선형 부하 조건에서 부하 전류에 따른 저전압 AC 직렬 아크의 전기적 특성 연구

초록

본 연구는 선형 부하 조건에서 부하 전류(1 A, 3 A, 5 A)에 따른 저전압 AC 직렬 아크의 전기적 특성을 분석하였다. 전류 파형 분석 결과, 전류 영점 부근의 숄더 효과에 의한 왜곡을 확인하고 FFT 및 THD 분석을 통해 아크 왜곡 성분이 3 kHz 이하 저주파 대역에 집중됨을 확인하였다. 또한 부하 전류가 증가할수록 정상 대비 아크 상태의 THD 증가량이 점진적으로 확대되는 경향을 확인하였다. 세부 고조파 분석 결과, 9차 고조파는 부하 크기와 관계없이 약 15 dB 이상의 일정한 레벨 편차를 유지하는 아크 변별 지표임을 확인하였고, 특히 홀수 및 짝수 고조파 실효치 비율(odd/even ratio)은 부하 전류 증가 시 정상 대비 최대 153.3%의 급격한 증가율을 기록하여 아크 판별을 위한 중요한 판별 인자임을 확인하였다. 종합적으로 본 연구는 선형 부하 조건에서 부하 전류에 따른 아크의 고조파적 특징을 정량화함으로써 아크 판별을 위한 중요 인자들을 확인하였다.

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