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1 제 3 장지중송전선로 구분분류 no. 문제회수배점 지중송전선로 시스유기단심케이블의시스를접지하는이유를설명하고, 접지방식중편단접지 1 전압와크로스본드접지에대하여그림을그리고이를설명하시오 최근신기술접지방식으로실용화되고있는배전 CNCV 케이블지중배전선로비일괄공동접지방식에대해설명하시오시스유기 1) 개요 2 전압 2) 공동접지부적합시공 ( 중성선 Floating) 에따른문제점 ( 부적합시공결선도제시 3) 중성선 Floating 해소대책 ( 결선도제시 ) 시스유기 154kV지중송전선로 XLPE 씨즈유기전압과유기전압저감대책에대해서설 전압명하시오. 시스유기전압 4 케이블금속씨스 (Sheath) 유기전압저감대책을기술하시오 시스유기지중선로시공시케이블시스 (Sheath) 의유기전압저감대책으로시행하 5 전압는접지방법에대하여기술하시오 고장점검출 6 지중전력케이블의고장점검출방법을열거하여설명하시오 고장점검출 7 지중케이블의고장점측정법을설명하시오 열화검출 8 전압이인가된전력케이블의열화진행상태를무정전상황에서알수있 는방법을설명하시오. 손실 9 지중케이블의각종손실과경감대책에대하여논하시오 냉각방식 지중케이블의송전용량을증대시킬수있는케이블냉각방식의종류와 특징을설명하시오. 케이블 6.6[ kv ], 1000[ kw ] 인고압전동기에전력을공급하는전력케이블을선정 선정하는경우고려해야하는사항을열거하고그이유를간단히설명하시오. 굵기선정 13 전기사용설비에서케이블의굵기선정방법에대하여기술하시오 안전전류 14 케이블의안전전류를산출하는요소와안전전류산출방법을설명하시오 시험방법 15 케이블의시험에대표적으로적용되는항목 (8가지) 을서술하시오 off-set 지중케이블시공에있어서오프셑 (off-set) 에대하여그림과함께설명 하시오. XLPE XLPE 케이블과 CN/CV-W케이블은무엇의약자인가기술하고그특징을간 단히설명하시오. CNCV 18 CN/CV 케이블은무엇의약자인가그를기술하고특징을약술하시오 CV특성 CV케이블 ( 가교폴리에치렌절연케이블 ) 의전기적성능중에서 V-t 특성에 대하여설명하시오. ( 단, V; 電壓, t ; 절연파괴시간 ) CV특성 20 CV Cable의열화원인 (4가지이상) 및그대책을기술하시오 유전체손 유전체손실에대하여설명하고 sinδ대신에 tanδ를사용하는이유에 대하여설명하시오. 접속방식 케이블접속시사용되는직선접속, 스톱접속, 종단접속을종류별로기술 하시오. snake 11 지중송전선로공사시 Snake 부설의목적과방법에대해서기술하시오 활락 23 전력구에전력케이블설치시활락 ( 滑落 ) 이발생하는원인및이의방지 대책에대하여기술하시오. 재밍레이쇼 24 지중케이블포설의용어, 재밍레이쇼 (Jamming Ratio) 에대하여설명하시오 전력구 전력구화재에대한예방및방재대책의중요성이높아지고있다. 전력 감시시스템 25 구를감시하는제어시스템에대하여설명하고, 전력구내사용하는난연케이블에대하여기술하시오 개장규격 26 수저 ( 水底 ) 케이블의개장규격중 TAWWA란무엇인지설명하시오 케이블 22.9 KV-Y 계통에적용되고있는 CNCV 케이블의단말 (Cable Head) 처리에 27 헤드있어서전기적스트레스완화 (control) 방법을설명하시오 포설방식 28 초고압 CV케이블을계통에사용할때포설방식에대해논하시오 지중전선로의다음사항을기술하시오. 포설방식 29 가. 포설방식나. 적용기준다. 포설방식에따른장단점라. 관련규정의세부내용 현황 30 지중송전선로의현황에대해서설명하고향후추세에관해논하시오 구성방식 31 지중송전계통의구성방식을열거하고각각의특징을설명하시오 설계유의 32 지중송전선로설계시검토해야할사항에대하여기술하시오 페이지중 1 페이지

