전기산업기사 필기, 가공지선과 차폐각, 콘덴서의 설치 목적과 배전방식

전기산업기사 필기, 가공지선과 차폐각, 콘덴서의 설치 목적과 배전방식

📌 가공지선과 차폐각

✅ 가공지선 (Overhead Ground Wire, OPGW)

• 송전선의 가장 윗부분에 설치하여 낙뢰(벼락)로부터 송전선 보호
• 송전선로에 전기가 흐르기 때문에, 낙뢰가 치면 직접적인 손상을 방지
• 주로 철선 또는 강심알루미늄선(AACSR) 사용

✅ 차폐각 (Shielding Angle)

• 가공지선이 송전선을 보호하는 범위를 나타내는 각도
• 보통 30°~45° 정도로 설정
• 차폐각이 너무 크면 보호 범위가 작아져 낙뢰가 직접 송전선에 맞을 가능성이 높아짐
• 차폐각이 너무 작으면 가공지선이 너무 낮아져 설치비용 증가

📌 암기 팁:
➡ "가공지선은 낙뢰 방패! 차폐각은 방패의 범위!"

 

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📌 가공지선과 차폐각을 직격뢰, 역섬락, 탑각접지저항, 정전차폐, 전자차폐와 연관지어 설명

1️⃣ 가공지선과 차폐각의 기본 개념

• 가공지선은 송전선로의 맨 위에 설치하여 낙뢰(벼락)로부터 송전선을 보호하는 역할을 함.
• **차폐각(Shielding Angle)**은 가공지선이 보호하는 송전선의 범위를 나타내는 각도로, 보통 30°~45° 사이로 설정됨.
• 차폐각이 적절해야 송전선을 효과적으로 보호할 수 있음.

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2️⃣ 가공지선과 직격뢰 & 역섬락

👉 ⚡ 직격뢰 (Direct Lightning Strike)

• 낙뢰가 송전선이나 철탑에 직접 떨어지는 현상.
• 가공지선이 있으면 벼락이 송전선이 아닌 가공지선으로 떨어지게 유도되어 송전선이 보호됨.
• 차폐각이 너무 크면 가공지선이 보호하는 범위가 좁아져, 송전선이 직접 낙뢰를 맞을 위험이 커짐.

👉 ⚡ 역섬락 (Back Flashover)

• 벼락이 철탑에 떨어졌을 때, 가공지선을 통해 안전하게 흐르지 못하고 송전선으로 뛰어넘어 발생하는 방전
• 즉, 송전선이 벼락을 직접 맞지 않았는데도 낙뢰 피해가 발생하는 현상
• 철탑의 접지 저항(탑각 접지 저항)이 높을수록 역섬락이 발생할 확률이 높아짐.

📌 정리하면:
➡ 가공지선 + 적절한 차폐각 → 직격뢰 방어
➡ 철탑의 접지 저항이 낮아야 → 역섬락 방지

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3️⃣ 탑각 접지 저항과 역섬락의 관계

• 탑각 접지 저항이란 철탑이 대지와 연결되는 부분에서 전류가 흐를 때 발생하는 저항을 의미.
• 접지 저항이 높으면, 낙뢰가 철탑을 타고 안전하게 흐르지 못하고 송전선으로 역섬락할 가능성이 커짐.
• 따라서 역섬락을 방지하려면 철탑의 접지 저항을 낮춰야 함.
  • 대지 저항을 낮추기 위해 철탑 주변에 접지봉을 추가 설치하거나, 접지선을 연결하는 방법 사용

📌 정리하면:
➡ 탑각 접지 저항 ↓ → 역섬락 ↓ → 송전선 보호 ↑

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4️⃣ 정전 차폐 & 전자 차폐와의 연관성

👉 ⚡ 정전 차폐 (Electrostatic Shielding)

• 전기적인 방해(정전기 유도)를 막기 위한 차폐 기술
• 금속 차폐막(구리, 알루미늄 등)을 사용하여 정전기 영향을 받지 않도록 보호
• 가공지선도 일종의 정전 차폐 역할을 수행 → 낙뢰로 인한 전위 상승을 방지하여 송전선이 영향을 덜 받도록 함.

