KR20050080713A

KR20050080713A - 송전 철탑의 역섬락 방지 방법

Info

Publication number: KR20050080713A
Application number: KR1020040008831A
Authority: KR
Inventors: 조성우; 민병욱; 김학범
Original assignee: 조성우
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2005-08-17

Abstract

본 발명은 전력을 안정적으로 공급하기 위한 수단이 되는 송전선로의 지지물로 쓰이는 철 구조물인 송전철탑의 접지방식이 탑각에 접지선을 연결하여 매설하는 방식으로 되어 있음에도 불구하고 낙뢰에 의한 사고가 일어나고 있어, 탑정에 피뢰침을 설치하여 철탑에 직격되는 낙뢰을 유인하고, 유인된 낙뢰를 케이블로 유도하여 방사상의 접지망을 통하여 낙뢰를 대지로 방사시킴으로서 낙뢰사고를 막고자 하는 방법에 관한 것이다.

외국은 물론 국내에서도 송전철탑에 피뢰침을 설치하지 않는다. 이는 철탑이 대지와 연결되어 있고 철탑이 도체라는 점 때문에 별도로 피뢰침을 설치하지 않아도 철탑자체가 피뢰침을 역할을 하기 때문이다.

그러나 낙뢰와 같이 급준한 서지에 대응하는 선로의 저항을 서지임피던스라 하는데 철탑의 서지 임피던스는 대략 100 - 150 Ω 이된다. 탑정에 서지가 침입하는 경우 이 서지임피던스와 낙뢰전류의 크기에 비례하는 전압이 탑정에 유기되어 역섬락을 일으키게 된다.

본 발명에서는 이러한 역섬락을 방지하기 위하여 송전 철탑의 탑정에 피뢰침을 설치하여 탑정에 침입하는 낙뢰를 피뢰침으로 유인하고, 낙뢰가 대지로 흐르는 경로를 케이블로 구성하여 심선과 시스사이에 작용하는 캐패시턴스에 의해 서지 임피던스와 서지속도를 줄고 접지방식도 기존의 방식을 간단한 방법으로 방사상 접지로 변경하고, 낙뢰전류를 접지로 유도하여 대지에 방류시킴으로서 송전선에서 일어나는 낙뢰사고를 방지하고자 한다.

Description

송전 철탑의 역섬락 방지 방법{omitted}

외국은 물론 국내에서도 송전철탑(43)에 피뢰침(2)을 설치하지 않는다. 이는 송전 철탑(43)이 대지(17)와 연결되어 있고 송전 철탑(43)이 도체라는 점 때문에 별도로 피뢰침(2)을 설치하지 않아도 송전 철탑(43)자체가 피뢰침(2)을 역할을 하기 때문이다. 기존 송전 철탑(43)에 낙뢰(41) 등 서지가 유입될 경우 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)에 영향을 끼치지 않고 안전히 접지(17) 쪽으로 서지가 유입되도록 하기 위해서 기존 송전 철탑(43)에 가공지선(1, 3)을 송전 철탑(43)과 연결하여 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)에는 영향을 미치지 않게 하고 있다.

그러나 낙뢰(41)와 같이 급준한 서지에 대응하는 선로의 저항을 서지임피던스라 하는데 기존 송전철탑(43)의 서지 임피던스는 대략 100 - 150Ω이 된다. 따라서 철탑 탑각하단에 접지공사가 아무리 잘 되어 있더라도 기존 송전 철탑(43) 자체가 가지고 있는 서지 임피던스가 크기 때문에 전체 접지저항값을 줄이기는 힘들다. 탑정에 서지가 침입하는 경우 이 서지 임피던스와 낙뢰전류의 크기에 비례하는 전압이 탑정에 유기되어 역섬락(44)을 일으키게 된다.