2 [ 지중전선로 ] 1. 개요지중전선로는공사비많고공사가장기간이소요되므로설계서, 관계법규및재규정을준수하고장기계획등을고려하여신뢰성및경제적인설계가요구된다. 2. 채용이유 1) 도시의미관을중요시하는경우 2) 수용밀도가현저하게높은지역에공급하는경우 3) 뇌, 풍수해등에의한사고에대해서높은신뢰도가요구되는경우 4) 보안상의제한조건등으로가공전선로를건설할수없는경우 3. 경과지선정시고려사항 1) 장래의송전계통구성과수요분포의동향 2) 타지하매설물의현황및건설계획 3) 도시계획및도로확장, 개설계획 4) 공용용지의효율적이용 5) 운전및유지보수의용이성, 안정성 6) 각종재해의영향및지역환경과의조화 4. 포설방식의종류 1) 직매식 (1) 케이블보호를위해트로프 (Trough) 내에케이블을시설하는방식 (2) 적용대상ㄱ. 케이블 2회선이하의발변전소ㄴ. 케이블헤드부지, 수용가구내등에서장래선로증설전망이없을경우ㄷ. 추후굴착이곤란하지않은경우ㄹ. 기타여건상부득이한경우 2) 관로식 (1) 미리관로 ( 管路 ) 와맨홀 (manhole) 을만든후, 관 ( 管 ) 내에케이블을설치하고, 맨홀내에서케이블을접속하는방식 (2) 관 ( 管 ) 의종류는 PE 파형관, PVC 직관, 강관, 흄관등이있으며, 한전에서는주로 PE 파형관과 PVC 직관을사용 (3) 적용대상ㄱ. 직매식에비해케이블증설및교체가유리하고, 전력구식에비해건설비가저렴하여일반적으로 4회선 ( 송전선로기준 ) 이하규모에적용하고있다. ㄴ. 장래회선증설이예상되는경우ㄷ. 도로예정지역으로도로포장계획이있는경우ㄹ. 직매식이불리한경우 3) 전력구식 47페이지중 2페이지

3 제3장지중송전선로.xls (1) 사람이통행할수있는지하구조물내에케이블지지대를설치하고, 그위에케이블을설치하는방식 (2) 적용대상ㄱ. 동일경과지내에관로식으로설치할수있는회선수를초과한경우ㄴ. 도심지의극심한교통난으로관로시공이불가능할경우ㄷ. 345KV 케이블이수용되는경우ㄹ. 발변전소의케이블다회선인출개소 (3) 사람이순시, 점검할수있어설비운영에는유리하나타부설방식에비해건설비가많이드는단점이있다. 4) 개거 (DUCT) 식 (1) duct를만들고케이블을시설한후뚜껑을덮는방법으로다른부설방식과달리구조물을지하에매설하지는않는다. (2) 적용대상ㄱ. 발변전소구내, 케이블헤드부지, 수용가구내등에서중량물의영향을받지않을경우에적용하고개거의뚜껑은보통무늬강판 (check plate) 이사용된다. 5. 케이블포설방법 (1) 관로포설관로내케이블을부설하는방법은 1공1조부설과 1공3조부설방식이있다. 부설시에는마찰계수를작게하기위해케이블에윤활제를도포하는경우도있다. 부설이완료되면메거 (Megger) 로방식층의절연저항을측정해케이블이상유무를확인한다. [1 공 1 조부설 ] [1 공 3 조부설 ] 47 페이지중 3 페이지

