커플링/디커플링 네트워크 내장 서지발생장치의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of a Surge Generator with Coupling/Decoupling Networks)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 33권 / 2호 / 130 ~ 134페이지
· 저자명 : 김남훈, 강태호, 신한신, 길경석

초록

금속 산화물 바리스터(MOV)는 전기계통에서 과도과전압으로부터 회로 및 기기를 보호한다. 그러나 바리스터는 제조 상 결함이나 과도과전압에 대한 반복적인 보호 동작 등으로 열화가 진전되며, 열화된 바리스터는 단락 또는 지락 사고를 유발시킬 수 있다. 최근 바리스터의 폭발적인 사용 증가로 바리스터의 열화 매커니즘 분석과 상태 진단 기술에 관한 연구가 더욱 활발하며, 여기에 바리스터가 운전되는 동일 조건에서의 가속열화실험이 필수적이다. 본 논문에서는 바리스터에 AC전원이 인가된 상태에서 서지 전류를 중첩시킬 수 있는 서지발생장치를 설계·제작하였다. 커플링 네트워트는 서지발생장치로부터의 서지전류에 대해 낮은 임피던스로 동작시켜 MOV에 전달하고, AC전원에 대해서는 높은 임피던스로 작용하여 AC전압이 서지발생부로 인가되지 않도록 한다. 디커플링 네트워크는 서지 전류에 대해 높은 임피던스로 동작하여 AC전원으로 서지 전류를 차단하고, 동시에 AC전원에 대해서는 낮은 임피던스로 작용하여 AC전압이 MOV에 인가되도록 하였다. 시제작 서지발생장치는 AC 110V~450V에서 8/20 us 서지전류를 최대 15 kA까지 인가할 수 있으며, LabVIEW기반 프로그램에 의해 자동으로 운전된다.

영어초록

Metal oxide varistors (MOVs) protect circuits and devices from transient overvoltages in electric power systems. However, a MOV continuously deteriorates owing to manufacturing defects or repetitive protective operations from transient overvoltages. A deteriorated MOV may result in a short circuit or a line-ground accident. Previous studies focused on the analysis of deterioration mechanisms and condition diagnosis techniques for MOVs owing to their recent growth of use. An accelerated deterioration experiment under the same conditions in which a MOV operates is essential. In this study, we designed and fabricated a surge generator that can apply a surge current to a MOV connected to AC mains. The coupling network operates at a low impedance against the surge current from the surge generator and transfers the surge current to the MOV under test. It also acts as a high impedance against AC mains for the AC voltage not to be applied to the surge generator. The decoupling network operates at a high impedance against the surge current and blocks the surge current from AC mains. It also acts as a low impedance against AC mains for the AC voltage to be applied to the MOV under test. The prototype surge generator can apply the 8/20  up to 15 kA on AC voltages in the approximate range of 110~450 V, and it fully operates on a LabVIEW-based program.

참고자료

· 없음