블랙박스 아크 모델 유형에 따른 직류 차단기의 아크 모델 특성 비교 연구

Abstract

회로 차단기는 정상상태에서는 최소한의 손실로 전류를 통전시키고 계통 내 단락 사고와 같은 특정 조건에서는 고장전류를 차단하는 스위칭 장치로써, 전력계통 구성에 있어서 가장 중요한 요소 중 하나이다. 회로 차단기를 해석하기 위해서는 차단기 내 발생하는 아크에 대한 분석이 선행되어야 하고, 아크 모델 중 Black-Box 모델은 계통과 아크간의 발생하는 상호 영향을 이해하는 데에 가장 효과적인 해석 모델로써, 과거 연구에서 black-box 모델은 주로 AC 아크를 해석하는데 사용되어 왔으며 기존 black-box 모델을 직류 차단기에 적용한 연구는 없는 실정이다. 본 논문에서는 Cassie, Schwarz 아크 모델을 사용하여, Parametric Sweep 기법을 통한 직류 아크 전류와 전압 파형의 경향성을 고려하여 기존 AC 아크 해석에 사용되었던 black-box 모델의 직류 아크 적용 타당성 검증을 수행하였다. 마지막으로, 선정한 모델의 아크 특성 비교를 통해 최적의 모델을 선정하였다.