기존 송전 철탑(43) 정상부나 가공지선(1, 3)에 낙뢰(41)를 받으면 송전 철탑(43)은 (뇌격전류 ×철탑 접지저항)에 해당하는 전위상승을 일으킨다. 이때, 뇌격전류(46)가 몹시 크거나 탑각(36)의 접지저항이 크면 접지(18) 측에서 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)로 향하는 섬락을 일으킨다. 이를 역섬락(44)이라 한다. 여기서 역섬락의 요인인 전위상승을 나타내는 요소 중 들어오는 뇌적 전류(46)의 경우 사람이 인위적으로 해결할 수 없는 요소이지만 철탑의 접지저항 값은 설치되는 환경에 따라 그 값이 변화 할 수 있다. 하지만 철탑 서지 임피던스로 인하여 종래의 방식으로는 기존의 송전 철탑의 접지 저항 값을 줄이기 어렵다.

역섬락(44)이 발생할 경우 기존 송전 철탑(43)에 미치는 문제점으로는 계전기 정상동작에 의한 정전이 있다. 선로(6) 양쪽 끝에 설치되어 있는 계전기에 과전압이 들어오게 되므로 계전기에서는 정상적으로 과전압으로 인식하고 선로를 차단하게 된다. 이 경우 전체 선로의 문제가 아닌 자연현상인 낙뢰에 의한 과전압으로 인해 정전사태가 일어나기 때문에 전력계통의 손실로 이어진다.

역섬락(44)에 의해 생기는 또 다른 문제로는 선로의 소선과 단선사고가 있을 수 있다. 선로에 역섬락이 유입되면 선로를 구성하고 있는 전선에 각기 다른 서지가 유입되고 전선 중 일부는 부하를 견디지 못하고 소선된다. 소선된 전선부분의 선로는 이 소선된 전선으로 인하여 저항성분이 증가한다. 저항성분의 증가로 선로에서는 전력을 소비하게 되고 이 전력은 대부분 열로 외부로 방출된다. 따라서 소선된 전선부분에서는 다른 선로보다 열이 많이 발생되어 소선되지 않은 선로내 전선까지 영향을 미쳐 나중에는 큰 전력 사고가 발생할 수 있다. 또한 소선된 선로에서 전력을 소비하기 때문에 전체적인 에너지 손실로 이어진다.

마지막으로 역섬락(44)에 의해 생기는 문제점으로 애자(4, 5, 8, 10, 12, 13) 파괴가 있다. 역섬락(44)이 발생되어 기존 송전 철탑(43)에서 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)로 역섬락(44)이 유입될시 애자(4, 5, 8, 10, 12, 13)를 통해서 역섬락(44)이 이동한다. 이때 유입되는 역섬락(44)이 애자(4, 5, 8, 10, 12, 13)의 내구력보다 높을 경우 애자외부가 파괴될 수 있다.

위에서 언급한 역섬락(44)에 의한 전력계통의 문제점으로 인해서 기존의 송전 철탑(43)으로는 역섬락(44)을 줄이기 위해서는 접지저항을 줄이는 방법이 가장 효과적이라 할 수 있다. 하지만 현 철골구조는 기존 송전 철탑(43)이 가지고 있는 서지임피던스 때문에 송전철탑의 구조를 바꾸기 전에는 접지저항을 줄이기는 힘들다.

본 발명에서는 낙뢰(41)가 기존 송전 철탑(43)으로 유입될 경우 기존의 송전 철탑(43)과 지면(17)과의 서지 임피던스에 의해서 낙뢰 전류(46)는 일정한 전류 값을 갖고 송전 철탑(43)을 통해서 접지(18)로 흐르게 되고 (뇌격전류 ×철탑 접지저항)에 의해 전위상승을 하게 된다. 전위상승의 폭이 클 경우 송전 철탑(43)에서 선로(6)로 전류가 유입되는데 이것이 역섬락(44)이다.

본 발명에서는 이러한 역섬락(44)을 방지하기 위하여 송전철탑(16)의 탑정에 피뢰침(2)을 설치하여 탑정에 침입하는 낙뢰(41)가 클 경우 피뢰침(2)의 유입반경에 의해 낙뢰(41)를 피뢰침(2)으로 유인하고, 낙뢰(41)가 대지(17)로 흐르는 경로를 케이블(19)로 구성하여 심선과 시스사이에 작용하는 캐패시턴스에 의해 서지 임피던스와 서지 속도를 줄이고 접지방식도 기존의 방식을 간단한 방법으로 방사상 접지(32)로 변경하여 낙뢰전류(46)를 대지(17)에 방류시킴으로서 송전선에서 일어나는 낙뢰사고를 방지하고자 한다.