4 제3장지중송전선로.xls (2) 전력구내포설전력구내케이블을부설할때에는전동롤러 (roller) 로케이블을밀어내면서설치한다. 전력구내에서전동롤러는약 20m 간격으로설치하며, 중간에는케이블이전력구면, 금구류등에접촉되거나처지지않도록 1.5~2m 간격으로롤러를설치한다 5. 포설방식별장단점 6. 관련규정내용 1) 지중공급대상지역 ( 한전전기공급약관제29조에준함 ) 2) 지중배전계통구성 (1) 지중공통지역 (2) 지중화확정지역 (3) 지중배전지역 7. 지중선로의구성방식 1) 개요 (1) 지중선은가공선에비해사고발생빈도는적은편이지만사고발생시사고복구에상당한시간이소요되므로계통구성은공급신뢰도를높이고유지보수및관리가용이하게구성하여야한다. (2) 발. 변전소또는송전선로에서직접수용가에이르는지중전선로를말한다. (3) 최근도심에는지중송배전이보편화되어있다. 2) 구성방식 (1) 유닛방식변압기고압측의차단기및모선을생략하여선로와변압기를직접또는개폐기를통하여접속하는방식으로다단자식으로부르기도한다. 변전소면적을대폭줄일수있고, 건설비가저감되고, 용지확보가용이하다. 47페이지중 4페이지

5 송전선또는부하측변압기사고시전원측과변압기 2 차측차단기가동작하여사고분리 변전소운전율은변압기 1 대가정지되어도부하공급에지장이없도록여유를둘것 [ 유닛방식송전계통구성 ] [ 다단자유닛방식계통구성 ] (2) 루프 ( 환상 ) 식선로를루프상으로구성하는것선로사고시고장개소의분리가용이하고고장구간외에는정상공급이가능양쪽으로부터전력이공급되므로전압강하, 전력손실및플리커가적음수용가밀집지역에적용하면경제적임보호방식이복잡하고, 설비구성비용이많음 (3) 방사상방식선로를방사상으로연결하는방식각변전소내설비는간단하게된다. 지중선로의경과지가각각별도로되기때문에공사비가비싸고, 유지보수면에서도어려움이있다. 47 페이지중 5 페이지

6 (4) 수지상방식나무가지모양으로부하분포에따라분기선을연장하는방식선로및개폐기등설비비는저렴하나사고시정전범위가넓어진다. 부하의증대에따라도중분기선이늘어나서계통은점점복잡해지고, 보호방식도복잡현재에는별로사용하지않는다.( 가공배전선에주로사용하는방식 ) 8. 지중전선로와가공전선로비교 47 페이지중 6 페이지

7 [ 케이블금속씨스 (Sheath) 유기전압저감대책을기술하시오.] 1. 개요 1) 시스는케이블의방수및기계적, 화학적보호를목적으로한외장을말하며금속시스는차폐효과도있다. 2) 케이블시스에전압이유기되면인체의위험및시스노출부분에서아크발생으로케이블손상위험이있어, 시스유기전압을저감시키기위하여시스접지를한다. 3) 시스유기전압제한치는인체의안전확보관점에서결정되며절연에는영향을미치지않는다. 2. 시스유기전압 1) 시스유기전압은케이블배치상태와상호이격거리등에따라달라진다. 2) 다수도체의전류로부터전자유도에의해금속시스에유기되는전압 Xmi : 도체와씨스의상호리액턴스 (Ω/ km ) Ii : 전류 (A) 3. 시스유기전압저감대책 1) 한전에서는시스전위를전력구내케이블은 50V이하, 전력구외설치케이블은 100V 이하가되로독규정하고있다. 2) 케이블의적절한배열정삼각형배열을택하고케이블사이의간격을작게함으로써시스전위를낮출수있으나시스의와류손, 케이블의허용전류등관계를검토필요 3) 완전접지 ( 양단접지 : Solid Bond) 방식 (1) 한전에서는거의사용하지않는방식임 (2) 케이블시스를 2개소이상에서일괄접지 (3) 시스유기전압은낮아지지만장거리선로에서는시스전류가커져시스회로손이커지므로다음과같은경우에적용한다. ㄱ. 허용전류면에서충분한여유가있고, 시스회로손의문제가되지않을경우ㄴ. 장거리해저케이블등과같이시스전압저감방식적용이어려운경우 4) 편단접지 (Single Point Bond) (1) 발변전소인출용선로와같이긍장이짧은단구간케이블에적용 (2) 케이블편단에서시스접지하고다른단을개방하여시스회로손을 0이되게한다. (3) 양단을접지하면시슬유기전압은현저히감소하나, 시스에큰전류가흘러시스회로손이커지고송전용량이감소하므로장거리케이블에는양단접지적용하지않음 47 페이지중 7 페이지

