[발송배전기술사] 사선상태의 Cable 열화진단!

다음은 발송배전기술사 송전공학 문제 중 사선상태에서의 Cable 열화진단에 대한 설명입니다. 

개요, Cable의 열화 진행과정, 열화의 원인과 형태, 전압열화의 종류 및 특징, 사선상태의 Cable 열화 진단방법, Cable의 열화 방지대책 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 사선상태에서의 Cable 열화진단에 대하여 설명하시오.(제60회 2교시, 제62회 4교시, 제117회 1교시)

[답]

1. 개요

  · CV Cable을 지중에 설치한 후 6~8년 정도가 지나면 열화현상이 발생한다.

 

2. Cable의 열화 진행과정

 

3. 전력 Cable의 열화원인과 형태

구   분	열  화  원   인	형   태
전기적 요인	운전 전압, 과전압, 서지 전류	부분방전열화, 전기 Tree, 수 Tree
열적 요인	이상 온도 상승, 열 신축	열에 의한 재질의 화학적 변화
화학적 요인	화학물질 침투	화학적 손상 열화, 화학 Tree
기계적 요인	기계적 압력, 인장, 충격, 외상	전기적인 요인과 복합작용으로 열화
생물적 요인	개미, 쥐 등 동식물에 의한 손상	외피, 절연체 손상

 

4. 전기적 요인에 의한 열화의 종류 및 특징

  1) 전기 Tree(고전계에서 발생)

    · CV Cable 절연체 내의 Void, 이물질, 돌기 등에서 고전계에 의한 부분방전으로 발생

 

  2) 수 Tree(저전계에서 발생)

     (1) 절연체에 수분 침투시, 수분이 이온화하여, 교번전계에 의한 진동으로 발생

     (2) 성장속도가 느리며 전기 Tree로 진행

     (3) 내도 Tree(내부 반도전층과 절연체 사이) : 돌기에서 발생

     (4) 외도 Tree(외부 반도전층과 절연체 사이)  : 돌기에서 발생

     (5) 나비 수 Tree( Bow Tie Tree) : 절연체내의 미소한 이물질, Void에서 발생

 

5. 사선상태의 Cable 열화 진단방법

  1) 절연 저항법

     (1) 절연체와 Sheath 간의 절연저항 측정

     (2) 측정은 간단하며, 전압에 한계가 있고, 정밀측정 미흡

  2) 직류 고전압 인가법

     (1) 현재 가장 많이 사용

     (2) 절연체에 직류 고전압 인가

     (3) 누설전류의 시간적 변화량을 측정하여 열화상태 진단

     (4) 154[kV]급까지 사용

  3) 유전정접법($tan \delta$ 법)

     (1) 절연체에 상용주파 교류전압 인가

     (2) 쉐링브리지법에 의한 유전정접의 전압특성을 측정하여 열화상태 진단

     (3) 가장 정확한 시험 방법이지만 시험설비의 대형화로 Cable 제조사 내로 국한됨

  4) 부분방전 시험법

     (1) 절연체에 상용주파 교류전압 인가

     (2) 이상열화에서 발생하는 부분방전을 측정하여 열화상태 진단

     (3) Shield Room에서의 시험이 요구됨

 

6. Cable의 열화 방지대책

  1) 설계 및 제작시의 대책

     (1) 물의 침투 및 확산방지

        ① 도체 수밀화 : 도체사이 컴파운드 충진

        ② 금속 차수층 : 연피적용

     (2) 반도전층의 돌기 방지

         · 절연층의 3층 동시 압출방식 채용

     (3) 절연체 개선대책

        ① 전압 안정제 등 첨가제 혼입

        ② 건식 가교방식 채용

  2) 설치 및 운용시의 대책

     (1) Cable의 단말처리 철저

     (2) Cable의 포설장소는 물, 화학작용이 없는 곳 선택

     (3) 포설시 기계적 Stress 받지 않도록 설치

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 송전공학 문제로 나올 법한 사선상태에서의 Cable 열화진단에 대하여 알아보았습니다.