전기철도기사 시험에 꼭 나오는 포인트가 보이는 핵심 요점 정리 8. 계통보호방식 및 설비

8. 계통보호방식 및 설비

1. 계통의 보호방식

1) 보호선(PW)에 의한 방식(2중 절연방식)

선로를 따라 보호선을 가선하는 방식, 애자는 특별 고압부와 고압부가 있고

이 경계에서 연결하여 지락도선을 PW에 접속하는 방식

2)☆가공지선(GW)에 의한 방식(단독 접지방식)☆

역구내 등 애자의 수가 많은 개소에서는 지지물을 가공지선으로 연결하고 이것을 접지

하여 전차선이 지락하였을 때에 2.5KV로 동작하는 방전기를 통하여 PW(BT급전회로는 NF)에 전류가 흐르도록 회로를 구성하는 방법으로 지락도선을 설치하지 않는다.

3) 매설지선에 의한 방식

가선 궤도를 따라 매설지선을 설치하고 전차선로 지지물과 통신, 신호설비 등을 공동으

로 접지하여 전차선로의 지락사고 등에 따른 대지전위를 억제 시켜 타설비를 보호

2.☆보호선(PW)☆

AT 급전방식에서 사용되고 있는 가공전선으로 각 지지물에 설치되어 있는 각종애자의

섬락을 보호하기 위하여 급전선과 병행하여 설치되는 전선

☞ 섬락보호를 위하여 애자의 부측 또는 빔등을 연접하여 귀선레일에 접속하는 가공전선

1) AT용 보호선의 효과

①지지물등의 접지전위 상승 억제.

②지지물에 첨가 또는 부근에 부설되어 있는 전력, 신호, 통신등의 저압전류 회선과

기기의 절연파괴를 방지.

③변전소 등에서 사고 검출을 용이하게 하여 신속, 확실한 회로차단의 보호동작에 기여.

④레일회로와 함께 급전선 및 전차선에 대하여 차폐선 회로를 구성하기 때문에

전자유도의 경감 효과가 있다.

3.☆가공지선(GW☆)

빔, 철주, 완금등에 연접 접속하여 약 1Km마다 구분하여 제1종 접지공사를 실시하고,

그 가공지선의 중앙점에 보안기를 삽입하여 부급전선 또는 보호선에 접속하여 애자의

섬락보호를 위한 전선

4. 보안기

교류구간이 역구내등에서 가공지선을 설치하는 경우에 가공지선과 부급전선 사이에 설치

☞ 전력계통의 이상전압 또는 써지로부터 전송로 보호

1) 기능구조

①전극, 애자, 단자에 의해 구성.

②전극의 방전간극은 쉽게 조정가능, 조정후에는 볼트 조임으로 쉽게 이완되지 않는 구조.

③전극은 일정한 방전간극을 갖도록 조정하여 사용되나 속류차단 능력은 없다.

2)☆보안기의 설치☆

①보안기는 대부분 전주에 설치되어 있다.

②동작이 불확실하면 사람에게 위험을 미치므로, 1개소에 2개를 병렬로 설치.

③지표상 3.5m 이상의 높이에 설치.

④배선용 리드선은 38mm2이상의 경동연선 또는 이것과 동등 이상의 성질을 가진 전선.

5. 피뢰기(LA)

수전 인입측이나 수전 공통모선에 유입되는 이상 고전압으로부터 기기를 보호

1) 기능구조

①전차선로와 대지간에 설치, 뇌 및 회로 이상전압을 대지로 방전시켜 이상전압을 저감.

②가선전압에 의해 대지로 흐르는 전류를 차단하여 전차선의 안전을 도모.

③변전소, 급전구분소, 보조급전구분소등 인입개소와 흡상변압기 양단의 전차선 및

부급전선, 직렬 콘덴서의 양단, 선조 변압기 1차측에 설치

④방전전류가 클수록 이상전압의 파고값을 경감하므로 방전용량이 크고 속류차단

능력이 우수 할 것.

☞ 구조: ①특성요소(탄화규소) ②직렬갭

2) 피뢰기의 종류

(1) 비직선 저항형

레지스터 밸브, 오토밸브등의 대저항의 것이 속함

동작곡선이 방전전류가 커져도 전압이 상승되지 않음.

(2) P 밸브형

특수 절연지에 금속박을 몇장 겹쳐 붙여서 둥들게 만든 것.

방전은 한쪽의 주석박으로 부터 종이를 통하여 다른쪽의 주석박에 나타남.

3)☆피뢰기의 설치(지표상 설치높이: 3.5m)☆

(1) 교류 전차선로

①흡상변압기 양단의 전차선 및 부급전선 ②급전선 인출 및 터널의 케이블 양단

(2) 직류 전차선로

①급전선 긍장 약 500m마다 ②급전선 인출 및 터널의 케이블 양단

피뢰기의 정격전압: 속류가 차단되는 교류 최고의 전압 피뢰기의 제한전압: 충격파가 흐르고 있을 때 피뢰기의 단자전압

 

6. 보호계전기

1) 직류 보호계전기

(1) 직류 과전류 계전기

정류기의 정극측에서 정극모선 사이와 정극모선에서 분기된 각 피더측에 설치

※ 목적: 직류회로에 과대전류가 흐를 때 차단하여 정류기 및 급전회로를 보호

①76T(정극용) ②176F(피더용 한시) ③76F(피더용 순시)

(2)☆역류 계전기(32)☆

실리콘 정류기의 내부 단락사고 보호

정류기에 유입되는 전류를 감지하여 동작하고 차단기를 차단하여 기기 및 계통을 보호

(3) 직류 부족전압계전기(80F, 80A)

80F: 전차선 1개 급전구간 양단(급전차단기 선로측), 80A: 전차선의 중간지점에 설치.