8 5) 크로스본드접지 (Cross Bonding) (1) 선로긍장이길어편단접지로효과가없을때사용 (2) 본드선으로 3상은연가한후접지하는방식 (3) 경제성, 보수면에서유리하므로대규모선로에가장많이채용 6) 저저항접지장치접지저항을낮춤으로써시스의상시유기전압을낮출수있고따라서상시시스순환전류를줄일수있다. 4. 이상시시스전위 1) 이상시시스전위 (1) 크로스본드점은정상상태유기전압은저감시키지만진행파에대해서는변이점이된다. (2) 급준파두의서지가침입할때침입파의 12~25% 정도가시스와대지간에나타나고, 이의 2배정도의전압이절연접속상에나타나므로방식층의절연파괴우려가있다. 2) 이상시시스전압에대한대책 (1) 고주파 By-Pass 콘덴서고주파침입시임피던가가작아지는콘덴서의특성을이용하여 Surge를 By-Pass 47페이지중 8페이지

9 제3장지중송전선로.xls 시키도록하며적정의정전용량, 충분한내전압특성과절연특성을갖도록선정함 (2) 방식층보호장치 (CCPU(Cable Covering Protection Unit) ZnO 피뢰기로써시스와대지간에설치하여방식층에과도한서지전압이인가되는것을방지 [154KV급 CCPU 피뢰기요구성능 ] (3) 방식층보호장치의적정설치방식층보호장치로부터접지점까지의길이를짧게하여임피던스전압강하를작게하므로서 CCPU 기능을충분히발휘하도록설치에주의ㄱ. 대지간방식 ( 과거한전 154KV에사용방법 ) 리드선길이를 2m 이하로제한함ㄴ. 교락접지방식과도전압억제효과는대지간접지방식보다좋으나, 절연접속부 1Set당 2개의피뢰기가필요하여비경제적 [ 대지간방식 ] [ 교락접지방식 ] ㄷ. 비접지방식과도전압억제효과가뛰어나현재한전의 154kV및 345kV지중선로에채용또한씨스와대지간써지침입이예상되는선로에도이방식을적용하는것이좋다. 5. 결론 시스보호대책에의해시스충전부에절연및접지를충분히하며또한시스전압을규제하는 것보다는보호대책을강화하고, 작업환경을개선하는것이합리적이라생각됨 47 페이지중 9 페이지

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15 [ 지중전력케이블의고장점검출방법을열거하여설명하시오 ] 1. 개요 1) 지중케이블고장점검출방법 (1) 선로순시방법 (2) 측정기에의한방법 2) 측정기에의한방법의분류 (1) 단락사고측정 : 정전용량법, 펄스레이다법 (1) 단락, 지락사고동시측정 : 펄스레이다법 (2) 1선지락및선간단락측정ㄱ. 저압머레이루프법 ( 절연저항이 3kΩ이하시 ) ㄱ. 고압머레이루프법 ( 절연저항이 3kΩ이상시 ) 2. 머레이루프법 1) 정의 (1) 휘스톤브리지원리를이용하여사고점까지의거리를측정 (2) 고압머레이루프법 : 전원전압이수천볼트이상사용기타는저압머레이루프법 (3) 지락저항이높으면 ( 수MΩ정도 ) 측정에필요한전류 (10~50 ma) 를얻을수없으므로, 고전압을인가하고필요에따라속류를크게하여고장점을태운 (Burning) 후측정한다 2) 측정원리 E : 직류전압 G : 검류계 L : 케이블길이 (m) l: 측정기측에서고장점까지의거리 (m R : 지락저항 (Ω) r1, r2 : Murrey loop 저항변 (Ω) 3) 장점 (1) 측정의정밀도가높다. (2) 측정조작및측정기운반이용이 (3) 케이블사고의대부분이 1선지락사고로적용범위가넢고, 사용실적이많음 4) 단점 (1) 단선고장시는측정할수없다. (2) 지락저항이높고고압전원을이용해도고장점이방전하는경우측정은불가능하다. 3) 3상동시지락시와같이병행건전상이없을경우에는측정할수없다. 3. 펄스레이다법 (Pulse Radar Method) 1) 정의 (1) 사고케이블에전압을송출해서건전케이블과다른서지임피던스를가진사고점에서반사되는펄스를감자해서펄스의전파시간을수정후사고점까지의거리를구하는방식 (2) 분류 47페이지중 15페이지