👉 ⚡ 전자 차폐 (Electromagnetic Shielding)

• 전자기파(전자기 유도, 유도 장애)를 막기 위한 차폐 기술
• 송전선로 주변에 발생하는 강한 전자기파(EMI, RFI)를 차단하는 역할
• 가공지선이 낙뢰 전류를 대지로 방전시키면서 강한 전자기 충격을 줄여 송전선 보호

📌 정리하면:
➡ 가공지선은 단순한 낙뢰 보호뿐만 아니라, 정전기 및 전자기적 방해도 줄여줌!

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📌 최종 정리 (한눈에 보기)

개념	설명	가공지선과의 관계
직격뢰	낙뢰가 송전선이나 철탑에 직접 떨어지는 현상	가공지선이 대신 맞아 보호
역섬락	낙뢰가 철탑을 타고 접지되지 못하고 송전선으로 뛰어넘는 현상	철탑의 접지 저항을 낮춰 방지
탑각 접지 저항	철탑이 대지와 연결되는 부분의 저항	낮을수록 역섬락 방지
정전 차폐	전기적인 방해(정전기 유도) 차단	가공지선이 송전선의 정전기 영향을 감소
전자 차폐	전자기파 방해(유도 장애) 차단	가공지선이 낙뢰 전류로 인한 전자기 충격을 줄여줌

📌 암기 팁:
➡ "가공지선은 낙뢰 방패! 접지 저항 낮추면 역섬락 방지! 정전 & 전자 차폐도 가능!"

 

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📌 콘덴서의 설치 목적

✅ 병렬 콘덴서 (Shunt Capacitor)

• 역률 개선
• 부하 전류의 무효전력(지연분)을 보상하여 송전 손실 감소
• 전압 강하를 줄이고 전압을 일정하게 유지

✅ 직렬 콘덴서 (Series Capacitor)

• 선로 리액턴스(인덕턴스) 보상
• 송전거리가 길어질수록 리액턴스로 인한 전압강하가 커지는데 이를 보상하여 전압 유지
• 전력 전송 용량 증가

📌 암기 팁:
➡ "병렬은 역률 개선! 직렬은 전압 유지!"

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📌 배전방식의 종류 및 특징 (4가지)

1️⃣ 방사식 배전 (Radial Distribution System)

• 가장 간단한 구조 (한 방향으로 전력 공급)
• 설비 비용이 저렴하지만, 신뢰성이 낮음 (고장 시 복구 어려움)
• 주로 저압 배전망에서 사용

2️⃣ 환상식 배전 (Ring Main Distribution System)

• 전원이 양쪽에서 공급되어 신뢰성이 높음
• 부하 증가 시 전압 강하가 적음
• 단점: 설치 비용이 높음

3️⃣ 망상식 배전 (Mesh Distribution System)

• 여러 개의 노드(접점)가 연결된 가장 신뢰성이 높은 방식
• 고장 시에도 우회 공급 가능
• 단점: 설비 비용이 가장 비쌈

4️⃣ 배압식 배전 (Spot Network System)

• 변전소에서 여러 개의 변압기를 병렬로 연결하여 부하에 공급
• 전력 공급의 안정성이 높음
• 주로 대형 건물, 지하철, 병원 등 중요한 부하에 사용

📌 암기 팁:
➡ "방(방사) 환(환상) 망(망상) 배(배압)" → 순서대로 신뢰성이 증가!"

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📌 배전방식의 전기적 특성 비교

배전방식	공급전력	선로전류	전력손실	전선량
방사식	작음	큼	큼	적음
환상식	중간	중간	중간	중간
망상식	큼	작음	작음	많음
배압식	가장 큼	가장 작음	가장 작음	가장 많음

📌 암기 팁:
➡ "방-환-망-배" 순서대로 모든 특성이 증가!

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📌 빠른 복습 정리

개념	주요 특징	암기 팁
가공지선	낙뢰 보호	"낙뢰 방패"
차폐각	가공지선 보호 범위(30~45°)	"방패 범위"
병렬 콘덴서	역률 개선	"병렬 = 역률"
직렬 콘덴서	전압 유지	"직렬 = 전압 유지"
배전방식 (4가지)	방사(단순), 환상(이중), 망상(고급), 배압(최고급)	"방-환-망-배"

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이제 이해됐을까? 😃 연관된 개념과 이미지를 떠올리면서 암기하면 훨씬 쉽고 오래 기억될 거야!
혹시 더 어려운 부분 있으면 말해줘! 🚀