고전압(High Voltage)이란?
고전압은 특정한 임계값 이상의 전압을 의미합니다. 건축 배선 및 전기 장치의 일반적 사용과 관련하여, 국제전기기술위원회(IEC)는 교류(AC)의 경우 1,000볼트(V) 이상, 직류(DC)의 경우 1,500볼트 이상을 고전압으로 정의합니다. 미국의 경우, 미국국가표준협회(ANSI)는 ANSI C84.1-2020에 따라 다음과 같이 전압을 분류합니다:
저전압(Low Voltage): 240 ~ 600V
중전압(Medium Voltage): 2.4 ~ 69kV
고전압(High Voltage): 115 ~ 230kV
초고전압(Extra-High Voltage): 345 ~ 765kV
초초고전압(Ultra-High Voltage): 1,100kV
고전압의 사용 및 전송
고전압과 초고전압은 발전소에서의 전력 공급 전송과 관련이 있습니다. 전력을 고전압 및 초고전압 수준에서 전송하는 이유는 효율성을 높이기 위해서입니다. 고전압 전송을 통해 낮은 전류를 사용하면 더 얇고 가벼운 케이블을 사용할 수 있어, 타워와 전기선 건설 비용을 줄일 수 있습니다. 미국에서는 고전압 그리드에서 최대 500,000볼트를 전송합니다. 전기전력을 운반하는 가장 일반적인 형태는 3상 시스템입니다. 3개의 평행한 도선이 가능한 한 적은 손실로 에너지를 전달하도록 협력합니다. DC 전력을 사용할 경우, 전송에 단일 도체만 필요하며, 이 도체의 손실도 AC에 비해 적습니다.
고전압 직류 전송(HVDC)
전송선의 중요한 클래스는 고전압 직류 전류를 사용합니다. 고전압 직류 전류(HVDC) 기술은 교류 전송 시스템에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다. 예를 들어, 장거리 대용량 전력 전송을 더 효율적으로 할 수 있습니다. HVDC 전송 시스템이 전기 전력 시스템에 통합되면서 신뢰성, 안정성 향상 및 전송 용량이 증가한 것을 볼 수 있습니다. 그러나 비용은 중요한 변수입니다. 변압기를 사용하여 전송을 위해 전압을 높이고, 로컬 배포 및 고객 사용을 위해 전압을 낮춥니다.
전력 전송 및 전압 분류
전력소는 보통 고전압(예: 25,000V)에서 전기를 생산합니다. 전기는 국가 전력망을 통해 400,000V, 275,000V 또는 132,000V로 전송됩니다. 전력소의 스텝업 변압기는 전력망의 전력선을 통해 전기를 전송하는 데 필요한 매우 높은 전압을 생성합니다. 그러나 가정에서 사용하기에는 고전압이 너무 위험하므로, 지역별로 스텝다운 변압기를 사용하여 전압을 안전한 수준으로 낮춥니다. 미국 대륙은 110 ~ 120볼트(AC)의 저전압을 사용하는 반면, 유럽, 아시아 및 아프리카는 220 ~ 240볼트(AC)의 저전압을 사용합니다.
전압 수준 분류
전기는 다양한 전압으로 생성, 전송 및 사용될 수 있습니다. 전기 전력 전송 및 배포와 전자 설계에서는 다른 정의가 사용됩니다. 또한, 세계의 다른 지역에서는 다양한 전압과 다른 그리드 주파수가 사용됩니다. 미국에서는 국가전기규정(NEC)과 국가전기제조업체협회(NEMA)가 모든 전압 분류에 대한 지침과 표준을 가지고 있습니다. ANSI는 수천 개의 지침과 표준의 생성, 선포 및 사용을 감독합니다.
전기공학자들에 의한 분류
일상적인 작업 환경에서 “고전압”은 무자격자에게 충분한 전기를 가해 해를 끼치거나 죽일 수 있음을 경고합니다. 전기 작업자에게 “고전압”은 작업 중인 시스템의 성격에 대한 중요한 정보를 알려줍니다. 무방비 상태의 고전압 장비는 무자격자가 있는 작업 공간과 분리되어야 하며, 경고 표지판으로 표시되고 잠금 장벽이나 보안 요원으로 보호되어야 합니다. 대략 50볼트 이상의 전압은 일반적으로 회로의 두 지점을 만지는 인간을 통해 위험한 양의 전류를 흐르게 할 수 있으므로, 이러한 회로 주변에서는 안전 표준이 더 엄격합니다.
자동차 공학에서는 30 ~ 1000VAC 또는 60 ~ 1500VDC 범위의 전압을 고전압으로 정의합니다.