16 2) 측정원리 ㄱ. 저압펄스레이다 : 전압 500V 이하, 펄스폭 0.2~5 μs이용 ㄴ. 고압펄스레이다 : 수천 V 이상, 펄스폭수 ~ 수십μs이용 l: 측정단에서고장점까지의거리 (m) υ: 케이블내의펄스전파속도 (m/ μs ) t : 펄스진행시간 ( μs ) ε: 유전률 c : 빛의전파속도 ( m/s) 3) 장점 (1) 고장점에습기가많은장소와고장점과대지간저항이작은경우에적용하며, 최근에생산되는측정기기들은고장점까지의거리를자동계산하여알려주는 Program을내장하고있다. (2) 지락, 단락, 단선사고어느것에나적용가능 (3) 케이블전장의길이가불분명하여도측정가능 4) 단점 (1) 측정의정밀도라머리이루프보다뒤진다 ( 오차 2~5% 정도 ) (2) 측정기의조작, 펄스판독에숙련이요구됨 4. 아크반사법 (Arc Reflection Method) 1) 개요 (1) 케이블의고장점과대지간임피던스가높은경우 ( 통상 100Ω이상 ) 에는펄스반사가미약하거나전혀없으므로펄스레이다법으로고장점거리를측정할수없게된다. (2) 아크반사법은이러한경우에 TDR(Time Do- main Reflectmeter : 펄스발생, 측정기기 ) 과 Surge 발생기기를병행하여고장점을측정하는방법이다. (3) Surge 발생기로고장점에아크를발생시키면아크발생순간에고장점의임피던스는낮아진다. 이때임피던스가변한지점에서반사된펄스파의진행시간을측정하여고장점거리를측정하는방법 2) 측정원리 47 페이지중 16 페이지

17 5. Decay법 (Traveling Wave법 ) 1) 개요 (1) 아크반사법으로고장점을찾지못할경우사용하는방법으로, DC 내전압기를이용하여고장점에 Flashover를일으켜, 이때발생되는과도전압파형를 TDR로포착, 분석하여고장점거리를계산한다. (2) 케이블고장점을태워 (Burn- ing) 지락저항을낮추는데도이용되나, 저항값이너무낮아지면고장점측정이곤란하므로주의를요한다. 2) 측정원리 6. 정전용량에의한측정방법 7. 고장점정밀탐지법 (Pinpointing) 1) 개요 (1) 머레이루프, 펄스레이다, 아크반사, Decay법, 정전용량법등의고장점탐지법으로개략적인고장점거리를측정후, 정확한고장위치를찾기위한방법이다. (2) 지금까지개발되어있는고장점정밀탐지법은써지코일법, 방전탐지법, 음향법, 전위법 47페이지중 17페이지

18 제3장지중송전선로.xls 등이있으며, 이중음향법이가장널리이용되고있다. (3) 음향법은 Sugre를고장케이블에보낸후, 고장점에서 flash over로인한방전음을탐지하는방법으로, 고장점에가까울수록방전음이커진다. 2) 측정원리 위그림은 Surge pulse 에의한자기장과 flash over 방전음간의시차를이용하여고장점을탐지 하는방법이다. 자기장감지시간은케이블전구간에서동일하고, 음향감지시간은고장점에 가까울수록짧으므로, 자기장감지와음향감지시간차가가장짧은위치가고장점이된다. [ 케이블열화진단방법 ] 1. 개요 1) CV 케이블을지중에설치한후 6~8년이경과하면열화현상이발생하며, 전력케이블의열화형태는외적으로는전혀나타나지않고서서히진행되어열화상태를쉽게예측할수없다. 2) 사고발생시부터사고점복구후송전까지장시간이소요되고사고자체가계통에미치는영향이대단히크다. 2. CV 케이블의 V-t 특성 1) V-t 특성곡선 2) 3) 정상적인운전시 n=9 정도이고 t 2 > 30년이므로, 자연열화에의한수명감소는거의무시할정도의수준이다. 4) 실제선로에서는수년 ~ 10년경과한케이블에서외적, 내적요인에의해트리현상이가속화되어수명지수 n이급격히떨어진다. 47 페이지중 18 페이지

