????????????????42참 고 문 헌?????????????????????????????????????????????????????43감사의 글?????????????????????????????????????????????????????45
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