전기 고장의 발생 원인 별 분류와 유형 분석

전기 고장의 발생 원인 별 분류와 유형 분석

전기 고장이 무엇일까?

전기 기기의 고장은 일반적으로 전류가 의도된 경로에서 편향되어 발생하는 전기 회로의 결함입니다. 즉, 이는 전기 시스템이 이상 상태가 되어 전기 기기들을 손상시키고 전류의 정상적인 흐름을 방해하게 되는 것입니다. 이런 전기 고장은 무거운 단락 전류가 시스템을 통해 흐르고 전원 시스템 장비를 손상시키는 것으로 인해서 도체와 접지 사이에 발생하는 전류의 흐름을 방해하는 회로의 특성인 임피던스 값을 감소시킵니다. 그리고 이런 전기 고장이나 이상의 발생 확률은 전송 선로에서 더 높게 나타납니다. 전원 시스템에서 발생하는 고장의 약 절반은 전송 라인의 고장이며, 전송 라인은 광범위하게 분기되어 있을 뿐 아니라 길이가 길면서 다양한 기상 조건 하에서 작동할 뿐만 아니라 전기적 성질을 가지고 있는 대기 교란의 영향 또한 받습니다. 그리고 이런 전기 고장이 발생할 시에는 회로에 강한 단락 전류가 흐르게 되는데, 이런 고장으로 인해 발생한 과전류는 과도한 발열을 유발하여 화재 또는 폭발의 원인이 될 수 있습니다. 그뿐만 아니라 때로는 단락 전류가 형태로 인해서 추가적인 손상을 입힐 수도 있으며, 전원 시스템의 안정성에 악영향을 미치거나 혹은 시스템을 완전히 멈추게 만들 수도 있습니다.

전기 고장의 발생 원인 별 분류

우선 단열재의 손상이나 노후화로 인해 정상 전압 상태에서도 파손이 발생할 수 있으며, 파손은 일반적으로 강풍 같은 자연재해뿐만 아니라 쓰러진 가로수나 기둥과의 충돌, 항공기 선로 충돌, 선로 파손 등의 예측할 수 없는 현상으로 인해 발생하는 경우가 많습니다. 뿐만 아니라 낙뢰 등으로 인해 발생한 비정상적인 전압으로 인해서도 발생할 수 있습니다. 스위칭 작동 시에 발생하는 과도 과전압으로 인해서 절연 장치 등의 손상이 올 수도 있습니다. 스위칭 작동 시에 전압은 빠른 속도로 상승하게 되므로 장비를 손상으로부터 보호하기 위해 더 단열에 신경 써야 합니다. 물론 시스템 설계나 장비 품질 및 유지보수를 개선하거나 좀 더 주의를 하는 것으로 이런 고장을 최소화할 수는 있으나 손상되는 상황을 완전히 없애는 것은 불가능합니다.

전기 고장의 유형

전원 시스템에서 흔하게 나타나면서도 위험한 고장은 바로 단락 또는 션트의 결함입니다. 단락에 고장이 발생하면 회로를 통해 과전류 또는 단락 전류가 흐르면서 접지 또는 단락 간 절연에 해당하는 전류 전달 위상 도체의 절연에 손상을 입히게 됩니다. 전기 고장의 유형 중 하나는 바로 단상 접지 결함인데, 이는 주로 위상 중 하나와 접지 사이의 절연 고장으로 인해 발생하게 됩니다. 이런 고장은 전원 시스템 쪽에서 가장 자주 발생하는데, 약 7할 정도를 차지합니다. 다음으로 단락 사이의 결함은 전원 쪽에서는 거의 발생하지 않는데 이는 두 개의 도체가 단락 될 때 발생하게 되며 이런 단락 사이의 결함이 나타날 확률은 전력 쪽에서는 거의 1할에서 1.5할 정도로 나타납니다. 다음으로 2상 접지의 고장은 두 상과 접지 사이의 절연체가 파손되어 나타나게 됩니다. 이것은 심각한 유형의 결함이지만 다행히도 전원에서는 거의 발생하지 않는데, 이런 2상 접지의 고장이 발생할 확률은 거의 10%도 되지 않습니다. 그리고 위상 및 3상 대 접지의 고장은 두 상 사이의 절연 파괴 및 3상과 접지 사이의 절연 파괴로 인해 발생하며, 모든 3상 접지 고장은 가장 심각한 유형의 고장이지만 이 또한 전원 시스템에서는 거의 발생하지 않습니다. 이는 접지뿐만 아니라 모든 위상 사이의 절연 고장으로 인해 발생합니다. 그리고 모든 3상 단락의 고장은 주로 3상 간의 절연 고장으로 인해 발생합니다.