19 2. 열화의원인과형태 3. 전압열화의종류및특징 1) 전기 Tree CV 케이블절연체내에보이드, 이물질, 돌기등으로인해국소고전계에의한부분방전으로발생함 2) 수 Tree (1) 케이블이흡습된물과전계의공존시폴리에틸렌의물리화학적작용에의해저전계에서발생하고건조하면없어지는것이전기트리와큰차이있음 ( 저전계에서부분방전 ) (2) 내부및외부수 Tree ㄱ. 내부및외부반도전층과절연체의경계점을거점으로해서발생ㄴ. 절연성능에대한영향이크고, 수 Tree의대부분을차지함 (3) 보우타이 Tree 내부및외부반도전층결합부에서절연체의보이드이물질에의해양극으로늘어나는현상 (4) Vented Tree 각 Tree가진행되어심선과외부반도전층이연결된트리 (5) 화학 Tree 화학물질이반도전층을통과하여동과반응하여생긴트리 4. 사선형태의진단법 1) 직류고전압인가법 (1) 측정방법케이블에직류전압을급격하게인가했을때의전류-시간특성, 전류-전압특성을을보고케이블의절연열화를진단하는방법, 측정시간은 10분 47페이지중 19페이지

20 (2) 원리 I a,i d,i c 가결국일정한값으로안정되는원리를이용하여누설전류의크기로절연상태를판정즉, I O = I a + I d + I c (3) 현재 154KV 급까지적용, 열화빛보수판정에널리채용 (4) 판정 2) 유전정접법 (tanδ법) (1) 측정방법절연물에교류전압을인가했을때의 tanδ값, tanδ-전압특성, tanδ-온도특성등으로부터절연물의흡습보이드등에의한절연열화정도를조사하는시험 (2) 원리 ㄱ. 유전손실 = V I tanδ( V I cosθ) 로계산되며, 측정장치로는가변저항및콘덴서를이용하는쉐링브리지회로가사용된다. ㄴ. 평형용가변저항 R4 및평형용가변콘덴서 C4를조정하여브리지평형이얻어졌을때의 tanδ를측정한다. ㄷ. 가장정확한시험이지만시험설비의대형활로이동에문제가있어케이블제조사에국한하여사용됨. 47페이지중 20페이지

21 (3) 판정 3) 부분방전시험 (1) 측정방법절연체에상용주파교류전압을인가하여절연체중보이드, 이물질흡입, 외상등의결함에서발생하는부분방전의크기와빈도를측정하여열화분석 (2) 원리 ㄱ. 위그림과같이 C b 와 C c 의직렬회로는고전압을인가시킬때 C b 의보이드부분에서 절연파괴가일어나부분방전이발생한다. ㄴ. 이부분방전에수반되는전압변화 ΔV 로검출 (3) 케이블절연체의 C c 나 ΔV는실제로구하기어렵다. (4) 일반적으로교정기를사용하여방전전하를구하는방법을많이적용하고, 쉴드룸에서의시험이요구된다. 4) 절연저항법 1) 측정방법절연저항계로절연체와쉴드간의절연저항을측정하여판정 2) 판정ㄱ. 도체 대지 : 500MΩ이상ㄴ. 쉴드 대지 : 2,000MΩ이상 (3) 측정이간단하고일반적인양부판정은가능하나, 전압의한계가있고정밀분석미흡 5. 활선상태의진단법 1) 수트리진단법 ( 직류성분법 ) (1) 측정방법사용중인케이블에서수트리가발생하면정류작용에의해직류성분의전류가발생한다. 이직류성분의정도를측정하여열화를판정한다. (2) 원리 47페이지중 21페이지