☆전차선 전압이 900V 이하시 동작☆

※ 목적: 전차선의 단락 사고시 발생하는 전압강하를 감지하여 회로를 보호

(4)☆연락 차단장치 (차단지령을 전송하기 위한 장치)☆

한쪽 변전소에서 사고를 검출하면 다른쪽 변전소의 차단기에 차단지령을 보내 동일

급전구간의 사고 전류를 완전히 차단

(5) 접지계전기(64): 정류기함 접지 또는 내부접촉 검출

(6) 온도계전기(26): 정류기용 변압기 또는 정류기의 과열 검출

(7) 직류 고압지락계전기(64P): 급전 구간내 직류 고압의 지락사고 검출

2) 교류 보호계전기

(1) 거리 계전기(44F) (주보호)

고장점까지의 거리를 그때의 전압, 전류를 계측하여 정정값 이내일 때 동작.

애자의 절연파괴, 단락사고, 지락사고 검출

(2) 고장선택 계전기(50F)

부하전류 변화분과 고장전류 변화분의 차이에 의해 사고를 검출.

거리계전기의 후비 보호용, 고장전류 검출값: 최대운전전류의 50%

(3) 과전류 계전기(51F)

과전류에 의해 동작

(4) 재폐로 계전기(79F)

지락, 단락 사고시 차단기가 자동 차단되면 일정시간후 차단기를 재투입.

☆재폐로 시간: 0.4～0.5초☆

(5) 고장점 표정장치(99F: Locator)

전차선로에 단락, 지락 사고시 고장점 까지의 거리를 나타내는 장치로 사고의 조기

복구에 기여, 거리 계전기나 고장 선택계전기와 조합하여 사용

☞ 검출방식: 리액턴스 검출방식(BT급전방식), AT흡상 전류비 방식(AT급전방식)

(6) 부족전압 계전기(27F): 외선의 전압유무를 검출

 

계전기: 당초 규정한 전기량이나 물리량에 응동하여 전기회로를 제어하는 기기. 정격: 계전기의 특성 및 성능에 대한 보증 기준이 되는 양을 나타냄. 반한시: 계전기의 동작입력이 증가하면 동작시간이 단축되는 특성 유도원판형과 같은 한시 특성이 있는 계전기에 주로 나타나는 현상 : 부동현상

 

7. 이격거리

1) 건축한계

열차운전 안전확보를 위해 유지해야할 최소공간: 건축한계, 차량한계

☞ 건축한계: 건물 및 기타 건조물을 설치시 적용되는 것으로 이 한계내에 들어

와서는 안되는 거리의 한계를 말함.

2)☆곡선로에서의 건축한계☆

3) 차량한계

차량 단면의 크기를 제한, 그 어떠한 부분도 그 한계내에 들지 않으면 안되는

한계선

4) 전기적 이격거리

(1) 대지절연 이격거리 : 가압부분과 지지물간의 이격거리

① 직류 1,500V 방식

㉠ 표준 이격거리(250[mm]): 팬터그래프와 전차선의 이격거리로 정지상태에서 팬터

그래프을 하강하는 경우 전류차단에 필요한 거리

㉡ 최소 이격거리(70[mm]): 피뢰기의 뇌 임펄스 방전개시전압이 25KV이하 이기

때문에 25KV에 지락되지 않도록 이격

㉢ 순시접근 이격거리(30[mm]): 집전중의 팬터그래프의 단부와 터널등의 접지 건조물

사이에 필요한 동적 순시접근 거리

②☆교류 25,000V 방식☆

㉠ 표준 이격거리(300[mm]): 최소 이격거리 + 여유(50mm)

㉡ 최소 이격거리(250[mm]): 교류회로의 이상전압은 최고사용전압(27.5KV)의 2.5배

로 68.75KV(27.5×2.5=68.75KV)의 개폐서지에 지락되지 않도록 이격하는거리

㉢ 순시접근 이격거리(150[mm]): 전차선의 이상전압은 최고사용전압(27.5KV)의 2배로

55KV(27.5×2=55KV)의 개폐서지에 지락되지 않도록 이격하는거리

(2)☆가압부분 상호 이격거리☆

①상이 다른 가압부분 상호의 이격거리: 300mm이상

②급전선과 전차선의 이격거리(AT방식): 450mm이상 (특별 350mm이상)

③전차선과 팬터그래프를 접은 높이와의 이격거리: 300mm이상

(3) 활선 작업상 필요한 이격거리

①DC 1,500V: 0.6m이상(작업자와 가압부분 상호 이격거리)

②AC 25,000V: 1m이상(작업자와 타의 공작물, 인접건조물,기타 접지물등과의 이격거리)