Gapless 피뢰기의 특징
Gapless 피뢰기는 비직선성이 뛰어난 산화아연(ZnO)소자를 특성요소로 사용하여 직렬갭을 없앤 고체형 피뢰기이다. 종래의 피뢰기와는 달리 방전갭이 없는 구조를 가지고 있다.
2. Gapless 피뢰기의 특징
종래의 피뢰기 작동의 개념은 이상전압→직렬갭의 방전→ 방전전류였으나 갭레스 피뢰기는 이상전압→방전전류로 생각하면 된다.
상규대지전압에서의 속류치는 SiC 소자의 경우 수 100A정도가 되므로 연속사용하면 열파괴에 이르게 되기 때문에 직렬갭과 공동으로 속류를 차단할 필요가 있다. 그러나 ZnO 소자는 속류치가 수㎂의 저항분 전류로 미소하여 직렬갭이 없어도 문제가 되지 않는다. 갭레스 피뢰기의 특징은 다음과 같다.
장점
① 직렬갭이 없으므로 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하고 가격이 싸다.
② 초축소가 가능하여 일반기기에 내장가능
③ 속류가 없어 속류에 따른 특성요소의 변화가 적고 빈번한 작동에도 잘 견딘다.
④ 급준파 특성이 이론적으로 뛰어나다.
⑤ 오손에 강하다.
⑥ 직렬갭이 없으므로 오손될 염려가 없고 활선 청소도 가능하다.
⑦ 내오손 특성이 우수하여 실리콘도포, 정전세정 등의 보수작업불요
⑧ 미소전류로부터 대전류까지 비직선 저항특성을 갖고 있으며 제한전압이 거의 일정해서 안정된 특성을 지닌다.
⑨ 특성 요소의 우수한 특성으로 속류가 거의 흐르지 않으므로 동작책무에 유리하고 다중뢰의 동작에도 견딘다.
⑩ 직열갭을 필요로 하지 않아 급속한 번개써지에 대한 보호특성이 우수하며 방전개시전압 및 방전과도현상이 없다.
⑪ ZnO의 단위체적당 흡수에너지가 크다.
⑫ 피뢰기의 병열접속이 가능하여 초초고압용으로 제작이 용이
-> 직열갭이 없으므로 병열연결이 가능하다.
⑬ 구조가 간단하여 구조면의 신뢰성이 향상된다.
단점
① 직렬갭이 없어 특성요소 만으로 절연되어 있으므로 특성요소의 사고 시 단락사고와 같은 경우로 연결될 수 있다.
② 항상 회로전압이 인가되어 열화 발생이 가능하고 열폭주 현상이 생길 수 있다.
<열폭주 현상>
-산화아연 소자의 갭레스 피뢰기에 여러번 서지가 들어오면 누설전류에 의해 열이 발생하여 산화아연 소자가 파괴되는 현상
-소자 부피를 크게 하거나 피뢰기를 크게 하여 온도상승을 방지하여야 한다.