22 케이블쉴드접지선에흐르는누설전류를검출하여직류성분으로분석하므로 케이블열화정도를측정한다. (3) 판정 2) 활선 tanδ법 (1) 측정방법고압배전선으로부터분압기를통해서전압원을검출하고 CT를이용하여케이블접지선에흐르는전류를측정한후그위상차로부터 tanδ를측정하여열화판정 (2) 원리 47 페이지중 22 페이지

23 제3장지중송전선로.xls 고압선을직접연결시켜야하므로위험성이내포되어감전주의가필요함 (3) 판정 A급 ( 양호 ) : tanδ 0.1% 이하 B급 ( 상태감시 ) : tanδ 0.1 ~ 0.15% 이하 C급 ( 교체 ) : tanδ 0.15% 초과 3) 직류전압중첩법 ( 비접지방식에주로사용 ) (1) 측정방법 GPT 중성점에서선로에 50V 직류전압을중첩시켜활선상태에서절연체에흐르는누설전류를측정하여열화진단하며, 대한전선에서 OLCM(On Line Cable Monitoring) 시스템으로사용되고있다. (2) 원리 ㄱ. 전원공급설비가커서운반용으로는부적합하지만하나의설비로많은케이블을동시에측정, 분석할수있는이점이있다. ㄴ. 측정시직류중첩에의한전압이다른기기나변전소의보호계전기나반도체소자에악영향을고려할필요가있다. ㄷ. 절연저항으로측정하므로판정이용이하나장비의현장적용이부적합하다. (3) 판정 5,000MΩ이상 ( 양호 ), 100MΩ이하 ( 교체 ) 4) 저주파중첩법 (1) 측정방법및원리ㄱ. 직류전압중첩법의문제점을보완하기위하여교류저전압인 10V, 저주파수 5~10 Hz인저주파수전압을케이블에인가하여측정한다. ㄴ. 케이블접지선에흐르는저주파수전류를검출, 절연저항으로환산하여판정 (2) 특징ㄱ. 진단법으로는이상적이지만저주파발생부의대형화로이동측정이어렵기때문에현장적용이난해하다. ㄴ. 현재국내에는적용하고있지않으며상용화에는장시간소요될것으로예상됨 6. 열화대책 1) 케이블제작공법을건식공법으로하고절연층을균질성있게제작 2) 도체와절연체사이의경계면을매끄럽게제작 3) 케이블에물이침입하지않도록컴파운드충진 4) 절연체에 Voltage Stabilizer등으첨가제를혼입전계집중방지 5) 케이블단말처리철저및말단을통한습기침투방지 6) 케이블의반도천증을균일하게배치 7) 케이블포설시기계적스트레스에유의 47 페이지중 23 페이지

24 8) 열화진단법을적절히활용하여사고미연에방지 [ 케이블온도측정법 ] 1. 광파이버분포온도측정시스템 1. 개요전력구내온도를감지하여케이블고장위치나화재위치를찾아내고, 선로를적정부하로운전하기위하여케이블상시온도를측정하기위한시스템을말한다 2. 구성도 (1) 광섬유 : 온도감지선 (2) 레이저부 : 광펄스생산 (3) 신호처리부 : 산란광을수신하여분석하는신호처리부 3. 온도측정원리 (1) 광파이버구성물질분자는항상분자운동을하고있고, 온도상승된지점에서는분자운동이강해진다. (2) 펄스광을투사하면펄스광으로부터에너지를받아분자운동이강해진다. (3) 펄스광이지나가고나면분자운동은중단되고에너지는방출된다. (4) 투사된펄스광의대부분은전방으로진행하나일부산란된광은되돌아온다. 이러한원리로광파이버를따라분포된온도를측정할수있는데, 되돌아오는산란광의종류에는탄성충돌에의한 Rayleigh 산란과비탄성충돌에의한 Raman 산란의두가지가있다 Rayleigh 산란은광강도가큰반면입사광의파장과동일하고온도의존성이약해온도측정에부적합하며, Raman 산란은 Stokes와 Anti-stokes의두성분으로나뉘어지는데광강도가 Rayleigh 산란광에비해약 10-3배정도로약하나온도에대한의존성이매우강하고입사광의파장에대한파수의변화가 ±400Cm-1정도로분리검출이쉬워온도측정에적합하다. 거리측정원리는광파이버 (optical fiber) 를통해입사된펄스광이어떤지점에서산란되어되돌아올때그시간을측정하여거리는산출한다. χ = υ t/2 χ : 원점으로부터의거리 υ : 광파이버내에서의빛의속도 t : 시간 47페이지중 24페이지