본 발명에서는 낙뢰(41)에 의한 역섬락(44)을 줄이기 위한 방법으로서 기존의 송전 철탑(43)은 송전 철탑(43)과 대지(17)간의 접지저항이 송전 철탑(43)이 가지고 있는 서지 임피던스가 있기 때문에 철탑의 구조를 바꾸기 전에는 철탑 전체의 접지저항을 줄이기는 힘들다. 따라서 본 발명에서는 기존의 철탑(43) 상층부에 피뢰침(2)을 설치하고 송전 철탑(16)과 연결되지 않도록 피뢰침 하단에 애자(22)를 설치한다. 피뢰침(2)은 케이블(19)과 연결하고 이 케이블(19)을 송전 철탑(16)의 접지의 중심(31)과 연결하여 피뢰침(2)에 유입된 낙뢰를 송전 철탑(16)을 지나지 않고 바로 접지(18)로 흘러내리게 하여 역섬락(44)을 방지한다.

본 발명에 대한 구체적인 설명으로,

본 발명에 따른 송전 철탑(16)의 상부에 피뢰침(2)이 설치되고 피뢰침(2) 하단에는 송전 철탑(16)과 연결되지 않도록 애자(22)가 장착되어 있다. 기존의 피뢰침이 설치되어 있지 않은 송전 철탑(43)의 경우 낙뢰(41)가 유입될 경우 송전 철탑(43)에 유입된 낙뢰(41)는 접지(18)를 통해서 지면(17)으로 유출된다. 하지만 송전 철탑(43)의 접지(18)가 급준하는 서지를 다 유출시키지 못하면 다시 접지(18)에서 송전 철탑(43)을 통해 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)로 역섬락(44)이 생긴다.

본 발명의 송전 철탑(16) 상부의 피뢰침(2)을 설치 할 경우 낙뢰(41)가 송전 철탑(16)에 떨어지면 피뢰침(2)이 설치되어 있기 때문에 피뢰침(2)의 흡입력으로 낙뢰(41)가 송전 철탑(16)이 아닌 피뢰침(2)으로 떨어지게 된다. 이때 피뢰침(2)과 송전 철탑(16)사이에는 애자(22)로 분리되어 있어 피뢰침(2)으로 들어온 낙뢰(41)가 송전 철탑(16)에 영향을 미치지 않고 접지(18)로 유입된다.

피뢰침(2)이 낙뢰(41)를 흡입할 수 있는 거리인 흡입반경은 유입되는 낙뢰전류(46)에 따라 달라지게되는데 'Brown, Whitehead' 의 공식에 따르면 r=6.39I ^0.75이 성립한다. 여기서 I는 낙뢰전류(46)를, r은 흡입반경을 말하게 된다. 따라서 낙뢰전류(46)가 커지게 되면 피뢰침(2)이 흡입 가능한 흡입반경은 그만큼 커지게 된다. 전류에 따른 흡입반경은 다음 표와 같이 계산된다.

본 발명에 따른 피뢰침(2)을 송전 철탑(16)에 설치하게 되면 낙뢰전류(46)가 유입시 낙뢰전류의 크기에 따라 피뢰침의 흡입반경이 결정되고 송전철탑(16)의 가공지선 암 길이보다 큰 흡입반경일 경우 낙뢰가 송전철탑(16)에 영향을 미치지 않고 피뢰침(2)을 통해 낙뢰(41)가 지면으로 빠지게 된다. 위의 표에서 나타난대로 154kV는 1.3KA이상되는 낙뢰(41)가 본 발명에 따른 송전 철탑(16)에 유입되는 것을 막을 수 있고, 345kV는 3KA 이상의 낙뢰(41), 765kV는 10KA이상의 낙뢰(41)가 송전 철탑(16)에 유입되는 것을 막을 수 있다.

