산업기술
산업 제조
고압 및 중압[1] 공기 절연 변전소(AIS)에서 전자기장은 나선 케이블과 도체의 정전하, 대기 조건(서지)에 의해 발생하며, 무전압 부품에 유도 전압을 발생시켜 금속 부품과 대지 사이, 대지의 서로 다른 지점 사이에 전위 차를 만듭니다.
설비 활성 부품과 무전압 부품 간 고장 시에도 유사한 상황이 발생합니다. 예: 상-대지 단락.
이러한 전위 차는 보폭 전압(Step Potential)과 접촉 전압(Touch Potential), 또는 두 가지 조합을 발생시키며, 이는 인체를 통한 전류 흐름을 유발해 인체 위해를 초래할 수 있습니다.
접촉 전압(Et)은 고장 전류 흐름 시 손으로 닿을 수 있는 접지된 금속 구조물과 대지 상 임의 지점 간 최대 전위 차로 정의됩니다. 보통 금속 구조물과 대지점 사이 1m 거리를 기준으로 합니다.
보폭 전압(Es)은 고장 전류 흐름 시 두 발 사이 최대 전위 차로 정의됩니다. 보통 양발 사이 1m 거리를 기준으로 합니다.
전이 전압(Etrrd)은 보폭 전압의 특수한 경우로, 변전소 외부 원격 지점에서 변전소 내부로 또는 그 반대로 전압이 전이되는 현상입니다.
기타 중요 개념:
그림 1은 위 현상을 도식화한 것입니다.
인체 통전 전류를 허용치 이하로 낮추고, 설비 내외부 작업자 전기 안전 확보, 제3자 설비와의 전기적 간섭 제한을 위해 AIS에는 어싱(또는 그라운딩) 시스템을 설치해야 하며, 설치의 모든 금속 무전압 부품(금속 구조물, 접지 스위치, 피뢰기, 배전반·모터 인클로저, 변압기 레일, 금속 울타리 등)을 연결해야 합니다.
어싱은 전력 시스템 과전압 레벨과 고장 전류, 보호 시스템 정의에 영향을 주므로, 보호 계전기 및 피뢰기 등 보호 장치의 정상 동작을 보장하도록 어싱 시스템을 설계해야 합니다.
어싱 시스템 설계·시공은 설치 예상 수명 동안 성능을 보장해야 하며, 향후 증설과 최종 구성의 최대 고장 전류를 고려해야 합니다.
어싱 시스템은 매설된 나동선 구리 케이블 메시에 추가 어스 로드를 조합한 형태로, 계산 시 IEEE Std. 80-2000 사용을 권장합니다.
매설 케이블의 단면적은 상-대지 단락 전류 값에 따라 계산해야 하지만, 흔히 3상 단락 전류를 사용합니다.
계산 공식:
각 항목:
IEEE 표준에 따른 최대 허용 보폭/접촉 전압, 인체 허용 전류(Ihb), 대지 그리드 저항(Rg) 계산 공식:
각 항목:
보호 표면층 미사용 시 Cs = 1, ρs = ρ.
이러한 계산은 보통 전용 소프트웨어로 수행합니다.
어스 그리드 연결에 가장 적합한 방법:
발열 용접은 용융 금속과 몰드를 사용하는 도체 영구 접속 공정으로, 금속 산화물(도체)과 점화된 알루미늄 분말(연료 역할) 간 화학 반응(열에너지 방출)을 이용합니다. 이 화학 반응은 파이로테크닉 조성물인 서마이트(Thermite)로 알려져 있습니다.
각 몰드당 발열 용접 횟수가 제조사 권장치를 초과하지 않도록 해야 합니다.
유압 압착 공구와 커넥터 크기에 맞는 매트릭스 사용.
차단기, 스위치, 개폐기의 제어함 인근에는 접지 시스템과 연결된 금속 등전위 매트를 설치해야 합니다(그림 5 참조).
참고:
산업기술
현대 전자 시스템은 SLSI(초대규모 집적)로 칩 밀도 증가에 따라 소형 패키지, 대규모, 고속화 추세로 발전 중입니다. 이로 인해 고속 회로 설계에서 상호연결과 스택업 문제 분석·대처가 필연적 과제로 부상. 현재 전자 제품 무선 주파수 수백~수천 MHz, 라이징/폴링 에지 매우 가파름 → PCB 레이아웃 규칙과 기판 유전율이 시스템 전기적 성능에 극도로 중요. 현재 전자 제품 연구 대다수에서 중요한 공정·단계인 고속 PCB 설계 주요 이슈: 타이밍 문제, 노이즈 간섭, EMI(전자기 간섭). 해결책은 시스템 설계 정상 동작과 직
통합 RF 설계 분석 마이크로일렉트로닉스와 대역폭 소자 기술 발전이 디지털화를 추진함에 따라, RF 통합은 더 넓은 대역폭과 부피, 무게, 비용의 점진적 감소를 통해 더 높은 수준으로 올라갈 것입니다. 또한 시스템 하드웨어 구성과 통합 구조에 혁명적 변화가 일어날 것이며, 하드웨어 일반화는 필연적 추세가 될 것입니다. 공수 임무 시스템 통합과 소형화 설계를 통해 모든 시스템의 안테나를 주파수 대역과 기능에 따라 적은 수의 안테나로 요약하거나 재구성할 수 있습니다. 또한 안테나, 아날로그 회로, 제어 회로, 디지털 회로, 연결 네트워