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구-구갭의 섬락 특성에 미치는 연소화염의 영향
Influence of the Combustion Flames on the Flashover Characteristics of the Sphere-Sphere Air Gap

김인식   (경일대학교 컴퓨터 제어/전기공학부UU0000128  ); 이상우   (영남이공대학교UU0000957  );
  • 초록

    본 연구에서는 구-구갭을 수평 배치하였을 때, 연소화염에 의한 교류 및 직류 플래시오버전압 특성을 조사하였다. 화염에 의한 플래시오버 극성을 조사하기 위해 전압 및 전류파형을 측정하였으며, 플래시오버가 발생되기 전에 쿨롱력에 의한 화염의 형상 변화를 관찰하였다. 또한 플래시오버 전압의 저하 요인으로서 상대공기밀도의 저하 및 연소화염의 열전리 영향에 대해 고찰하였다. 실험 결과, 구-구갭에서 접지측 전극과 갭길이의 비를 k라고 할 때, 화염위치 k:0(접지측), k=0.5(중앙부) 및 k=1.0(전원측)인 경우 화염에 의한 교류 섬락전압의 평균값은 화염이 없을 때에 비해 각각 79.9, 82.9 및 $87.5[\%]$ 저하되었으며, 또한 화염의 높이 h=0, h=5 및 h=9[cm]일 때 교류 플래시오버 전압의 평균값은 화염이 없는 경우를 기준으로 하였을 때 각각 85.0, 40.8 및 $28.2[\%]$ 저하되었다. 소규모 연소화염에서의 열전리 영향은 크지 않는 것으로 나타났다.


    In this paper, reduction characteristics of the AC and DC flashover voltage in the horizontal air gap of sphere-sphere electrode system were investigated when the combustion flame was present near the high voltage electrode. The voltage and current waveforms were measured, when the flashover is occurred, in order to examine the flashover polarity by flame. The reduction characteristics of AC flashover voltage were discussed with the thermal ionization process, the relative air density and the deflection phenomena in the shape of flames that caused by the coulomb's force. As the results of an experimental investigation, It was found that the reduction of flashover voltages in sphere-sphere system, in comparison with the no flame case, are $79.9[\%]$ for k=0, $82.9[\%]$ for k=0.5, $87.5[\%]$ for k=1.0, $85.0[\%]$ for h=0[cm], $40.8[\%]$ for h=5[cm] and $28.2[\%]$ for h=9[cm] when ac voltage is applied. The influence for thermal ionization process of the combustion flame in small scale no particular change is recognized.


  • 주제어

    Flashover voltage .   Combustion flame .   Sphere electrode .   thermal ionization.  

  • 참고문헌 (11)

    1. Electric Power Research Institute, 'Transmission Line Reference Book, 345kV and Above/Second Edition,' pp.381-419, 1989 
    2. H. J. West, D. W. Mcmullan, 'Fire Induced Flashovers of EHV Transmission Lines,' IEEE-PES Winter Meeting, New York, Paper A73047-2, February 1978 
    3. K. Koyama, T. Sekiguchi, 'The Measurement of the Electrical Conductivity of Seeded Flame Plasmas,' Trans. on IEE Japan, Vol.87-6, No. 945, pp.1145-31151, 1987 
    4. H. Kiwaki, S. Komeji, 'Electerical Properties of Combustion Flames,' Journal of Applied Physics Japan, Vol.41, No. 10, pp.1077-1084, 1972 
    5. Electric Power Research Institute, 'Transmission Line Reference Book, 345kV and Above/Second Edition,' pp. 381-419, 1989 
    6. H. J. West, D. W. Mcmullan, 'Fire Induced Flashovers of EHV Transmission Lines,' IEEE-PES Winter Meeting, New York, Paper A73047-2, February 1978 
    7. 김인식, 김이국, 김충년, 지승욱, 이상우, 이광식, '연소 화염에 의한 수평배치 공기갭의 섬락전압 특성,' 조명 설비학회, Vol.16, No 1, pp. 27-34, 2002 
    8. A. G. Gaydon, H. G. Wolfhard, 'Flames : Their Structure, Radiation and Temperature,' 4th ed., Chapman and Hall, pp. 340-372, 1979 
    9. 김광렬, 노수영, 김영주, '최신 연소공학' 도서출판 동화 기술, pp. 63-76, 1999 
    10. E. Kuffel, W. S. Zaengl, 'High Voltage Engineering Fundamentals,' Pergamon Press, pp. 311-335, 1984 
    11. 정성계, 이덕출, '개정 신판 고전압공학' 도서출판 문운당, pp. 56-57, 1997 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim, In-Sik 2006. "Breakdown Characteristics of a Model Power Line in the Presence of Combustion Flame" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, 20(10): 164~171     

 저자의 다른 논문

  • 김인식 (16)

    1. 1999 "코로나방전에 의한 공중(空中)초음파 신호 특성" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 13 (4): 38~46    
    2. 2001 "평등 및 불평등 전계하에서 순수 Ar, $N_2$가스와 Ar/$N_2$혼합 가스의 교류절연파괴 특성" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 15 (5): 20~27    
    3. 2001 "대기중 연소화염에 의한 교류 플래시오버전압의 저하 특성" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 14 (12): 1041~1047    
    4. 2001 "$Ar/N_2 및 Kr/N_2$혼합가스의 교류절연파괴 특성" 전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. C/ C, 전기물성·응용부문 50 (12): 599~606    
    5. 2001 "고체절연체표면의 오염상태에 따른 방전현상과 방사전자파의 주파수 특성" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 15 (4): 43~50    
    6. 2002 "화재발생에 따른 연소화염이 공기의 절연내력에 미치는 영항" 한국화재소방학회 논문지= Fire Science and engineering 16 (1): 30~38    
    7. 2003 "화재발생시 직류 플래시오버특성에 미치는 연소화염의 영향" 한국화재소방학회 논문지= Fire Science and engineering 17 (2): 25~34    
    8. 2004 "직류전동기 브러시 섬락에 따른 기계적 노이즈 신호의 주파수 분포" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 18 (2): 36~43    
    9. 2006 "연소화염 존재 시 모델 전력선의 절연파괴 특성" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 20 (10): 164~171    
    10. 2008 "수직배열 모델 전력선의 절연파괴 특성에 미치는 화염의 영향" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 22 (4): 85~92    

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