전기상식

★ 電氣(electricity) 라는 용어는 호박(琥珀)을 뜻하는 그리스語 electron에서 유래되었다.

전기에 대한 본격적인 연구는 17세기에 들어와서 시작되었고 그 시초는 독일의 오토 폰 게리케의 실험을 들 수 있다. 그는 유황으로 만든 공을 회전시킬 수 있는 장치를 만들고 회전하는 유황공을 손과 마찰시키면 종이조각이나 천조각이 공에 달라붙는 현상을 발견하였다.

그후 1785년에 프랑스의 샤를쿨롱은 2가지의 전기성질 발견.

이 두 종류의 전기에 양(+)과 음(-)의 이름을 붙인 사람은 벤자민 프랭클린이다.


★ 천둥과 번개

천둥과 번개처럼 옛사람들을 놀라게한 자연현상은 없었다. 하늘이 노해서 벼락을 내리는 것으로 생각해 왔던 것이다.
이러한 천둥의 정체는 오랫동안 규명되지 않은 채 두려움의 대상이었다.
그러다가 17세기에 이르러 겨우 전기라는 것을 알게 되었는데, 그때부터 천둥과 번개도 전기와 비슷하다고 생각하는 학자들이 생겨나게 되었던 것이다.
미국의 뛰어난 정치가이며 과학자였던 프랭클린도 그런 사람 중의 하나였다.
그는 천둥과 전기의 관계를 규명하기 위해서 1752년 7월에 하나의 실험을 했는데, 이것이 바로 저 유명한 연의 실험이다.
연에다 30㎝쯤 되는 철사를 늘어뜨린 다음, 연줄의 끝에는 명주리본을 묶고 연줄과 리본을 이은 자리에 한 개의 금속열쇠를 매달았다.
연을 띄울 때는 감전을 방지하기 위해서 명주 리본을 잡고 띄웠다.
처음에는 잘 느끼지 못했으나 연줄이 비에 젖자, 반응이 왔다.
즉 손가락을 살짝 열쇠에 가까이 대자 퍽 하고 불꽃이 튀며 손가락에 짜릿한 통증을 느꼈다는 것이다.
그리하여 그는 열쇠를 라이덴병에 대고 전기를 저장하는데 성공했다.
그러면 천둥은 어떻게 해서 일어나는 현상일까. 천둥에는 아직 규명되지 않은 사실도 많지만, 지금까지 관측되고 조사된 결과는 대략 다음과 같다.
천둥을 일으키는 뇌운(雷雲)은 소낙비구름이다.
소낙비 구름은 강한 태양광선으로 지표의 공기가 가열되어 생기는 심한 상승기류에 의해 발생한다.

여름에 흔히보는 뭉게구름은 크게 되어 가고 있는 소낙비 구름이다.
소낙비 구름을 구성하고 있는 물방울이 상승기류로 인해 파열되면, 파열된 물방울은 양으로 대전하고 주위의 공기는 음으로 대전한다.
물방울의 물은 분자가 전기쌍극자로 되어있어, 물방울의 바깥쪽에는 전자와 같이 가벼운 것으로 형성되어 있다.
물방울이 분열되면 가장 바깥쪽이 떨어져 나가 물방울은 양(+)으로, 둘레의 공기는 음(-)으로 대전하게 된다.
그런데 양의 電荷를 가진 물방울은 뇌운의 위쪽으로 올라가고 음의 전하는 아래쪽에 머무른다. 그러다가 뇌운의 아래쪽에 음의 전하가 많아지면 상층의 구름과의 사이 또는 지면으로 방전해서 낙뇌(落雷)한다.
천둥의 전압은 1∼10억 볼트, 천둥이 한 번 칠 때의 전기에너지는 100와트 전구 10만개를 1시간 켤 수 있을 정도의 막대한 량이다.



★피뢰기(避雷器)

피뢰기는 高壓 架空 電線路에 의하여 受電하는 변전실의 引入口에 설치하며, 낙뢰나 혼촉 사고 등에 의하여 이상 전압이 발생하였을 때, 電路와 器機를 보호할 목적으로 설치한다.







★단로기(斷路器)

단로기는 개폐기의 일종으로 수용가의 인입구 부근에 붙여서 무부하 상태의 전로를 개폐하는 역활을 한다.
또, 차단기, 변압기, 피뢰기 등 고전압 기기의 1차측에  붙여서 기기를 점검,수리할 때 회로를 차단하는데 사용된다.
이것은 다른 개폐기가 전류개폐를 하는 기능을 가지고 있는 반면에 단로기는 전압 개폐의 기능만을 가지고 있으므로 부하 전류를 차단하는 능력이 없다. 그러므로 부하 전류가 흐르는 상태에서 차단하면 매우 위험하다.

★ 차단기

1) 유입 차단기(OCB)

유입 차단기는 기름에 의한 절연과 냉각 작용으로 빨리 소호시키도록 한 차단기로,다른 차단기에 비해 차단 성능, 보수 면에서 불리한 점이 있으며
가격이 저렴하고 넓은 전압 범위에서 적용할 수 있으나 현재는 거의 사용하지 않는다.

2) 공기 차단기(ACB)

 공기 차단기는 압축 공기를 차단부에 불어 넣어 소호하는 차단기로, 유입 차단기처럼 전류의 크기에 의해 일정한 소호 능력을 갖추고 있다.
유입 차단기에 비해 화재의 위험이 없고 차단 능력이 뛰어나며 유지보수도 용이 하다.
대용량의 차단기 또는 개폐 빈도가 심한 전기로 등에 많이 쓰인다.

3) 자기 차단기(MBB)

 자기 차단기는 아크와 직각으로 자기장을 주어 소호실 안에 아크를 밀어 넣고 아크 전압을 증대시키고, 또한 냉각하여 소호를 하는 차단기로, 화재의 위험이 없고 절연유를 사용하지 않기 때문에 열화 할 것이 없어 보수가 간단하지만, 소호 능력 면에서  특고압에는 적당하지 않고, 3.3~6.6[kv]전로의 큐비클 내장형으로 사용된다.

4) 진공 차단기(VCB)

 진공 차단기는 진공에서 높은 절연 내력과 아크 생성물이 진공 중으로 급속한 확산을 이용하여 소호하는 차단기로, 매우 높은 절연 내력을 가지고 있고, 차단기는 접촉자가 외기로부터 격리도어 있는 아크에 의한 화재의 염려가 없으며 소형이고 구조도 간단하다.

5) 가스 차단기(GCB)

가스 차단기는 개폐시에 공기나 절연유 대신 절연 능력과 소호 능력이 뛰어난 SF6 (육플루오르화항) 가스를 발생한 아크에 분사하여 소호하는 차단기로, 보수 점검 횟수가 적고 차단성이 좋으며, 소음이 작다.
그러나 가격이 비싸고 설치 면적이 커서 주로 초고압 계통의 차단기로
사용된다.

6) 기중 차단기(ACB)

 기중 차단기는 자연 공기 내에서 개방할 때 접촉자가 떨어지면서 자연 소호되는

 방식을 가진 차단기로, 저압의 교류 또는 직류 차단기로 많이 사용된다. 직류용 차단기로 사용될 경우 단락 전류를 차단할 때 개폐 시간이 극히 짧고 한류 작용을 나타내 고속도 차단기라고도 한다