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수민 곡
6 years ago
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1 Clean Energy System 에대한 뇌전류와과전압보호

3 낙뢰의위험 한국의년간뇌우일수는약 25일 대지뇌격빈도수는 2-3 회 / Km/ 년뇌격피해의원인 뇌격에의한주요피해원인 : 뇌격지점에발생되는고전압과대전류 1) 유도전압 2) 대지로흐르는전류 3) 직격뢰

4 낙뢰와과전압에의한피해의 실제예

5 뇌격에의한위험 ABC Company MCR 110 kv data 380/220 V TV 통신 이동전화 *Ref.: BLIDS, Siemens AG, Analysis of

6 건물가까이뇌격에따른거실내의방전흔적예

7 뇌격전류에의한 Socket Outlet 피해

8 뇌격전류에의한벽부형전화수구 파손

9 과전압에의한통신시스템파손

10 낙뢰에의한풍력발전기화재

11 뇌격시뇌전류의예상분류 100% telecommunication system external lightning protection system 50% power supply system metal pipelines 50% EBB earth-termination system

12 KS IEC 에따른뇌보호등급 Lightn. Rolling Protective Angle ( ) Mesh Protec. Sphere Size ( ) 80 Class r (m) (m) I 20 5 x II x I II III IV III x h(m) IV x 20 Lit.:... h r Protected Area h: Height of the air terminations above the area to protect r: Radius of the Rolling Sphere" :Protective Angle

13 옥외피뢰침설비설치방법 - Angle of Protection Air Termination Rod r h Angle of Protection Down Conductor Rolling Sphere Earthing System

14 뇌보호등급에따른인하도선배치간격 Lightning Protection Typical Distances Class in Meters I 10 II 10 III 15 IV 20

15 회전구체법에따른피뢰설비설치 ( 모형 )

16 회전구체법에따른피뢰설비설치 - 붉은표시부분은회전구체와접촉부분으로반드시보호

17 태양광발전시스템에대한 뇌전류와과전압보호

18 뇌격에의한 PV 모듈파손

19 Quelle: solar.schletter.de 19

20 뇌격에의한 PV 모듈파손

21 뇌격에의한 PV 모듈파손

22 Quelle: solar.schletter.de 22 Quelle: g+h Themenheft 2008

23 인버터파손

24 24

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27 PV 시스템에뇌격에의한흔적 ( 독일 ) 피뢰설비가없는타워에뇌격에의해부분적으로건축물파손 약 10KW 의 PV system 에서부분적으로모듈파손 처마지붕표면근처의섬락포인트

28 PV 시스템에뇌격에의한흔적 ( 독일 ) 지붕처마부근에서전선사이의섬락발생

29 PV 시스템에뇌격에의한흔적 ( 독일 ) 태양광시스템의프레임고정용스크류에의해다른전선과의접촉사고

30 PV 시스템에뇌격에의한흔적 ( 독일 ) 케이블간의섬락발생

31 PV system 가동운영중인회사 First-class and long-lasting technology Total investment of several million euro System has to be in operation for more than 20 years long-term investment System obtained by external financing power proceeds are required for amortisation. Occurence of damage might result in increased premiums and co-payment of insurance Increased costs due to damage and downtime reduce profitability of the investment Lightning and surge protection measures are required!

32 LPZ ( 뇌보호구역개념 ) 의개념 뇌보호구역은다음과같이나누어진다. - LPZ0 A : 직격뢰위험이있는지역 - LPZ0 B : 직격뢰로부터보호되는지역 - LPZ0 C : 인체에대한보폭, 접촉전압위험이있는지역 - LPZ1 : 뇌전류가 SPD 사이에서분류되는지역 - LPZ2...n : 뇌전류가 SPD 사이에서더욱제한되는지역

33 KS IEC 에따른뇌보호구역 과전압 ( 종전압 ) 횡전압 ( 유도전압 ) 직격뢰 최대 200 KA 10/350µs zone 0A 원거리뇌격 (8/20µs) zone 0B 부근뇌격 차폐 부배전반으로 zone 2 zone 1 최대 200 KA 10/350µs 통신, 데이터선 전원선 class I class II class III class I class II Zone 3 50% 50% 50% 50%

34 태양열발전소에대한뇌전류와과전압보호 LPZ 0 A LPZ 0 B LPZ 1 AC SPD Class 1+2 DC SPD Class 1+2 <S LPZ 0 B S DC SPD 2 DC SPD Class 1+2 IPV 320/12,5 ka 제품번호 PP BC V PV 제품번호 EP Y 2+1 PV 1000 제품번호

35 외부피뢰침이없는경우의 PV 시스템보호 EP C S TT 275 제품번호 LPZ 0 LPZ 1 SPD Class 2 SPD Class 2 SPD Class 2 EP C S TT 275 제품번호 EP Y 2+1 PV 1000 제품번호

36 외부피뢰침이있는경우의 PV 시스템보호 ( 단, KS IEC 에따른이격거리 s 유지시 ) EPCS TT 275 제품번호 S LPZ 0 B S LPZ 0 A LPZ 1 SPD Class 2 SPD Class 2 SPD Class 1+2 IPV 320/12,5 ka 제품번호 EP Y 2+1 PV 1000 제품번호

37 외부피뢰침이있는경우의 PV 시스템보호 ( 단, KS IEC 에따른이격거리 s 유지안된경우 ) EP C S TT275 제품번호 < S LPZ 0 A < S LPZ 0 A LPZ 1 SPD Class 2 SPD Class 2 LPZ 1 ( 최소.16 mm 2 Cu ) SPD Class 1+2 IPV 320/12,5 ka 제품번호 EP Y 2+1 PV 1000 제품번호