피뢰침(2)에서 접지(18)로 낙뢰 전류(46)를 보낼때 이용되는 케이블(19)은 전류를 전송하는 주 경로인 심선도체(84)와 접지를 용이하게 하여 안전도를 높이기 위한 시스도체(82)로 구성되고 그 사이를 절연체(85)를 넣어서 심선도체(84)와 시스도체(82)를 절연시킨다. 피뢰침(2)에서 유입된 낙뢰전류(46)는 심선도체(84)를 통해서 흐르게 된다. 이때 절연체(85)사이로 심선도체(84)와 시스도체(82)는 콘덴서와 비슷한 작용을 하여 케이블(19) 자체에 캐패시턴스를 갖는다. 캐피시턴스는 서지 임피던스에 대해서 의 식을 갖고있고 서지 전파속도에서는 의 식이 성립된다. 따라서 캐패시턴스가 클수록 서지임피던스는 작아지고 서지 전파속도는 느려지므로 앞에서 설명한 역섬락이 발생될 수 있는 전위 상승의 요인인 (뇌격전류 ×철탑 접지저항)에서 서지 전파속도가 작아지므로 뇌격전류의 크기가 줄어들게 되고 서지임피던스가 줄어서 전체 송전철탑의 접지저항값은 작아지게 된다. 따라서 전위상승 요소의 값을 줄여 낙뢰(41)에 의한 역섬락(44)이 일어날 가능성이 적어지게 된다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 송전 철탑(16) 상단부에 피뢰침(2)을 연결하고 그 피뢰침(2)과 접지(18)사이에 케이블(19)을 연결하여 역섬락(44)을 방지할 수 있다. 이러한 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 기존 송전 철탑(43)으로 낙뢰(41)가 유입시 송전 철탑(43)에서 낙뢰(41)에 의해 송전 철탑(43)의 전위 상승이 생기게 된다. 이 전위 상승이 클 경우 역섬락(44)이 발생하게 되는데 이런 현상은 기존 송전 철탑(43)이 낙뢰(41)에 대한 접지역할을 하기 때문에 생긴다. 그러나 본 발명의 역섬락 방지 방법은 송전 철탑(16)에 낙뢰(41)가 유입되지 않고 피뢰침(2)으로 낙뢰(41)가 유입되므로 송전 철탑(16)에는 직접적인 영향을 받지 않고 피뢰침(2)에 연결되어 있는 케이블(19)을 통해 낙뢰(41)가 접지(18)로 빠지게 된다. 따라서 본 발명에 따른 송전 철탑(16)에 직접적으로 낙뢰(41)가 흐르지 않기 때문에 송전 철탑(16)에서 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)로 역섬락(44)이 일어나지 않는다.

둘째, 기존의 송전 철탑(43)의 서지 임피던스는 대략 100 - 150Ω이 된다. 탑정에 낙뢰(41)가 유입되는 경우 이 서지 임피던스와 낙뢰 전류(46)의 크기에 비례하는 전압이 탑정에 유기되어 역섬락(44)을 일으키게 된다. 하지만 피뢰침에서 접지로 낙뢰 전류를 보낼 때 이용되는 케이블(19)은 콘덴서와 비슷한 작용을 하여 케이블 자체에 캐패시턴스를 갖는다.

캐패시턴스는 서지 임피던스에 대해서 의 식과 서지 전파속도에 대한 의 식이 성립한다. 캐패시턴스가 클수록 서지임피던스는 작아지고 서지 전파속도는 느려지므로 앞에서 설명한 역섬락이 발생될 수 있는 전위 상승의 요인인 (뇌격전류 ×철탑 접지저항)에서 서지 전파속도가 작아지므로 뇌격전류의 크기가 줄어들게 되고 서지임피던스가 줄어서 전체 송전철탑의 접지저항값은 작아지게 된다. 따라서 전위상승 요소의 값을 줄여 낙뢰(41)에 의한 역섬락(44)이 일어날 가능성이 적어지게 된다.

셋째, 기존의 송전 철탑(43) 접지는 각 탑각(36)을 통한 개별적인 접지를 하고 있다. 따라서 낙뢰전류(46) 등의 서지 유입 시 각 탑각(36)의 접지상태에 따른 접지 불균형이 일어나서 대지(17)로 효율적으로 낙뢰전류(46)가 방출되지 못하고 역섬락(44)을 일으키는 경우가 있다.

