임펄스전류에 의한 봉형 접지전극의 과도적 접지저항 특성 :

정승기

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자료유형: 학위논문

저자정보: 정승기 (인하대학교, 인하대학교 공학대학원)

지도교수: 이복희

발행연도: 2019

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

임펄스전류에 의한 봉형 접지전극의 과도접지저항의 특성

정승기 , 이복희 조명·전기설비학회논문지 2019.03 학술저널

임펄스전류에 의한 봉형 접지전극의 과도적 접지저항 특성

정승기 정보전기공학과 2019.01 학위논문

2018

임펄스전류에 의한 봉형 접지전극의 과도접지저항의 특성

정승기 , 이복희 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 2018.11 학술대회자료

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대전류에서 접지전극 주위에 토양이온화가 발생하면 접지시스템의 특성은 소전류에서의 특성과 매우 다르다. 접지전극 주위에서 발생하는 토양이온화와 관련된 과도접지저항은 전기회로 및 설비의 안전성의 관점에서 관심이 집중되고 있다.
본 논문은 피뢰설비용 접지전극시스템의 동적 특성을 평가하는 기법을 확보하기 위해 봉형 접지전극에 임펄스전류를 입사시켰을 때 발생하는 토양이온화로 인한 과도접지저항의 실험적 결과에 대하여 기술하였다. 시료 접지전극에 흐르는 전류 및 전위상승의 파형을 관측했다. 전위상승 ? 접지전류 (V-I) 곡선, 과도접지저항 ? 전류 (R-I) 곡선, 규약접지저항 - 전류 곡선, 규약접지저항의 전계의존성 곡선 등의 과도적 특성파라미터를 평가하였다. 또한 접지전극의 등가반경과 토양이온화의 진행 속도와 같은 물리적 파라미터도 분석하였다.
그 결과 토양이온화가 시료 접지전극의 주위에서 발생했을 때, V-I곡선은 회귀형 히스테리시스의 형태를 나타내었다. R-I곡선은 토양이온화와 탈 이온화가 진전되는 양상을 모두 나타내는 전형적인 히스테리시스 곡선이었다. 규약접지저항은 토양이온화에 의해 크게 영향을 받고 있다. 임펄스전류의 증가가 클수록 접지저항은 감소한다. 접지전극의 등가반경은 입사전류의 크기와 더불어 증가하였으며, 그리고 토양이온화의 진전속도는 입사전류의 제곱에 비례하며 증가하였다. 본 논문에서 제안된 분석 기법과 결과는 피뢰설비용 고성능 접지시스템을 구현하는데 유용할 것으로 기대된다.

When soil ionization occurs around grounding electrodes under a high current, the characteristics of grounding systems greatly differ form those under a low current. Transient ground resistances related to soil ionization occurring around grounding electrodes have attracted interest from the viewpoint of safety of electric circuits and installations.
This thesis deals with the experimental results of transient ground resistances due to soil ionization occurring when an impulse current was injected to a rod-type grounding electrode to ensure a technique of examining dynamic behavior of grounding electrode systems for lightning protection. Waveforms of potential rise and injected current flowing through the test grounding electrode were observed. Transient characteristic parameters were examined by the potential rise - current (V-I) curve, transient ground resistance - current (R-I) curve, conventional ground resistance - current curve, conventional ground resistance - electric field intensity curve, and so on. Also physical parameters such as equivalent radius of grounding electrode and progress velocity of soil ionization were examined.
As a result, when soil ionization occurred in the vicinity of the test ground electrode, the V-I curves showed a pattern of hysteresis of regression type. The R-I curves were typical hysteresis curves characterizing both the progressing aspects of soil ionization and deionization phases. The conventional ground resistance was significantly influenced by soil ionization. The greater the increase in impulse current, the larger is the decrease in ground resistance. The equivalent radius of grounding electrode increased with the magnitude of injected current, and the progress velocity of soil ionization increased as a quadratic function of the magnitude of injected current. The analysis technique and results proposed in this thesis are expected to be useful to realize high performance grounding systems for lightning protection.

#토양이온화 #전위상승-전류곡선 #과도접지저항 #규약접지저항 #접지저항의 전계의존성

제1장 서론 1
1.1 연구의 배경 및 필요성 1
1.2 연구의 목적 및 내용 2
제2장 이론 3
2.1 대지저항률의 측정 3
2.2 과도접지임피던스 4
2.3 규약접지임피던스 7
제3장 실험 8
3.1 실험장치 8
3.1.1 실험장치의 구성 8
3.1.2 전원장치 9
3.1.3 데이터 취득장치 13
3.2 시료토양 14
3.3 실험방법 15
제4장 결과 및 고찰 16
4.1 토양이온화 특성 16
4.1.1 전위상승-전류의 특성 16
4.1.2 V-I 곡선 26
4.1.3 R-I 곡선 31
4.2 규약접지저항 36
4.3 토양의 등가저항률 38
4.4 토양이온화의 전진거리 40
4.5 토양이온화의 전진속도 43
4.6 규약접지저항의 전계의존성 46
제5장 결론 49
참고문헌 51

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