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전기철도의 이상전압 대책을 위한 공통접지시스템에 관한 연구

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Author(s)
이용미
Issued Date
2015
Abstract
Grounding is the establishment of a common reference voltage(typically 0 [V]) between power sources and/or electrical equipment. Electrical ground faults, short circuits, lightning, and transients can occur in electrical power supply and distribution system or the facilities power systems. These design criteria specify requirements for the protective provisions relating to electrical safety in structures associted with the traction system and to any structures that amy be endangered by traction power supply system or the facilities power system, and to any automatic train control, communications, or other electronic equipment that must be protected from electrical shocks.
Grounding, bonding and lightning protection shall be designed to address three purposes : personal safety; equipment, cabling and building protection; and equipment noise reduction. In principle, to assure the integrity of the grounding and bonding systems and the longevity of the system components, particularly for buried or encased elements, the bonding and grounding designs shall create duplicate electrical continuity paths and provide for redundancy in jumpers and bonds.
Grounding, bonding, and lightning protection is multi-disciplinary in nature. The design shall consider and miyigate the negative effects of lightning, grounding potential rise, cintact with electrical power circuit, and induction. The various discipline designers must collaborate with on another to coordinate the overall grounding and bonding design, so that a consistent approach is used and applied by each discipline in the development of the electrical, power and structural grounding and bonding and lightning protection.
Alternative Title
A Study on the Common Grounding System for the Abnormal Voltage Countermesure of the Electric Railway
Alternative Author(s)
Lee YongMi
Department
일반대학원 전기공학과
Advisor
조금배
Awarded Date
2015-08
Table Of Contents
목 차

ABSTRACT

Ⅰ. 서 론 1

Ⅱ. 철도 급전계통에서의 이상전압 3
A. 이상전압의 종류 5
1. 외부 이상전압 : 외뢰 5
a. 직격뢰에 의한 서지 6
b. 유도뢰에 의한 서지 8
2. 내부 이상전압 : 내뢰 8
a. 지속성 서지 9
b. 개폐서지 10
B. 이상전압의 특징 13
C. 서지의 영향 15
1. 급전계통의 영향 15
2. 기기에 대한 영향 15
3. 직격뢰에 의한 영향 16
D. 이상전압의 영향과 접지시스템 18
E. 이상전압의 영향에 대한 대책 21
1. 전철변전설비 접지 구성 21
2. 전차선로 설비의 이상전압 억제 22
3. 통신설비 이상전압 억제 23
4. 신호설비 이상전압 억제 24

Ⅲ. 전기안전과 철도급전시스템의 국제 기준 25
A. 감전전류에 대한 안전한계 25
1. 쾌펜(Keoppen)에 의한 안전기준 26
a. 통전전류가 수직으로 흐른 경우 26
b. 통전전류가 수평 또는 부분적으로 흐를 경우 27
2. 안전전류 기준 28
3. 달질과 비겔마이어의 결과 비교 29
4. 국제기술기준에 의한 안전전류기준 30
B. 접지시스템과 인체의 위험전압 33
1. 대지 전위상승(GPR)과 대지표면 전위 34
2. 접촉전압 35
3. 보폭전압 35
4. 메시전압 35
C. 감전전류와 안전전압 36
1. 감전전류와 안전전류 36
2. 안전전압 37
D. KS C IEC62128-1의 기준 39
1. 주요 내용 39
a. 적용 범위 39
b. 감전에 대한 보호 조치 39
c. 레일 전위의 위험에 대한 보호 41
d. 변전소 및 개폐소에 대한 보호 43
e. 귀선 전류회로와 접지도체 43
2. 설계기준 44

Ⅳ. 지표면 전위 계산 알고리즘 46
A. 그린함수의 원리 46
B. 영상법에 의한 전위 해석 49
C. 적분방법에 의한 전위계산 52

Ⅴ. 이상전압의 측정 56
A. 정상운전 상태의 대지전위 측정 56
1. 측정 회로 및 측정방법 57
2. 측정 결과 검토 57
B. 고장 상태의 대지전위 측정 61
1. 측정회로 및 측정방법 61
2. 측정결과 검토 62
a. 상행선지락 (상행선 측정) 63
b. 하행선지락 (하행선 측정) 63
c. 측정 결과 검토 64
C. 차량기지에서의 대지전위 측정 70
1. 측정 회로 및 측정방법 70
a. 고속철도 차량의 MCB 투입시 71
b. 고속철도 차량의 MCB 투입상태(전압 인가상태) 72
c. 고속철도 차량의 MCB 개방시 73
d. 고속철도 차량의 MCB 개방상태(전압 무인가상태) 74
2. 측정 결과 검토 75

Ⅵ. 시뮬레이션 및 결과 검토 78
A. 이상전압 발생의 시뮬레이션 78
1. 전철 급전계통의 고장전류 모델 78
a. 전철 급전계통 78
b. 전원계통 임피던스 79
c. 급전회로의 선로정수 80
d. 전철 급전계통의 회로모델 85
2. 전기철도 급전계통 단락사고시 접지전류의 영향검토 85
3. 매설지선의 회선수에 의한 영향검토 87
a. 매설지선 2회선을 시공하는 경우 87
b. 매설지선 1회선을 시공하는 경우 88
c. 교량구간에서 매설지선 1회선을 시공하는 경우 90
d. 검토 결과 및 고찰 92
B. 매설지선의 회선수와 인출선 간격의 전위분포 해석 93
1. 접지저항과 최대 전위의 분석 94
2. 매설지선 2회선을 시공하는 경우 95
3. 매설지선 1회선을 시공하는 경우 97
4. 결과 검토 및 고찰 98
C. 지락사고시 전위상승과 대지 저항률의 관계 분석 99
1. 시뮬레이션 99
2. 시뮬레이션 결과 검토 101

Ⅶ. 결 론 103

참 고 문 헌
Degree
Master
Publisher
조선대학교
Citation
이용미. (2015). 전기철도의 이상전압 대책을 위한 공통접지시스템에 관한 연구.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/12546
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000265098
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • AuthorizeOpen
  • Embargo2015-08-25
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