본 발명에서는 낙뢰(41)가 유입되어 접지(18)로 흐르게 될 경우 기존의 접지로 낙뢰전류(46)가 유입되기 쉽도록 탑각의 중심(31)에서부터 접지 케이블(32)을 연결하여 기존의 접지(33)에 연결한다. 이렇게 하여 낙뢰 전류(46)가 유입되어 접지(18)로 빠질 때 탑각(36)에 따른 접지의 차이로 인해 발생하는 접지의 불균형 현상을 막아준다.

도 1은 본 발명에 따른 송전 철탑의 역섬락 방지 방법을 위한 설명도

도 2는 도 1에서 피뢰침 설치 부분에 대한 자세한 세부 그림

본 발명에 따른 송전 철탑(16)의 상단에 연결되어 송전 철탑(16)으로 유입되는 낙뢰(41)를 케이블(19)로 유도시키는 피뢰침(2), 피뢰침(2)에서 유입된 낙뢰(41)를 접지(18)로 보내는 케이블(19), 피뢰침(2)과 송전 철탑(16)사이의 절연을 위한 애자(22)로 구성되어 피뢰침(2)으로 유입된 낙뢰(41)를 접지(18)로 보낸다. 접지(18) 쪽으로 유입된 낙뢰(41)는 케이블(19)과 이어진 접지 케이블(32)을 통해 각 탑각(36)의 접지(33)로 분산되어 지면으로 빠진다.

도 3은 케이블 하단과 연결된 접지의 세부 그림

케이블(19)을 통하여 유입된 낙뢰 전류(51)는 접지케이블의 중심인 접지의 중심(31)에서 각 탑각(36)의 기초에 있는 지면(17)으로 방류시킨다. 이때 접지 케이블로(32) 접지의 중심(31)과 각 탑각(36)을 연결하여 기존의 탑각간의 접지 불균형을 해소하여 양호한 접지를 만들어 준다.

도 4는 피뢰침이 설치되지 않은 철탑에 낙뢰가 들어올 경우 낙뢰 유입경로

낙뢰(41)가 기존 송전 철탑(43)으로 유입될 경우 송전 철탑(43)과 지면(17)과의 서지 임피던스에 의해서 낙뢰 전류(46)는 일정한 전류 값을 갖고 송전 철탑(43)을 통해서 접지(18)로 흐르게 된다. 이때의 (뇌격전류 ×철탑 접지저항)에 의해 전위상승을 하게 된다. 전위상승의 폭이 클 경우 송전 철탑(43)에서 선로(6)로 전류가 유입되는데 이것이 역섬락(44)이다.

도 5는 본 발명에 따른 피뢰침을 설치한 송전 철탑에 낙뢰가 들어올 경우 낙뢰 유입경로

낙뢰(41)가 피뢰침(2)으로 유입시 피뢰침(2)으로 유입되는 낙뢰전류(46)가 본 발명에 따른 송전 철탑(16)등 다른 장치에 흐르지 않고 피뢰침(2)에 연결되어 있는 케이블(19)을 통해 접지(18)로 보내진다. 케이블(19)은 케이블(19)의 심선도체(84)와 시스도체(82), 절연체(85)로 구성되어 있는 케이블(19)의 특성상 심선도체(84)와 시스도체(82)사이의 캐패시턴스가 생긴다.

또한 송전 철탑(16)보다 낮은 저항성분을 갖고 있기 때문에 케이블(19)로 흐르는 낙뢰전류(41)는 속도가 느려지고 크기도 줄어들게 되므로 본 발명에 따른 송전 철탑(16)에서 선로(6)로 역섬락이 일어나는 것을 방지한다.

도 6은 낙뢰전류가 송전 철탑 혹은 케이블에 유입시 흐르는 낙뢰전류 파형

기존의 송전 철탑(43)에 낙뢰 전류(46)가 흐를시 낙뢰전류의 속도(73)와 크기(71)에 영향을 주는 캐패시턴스 값이 송전 철탑(43)자체만으로는 그 값이 크지 않고, 또한 송전 철탑(43) 자체의 서지 임피던스는 크기 때문에 낙뢰전류의 속도(73)가 빠르고 크기(71)가 크다. 하지만 케이블(19)을 통해 낙뢰전류(41)가 흐를 경우 케이블(19)의 심선도체(84)와 시스도체(82), 절연체(85)로 구성되어 있는 케이블(19)의 특성상 심선도체(84)와 시스도체(82)사이의 캐패시턴스가 생긴다. 또한 송전 철탑(43)보다 낮은 저항성분을 갖고 있기 때문에 케이블(19)로 흐르는 낙뢰전류(41)는 속도가 느려지고 크기도 줄어들게 된다.