38 외부피뢰침이있는경우의 PV 시스템보호 ( 단, KS IEC 에따른이격거리 s 유지안된경우 ) EP C S TNS 275 Art.Nr < S LPZ 0 A < S LPZ 0 A LPZ 1 SPD Class 2 DCSPD Class 1+2 SPD Class 1+2 NEW! IPV 320/12,5 ka Art.Nr PP BC V PV Art.Nr

39 저압전원선보호 뇌전류보호등급 KS IEC , 3 에의거 뇌보호등급에따른 SPD의뇌전류크기 ( KA), 10/350μs파형에따름 Ⅰ 1 (SPD Class 1). 최소 100KA Ⅱ 1 (SPD Class 1). 최소 75KA Ⅲ(Ⅳ) 1 (SPD Class 1). 최소 50KA

40 1 뇌전류용 SPD 시험충격전류파형 2 과전압용 SPD 시험충격전류파형 100 ka 파형 [µs] 1 10/ /20 I (ka) 80 ka i max. [ka] Q [As] ka 50 ka W/R [J/ ] 규격 KS IEC EN ka 1 20 ka 2 20 µs 200 µs 350 µs 600 µs 800 µs 1000 µs t (µs)

41 금속체지붕의회전구체법에의한피뢰침설치 Franklin rod 일반피뢰침 KS IEC 회전구체법 의반경 r 은뇌보호등급에따른다. 금속체지붕위의피뢰침설비피뢰침설비는금속체지붕과접속되어도전성유지된다.

42 PV 시스템의피뢰설비설계예 이격거리 s 회전구체법의보호반경은뇌보호등급에따른다. 보호각 피뢰침 보호선 15

43 회전구체법에따른이도 (sag) 측정 두피뢰침사이의대각선길이측정

44 태양열발전소세계에서제일큰옥탑태양열발전소 5 MW 의태양광발전설비, 독일, 뷔르스타트 TTS 물류창고옥상. 본건물은철골구조물로, 직격뢰보호용피뢰침이설치, 철골구조물과접속시공되었다.

45 태양열발전소세계에서제일큰옥탑태양열발전소 회전구체반경 r = 45 m r

46 이격거리가유지된태양광시스템보호용자립형피뢰침

47 회전구체법 (Rolling Sphere Method) R 삼각지지대위에설치된피뢰침

48 회전구체법 (Rolling Sphere Method) r

49 PV( 태양광 ) 시스템 AC 전원선보호 - ClassⅠ SPD : 건물입구주배전반에설치... 큰뇌에너지보호와뇌임펄스전류를대지로방류... 등전위본딩에의해뇌전류보호!!. - Class Ⅱ SPD : DC/AC 인버터의입출력에설치... 인버터보호!! 일반적으로, 건물이낙뢰의위험이작은지역에있을경우 Class Ⅱ SPD 로충분!! - 민감한전자장비가광범위한지역에설치된경우에는 Class ⅠSPD 를설치, 큰뇌임펄스전류보호!!

50 PV 시스템 DC 선로보호 하기장소에는과전압 ( 뇌전류 ) 보호용 SPD 설치 : - 발전기함내부... 다이오드보호 - 인버터입구측... 인버터보호일반적으로, MOV 형 SPD 는 DC 회로의등전위본딩용으로사용 AC 회로보호조건과 DC 회로보호조건은다르다. PV 시스템의 DC 회로전압은 500V 에서최고 1000V 로, PV 시스템에 좌우된다.

51 PV panel 보호 PV panel 은피뢰침에의해서보호된다. 피뢰침 ( 일반피뢰침, Prevectron 등 ) 을 KS IEC 62305, 뇌보호규격에따라설치 - 통상의보호각법적용시에는일반피뢰침 (Franklin rod) 사용

52 절연재질의옥탑위 PV panel 보호 ( 벽돌, 이터닛, 세라믹, 등.) PV panel 은피뢰침에의해서보호된다. 피뢰침 ( 일반피뢰침, Prevectron 등 ) 을 KS IEC 62305, 뇌보호규격에따라설치 - 통상의보호각법적용시에는일반피뢰침 (Franklin rod) 사용 - 회전구체법에의한광역피뢰침 (Prevectron ) 을설치하여 피뢰침에의해그림자발생을최소화하여 PV 시스템효율제고 - PV panel 과피뢰침설비, 건축물구조체와는최소 1m 이상이격 시킬것

53 도전성재질옥탑위의 PV panel 보호 - 만일 KS IEC 규격에의한 PV 판넬과피뢰도선또는건물철구조물과접속된피뢰설비와의거리가최소 1m 이격거리가유지되지않았을경우, 금속체지붕, PV 의금속프레임은반드시피뢰인하도선과등전위본딩시킨다. - 뇌격시에는대지전위가상승하며따라서 PV Panel 의프레임도동시에상승한다. 피뢰설비네트웍 ( 파라데이케이지 ) 에접속된모든금속체들은똑같이높은전위가된다. -PV 판넬을전위차로부터보호하고 DC 회로에섬락을방지하기위하여성능이뛰어난 SPD 를발전기함내에설치하여등전위본딩이될수있도록한다.

54 Case Study End

55 Case Study

56 Case Study

57 Case Study

58 Case Study

59 Case Study

60 Case Study

61 Case Study

62 Case Study

63 Case Study

64 Case Study

65 Q & A

SURGE PROTECTIVE DEVICE 전원 전원 전원 +E +E +N+E

SURGE PROTECTIVE DEVICE 전원 전원 전원 +E +E +N+E 전원 전원 전원 +E +E +N+E Use of spd +E 변전소 (Substation) (Application) 배전반주분전반 (Distributing board) 분전반 (Cabinet panel board) 설비 (Facilities) 중부하기기 (Heavy loading machine) 경부하기기 (ight loading machine) 106 권장