전기설비의 절연협조는 왜 필요한가요?

Question

수배전설비에서는 낙뢰나 개폐 동작으로 인해 정상 운전전압보다 높은 과전압이 발생할 수 있습니다. 이러한 과전압으로부터 변압기, 케이블, 차단기 등의 절연물을 보호하기 위해 피뢰기와 절연 수준을 함께 검토하는 절연협조가 필요하다고 알고 있습니다. 절연협조의 기본 원리는 무엇이며, 설비를 선정하거나 보호 상태를 점검할 때 어떤 사항을 고려해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

절연협조는 전력계통에서 발생할 수 있는 과전압의 크기와 지속시간을 고려해 각 설비의 절연 내력과 보호장치의 특성을 적절하게 조합하는 과정입니다. 변압기와 케이블 등의 절연 수준이 예상 과전압을 견딜 수 있어야 하며, 피뢰기와 같은 보호장치는 과전압이 위험한 수준에 도달하기 전에 제한하도록 선정해야 합니다. 이때 피뢰기의 제한전압뿐 아니라 설비의 충격절연내력, 접지 상태, 보호장치와 보호 대상 사이의 거리 및 연결 배선의 영향도 고려해야 합니다. 피뢰기가 보호 대상에서 멀리 설치되거나 접지 배선이 길면 배선에 발생하는 전압강하 때문에 실제 설비 단자에 걸리는 과전압이 커질 수 있습니다. 현장에서는 피뢰기의 정격과 설치 위치, 접지 연결 상태, 설비의 절연 등급 및 관련 설계 자료를 확인해야 합니다. 절연협조는 단순히 피뢰기를 설치하는 것만으로 완성되는 것이 아니므로 계통의 전압 등급과 과전압 조건에 맞춰 설계 기준 및 제조사 자료를 종합적으로 검토해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

낙뢰나 스위치를 켤 때 생기는 과전압으로부터 기기를 지키시려면은 보호 장치랑 절연 수준에 맞춰야만 됩니다. 왜냐하면은 피뢰기가 막아준다고 해도 남은 전압을 기기가 온전히 버텨내야 하기 때문이죠. 따라서 피뢰기 제한 전압보다는 기기에 절연 성능을 더 높게 설계하는 것이 절연 협조의 핵심이 되겠습니다.

그리고 설비를 고르실 때는 피뢰기의 성능이랑 기기의 절연 강도를 꼼꼼하게 비교해 보는 게 필요하겠습니다. 왜냐하면은 거리가 너무 멀어지면 보호 효과가 뚝 떨어집니다. 그리고 오래 쓰다 보면 성능이 약해질 수도 있죠. 그러니까 주기적으로 진단을 하는 게 좋겠네요.

Answer 3

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

전기설비의 절연협조는 낙뢰나 개폐 동작으로 발생하는 과전압으로부터 설비의 절연물을 보호하기 위해 피뢰기의 보호 성능과 각 설비의 절연 내력을 서로 적절하게 맞추는 것입니다. 피뢰기는 과전압이 발생하면 이를 대지로 방전해 설비에 가해지는 전압을 낮추게 됩니다. 이 때 피뢰기의 제한전압이 변압기나 케이블 등의 절연 내력보다 충분히 낮도록 여유를 확보해야 절연 파괴를 예방할 수 있습니다. 절연협조는 결국 모든 설비의 절연을 무조건 높이는 것이 아니라, 적절한 보호장치를 통해 절연 파괴 위험을 줄이면서 경제성과 안정성을 확보하기 위한 것이라고 볼 수 있습니다.