도 7은 케이블의 단면도

케이블(19)은 일반적으로 4개의 부분으로 대별된다. 전력을 전송하는 심선도체(84)와 도체를 둘러싼 절연체(85), 절연체를 둘러싼 도체, 이 도체를 시스도체(82) 라고 한다. 마지막으로 시스도체(82)를 둘러싸고 있는 절연체인 방식층(81)로 구성된다.

도 8은 기존의 송전 철탑 개략도

외국은 물론 국내에서도 송전철탑(43)에 피뢰침(2)을 설치하지 않는다. 이는 기존 송전철탑(43)이 대지(17)와 연결되어 있고 송전 철탑(43)이 도체라는 점 때문에 별도로 피뢰침(2)을 설치하지 않아도 송전 철탑(43)자체가 피뢰침(2)의 역할을 하기 때문이다. 기존 송전 철탑(43)에 낙뢰(41) 등 서지가 유입될 경우 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)에 영향을 끼치지 않고 안전히 접지(17) 쪽으로 서지가 유입되도록 하기 위해서 송전 철탑(43)에 가공지선(1, 3)을 송전 철탑(43)과 연결하여 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)에는 영향을 미치지 않게 하고 있다.

그러나 낙뢰(41)와 같이 급준한 서지에 대응하는 선로의 저항을 서지임피던스라 하는데 기존 송전 철탑(43)의 서지 임피던스는 대략 100 - 150Ω이 된다. 따라서 철탑 탑각하단에 접지공사가 아무리 잘 되어 있더라도 기존 송전 철탑(43) 자체가 가지고 있는 서지 임피던스가 크기 때문에 전체 접지저항값을 줄이기는 힘들다. 탑정에 서지가 침입하는 경우 이 서지 임피던스와 낙뢰전류의 크기에 비례하는 전압이 탑정에 유기되어 역섬락(44)을 일으키게 된다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호 설명＞

1. 3. 가공지선

2. 피뢰기

4. 5. 8. 10. 12. 13. 애자

6. 7. 9. 11. 14. 15. 선로

16. 철탑

17. 대지

18. 접지

19. 본 발명의 피뢰기와 연결된 케이블

21. 피뢰침과 케이블이 연결된 부분

22. 애자

23. 철탑과 케이블 시스가 연결된 부분

24. 케이블 심선

25. 케이블 시스

31. 접지의 중심

32. 각 탑각으로 접지의 중심이 이어지는 접지 케이블

33. 전기적으로 안정적인 전력공급과 감전등의 인축사고를 최소화하기 위한 안전조치인 접지선으로 구성된 동복 강연선

36. 철탑 기초

41. 낙뢰

43. 송전 철탑

44. 역섬락 현상

45. 낙뢰에 의해 철탑내부로 흐르는 전류

51. 케이블을 통해 흐르는 전류

71. 낙뢰전류에 의해 발생된 서지 - 기존의 송전철탑에 생기는 파형

평상시 송전철탑 내부에는 선로를 흐르는 전류에 의해 유도전압이 일정하게 나타나게 된다. 낙뢰에 의한 서지가 철탑으로 유입되면 그 낙뢰전류는 철탑에서 접지로 서지 전파속도를 갖고 흐르게 된다. 이때 생기는 서지는 (뇌격전류 ×철탑 접지저항)의 크기만큼 전위 상승을 일으킨다.

72. 낙뢰전류에 의해 발생된 서지 - 본 발명방법에 따른 케이블을 통해 흐르는 파형 평상시 송전철탑 내부에는 선로를 흐르는 전류에 의해 유도전압이 일정하게 나타나게 된다. 낙뢰에 의한 서지가 철탑으로 유입되면 그 낙뢰전류는 철탑에서 접지로 서지 전파속도를 갖고 흐르게 된다. 이때 생기는 서지는 (뇌격전류 ×철탑 접지저항)의 크기만큼 전위 상승을 일으킨다. 본 발명에서는 기존의 철탑 접지저항보다 낮은 접지저항을 갖기 때문에 기존의 철탑에 생기는 전위 상승분보다 낮게 전위가 상승되어 케이블로 흐르게 된다.

73. 서지 전파속도 - 기존의 송전철탑에 흐르는 속도

서지 전파속도는 서지가 흐르는 물체의 성분 중 캐패시턴스에 대해 의 식이 성립하게 된다.

74. 서지 전파속도 - 본 발명방법에 따른 케이블을 통해 흐르는 속도

피뢰침을 통해 케이블로 흐르는 전류는 주 경로인 심선도체를 통해서 흐르게 된다. 이때 절연체사이로 심선도체와 시스도체는 콘덴서와 비슷한 작용을 하여 케이블 자체에 캐패시턴스를 갖는다.

75. 선로에 흐르는 전류에 의해 송전 철탑 내부에 생기는 전위

76. 선로에 흐르는 전류에 의해 케이블 내부에 생기는 전위

81. 전식을 방지하고 도체에 접촉이 안되게 하는 방식층

82. 접지를 용이하게 하여 안전적으로 작용하게 하는 시스도체

84. 전력을 전송하는 주 경로인 심선도체

85. 심선도체와 시스도체 사이에 절연을 확보하기 위한 절연체

Claims

송전 철탑(16)의 상단에 연결되어 송전 철탑(16)으로 유입되는 낙뢰(41)를 케이블(19)로 유도시키는 피뢰침(2), 피뢰침(2)에서 유입된 낙뢰(41)를 접지(18)로 보내는 케이블(19), 피뢰침(2)과 송전 철탑(16)사이의 절연을 위한 애자(22), 각 철탑의 기초(36) 접지를 연결하는 접지 케이블(32)을 가진 송전 철탑의 역섬락 방지 방법으로서,

송전 철탑(16)에 낙뢰(41)가 유입될시 송전 철탑(16)에 낙뢰(41)가 유입되지 않고 피뢰침(2)에 유입되는 스텝;

케이블(19)에서 피뢰침(2)으로 유입된 낙뢰(41)를 접지 케이블(32)로 보내는 스텝;

접지케이블(32)에서 각 탑각의 접지선(33)으로 낙뢰(41)를 분산시켜 지면으로 소멸시키는 스텝;

을 포함하는 것이 특징인 송전 철탑의 역섬락 방지 방법.
제 1항에 있어서 상기 피뢰침(2)은,

송전 철탑(16)에 낙뢰(41)가 유입되지 않고 피뢰침(2)으로 낙뢰(41)가 유입되므로 송전철탑(16)에는 직접적인 영향을 받지 않고 피뢰침(2)에 연결되어 있는 케이블(19)을 통해 낙뢰(41)가 접지(18)로 빠지게 된다. 송전 철탑(16)에 직접적으로 낙뢰(41)가 흐르지 않기 때문에 송전 철탑(16)에서 선로(6, 7, 9, 11, 14, 15)로 역섬락(44)이 일어나지 않도록 하는 피뢰침(2)을 갖는 것이 특징인 송전 철탑의 역섬락 방지 방법.
본 1항에 있어서 상기 케이블(19)은,

심선도체(84)와 시스도체(82). 그 사이의 절연체(85)로 이루어져 있어, 기존 송전 철탑(43)에서는 갖지 않는 커패시스턴스(C) 성분을 케이블(19) 자체에 갖게 되어 의 식에 의해 전체 서지 임피던스를 줄이고 에 의해 낙뢰전류의 속도를 줄이는 케이블(19)을 갖는 것이 특징인 송전 철탑의 역섬락 방지 방법,
본 1항에 있어서 상기 방사형 접지(32)는,

케이블(19)에서 접지(18)로 이어지는 케이블을 접지의 중심을 통해서 각 탑각의 접지를 잇는 접지 케이블을 장착하여 기존의 접지가 각 탑각을 통하여 불균형한 접지를 균형적으로 맞춰서 케이블을 통해 들어오는 낙뢰전류를 대지로 안정적으로 흐르게 하는 방사형 접지.