25 2. 정온식감지선형감지기 1. 개요강선위에민감한절연체로피복한감지선을서로꼬아놓은것으로서, 감지선에열이가해지면절연피복이녹으면서두강선이단락 ( 회로구성 ) 되어신호를보내는방식의화재감지기이다. 2. 개요도 3. 구성설비 (1) 화재감지선 (2) 화재감시제어반 (3) 종단저항함 (4) 감지선연결함 (5) 접속재 4. 특징감지신뢰성이높고화재발생위치 ( 거리 ) 표시가가능하다. 또한습기 분진등에강하여전력구의화재감시에사용하고있으며, 전력구의온도를감안하여 65 ~75 에서동작되는감지선을사용하고있다. 47 페이지중 25 페이지

26 [ 지중케이블의각종손실과경감대책에대하여논하시오 ] 1. 개요 케이블의손실은도체손, 유전체손, 연피손 ( 시스손 ) 으로구분된다 2. 도체손 ( 저항손 ) 1) 개요 : 케이블의도체에서발생되는손실이며전력손실중가장크다 2) 저감대책 : 도전율이좋고, 단면적이큰도체사용 3. 유전체손 1) 개요케이블의유전체에서발생하는손실로서, 절연체전극간에교류전압을인가했을경우, 발생하는손실을말한다. 즉, 전압인가 정전용량 C 발생 충전전류 I C = ωce발생, 절연열화 I R 케이블에전압을인가했을때흐르는전류는유전체의정전용량에의한충전전류 I C 와전압과동상분으로누설저항에의한 I R 로구성된다. 즉, 2) 유전체손실 3) 저감대책 W d tanδ 이므로절연물의절연성이우수하여 I R 을줄일수있는물질사용 4. 연피손 1) 개요연피및알루미늄피등도전성의외피를갖는케이블의경우발생한다. 2) 연피손의종류및발생원인 (1) 와전류손 : 시스에근접효과때문에발생하는손실 47페이지중 26페이지

27 (2) 시스회로손 : 케이블도체전류에서의전자유도작용에의해시스를접지함에따라 시스에전류가흐르고시스저항에의해발생하는손실 (3) 시스의저항율이적을수록, 전류의크기나주파수가클수록, 단심케이블의이격거리가클수록크게나타난다. 3) 저감대책 (1) 연가 (2) 시스자체를접지 ( 편단, 크로스본드 ) 전위와전류를최소화할수있는방법강구 ( 최근한전신기술로지정된비일괄공동접지활용 ) (3) 케이블의근접시공 [ 지중케이블의송전용량을증대시킬수있는케이블냉각방식의종류와특징을설명하시오.] 1. 개요 1) 송전용량 ( 허용전류 ) 을증대시키기위해서냉각물질을사용하여케이블의온도상승을억제하는것을케이블냉각이라한다. 2) 냉각방식별로간접냉각, 직접냉각및도체냉각등이있으며, 냉각매체별로풍냉, 수냉및유냉방식등이있다. 2. 간접냉각방식외부냉각이라고도하며케이블주변의토양이나공기등을냉각하여케이블온도를저하시키는방식이다. 동일장소에다수의케이블을동시에냉각시킬수있는장점이있다. 1) 관로간접냉각 : 냉각관을직접땅속에케이블과병렬로매설하여냉각하는방식 2) 전력구간접냉각 : 전력구천장또는방재트로프내에냉각관을설치하여냉각하는 방법으로냉수제조설비, 냉각수순환설비및감시설비등으로구성된다. 47 페이지중 27 페이지

28 3. 직접냉각방식표면냉각방식이라고도불리우는이방식은케이블외경보다큰냉각관안에케이블을설치하여케이블표면을직접냉각하는방식으로도체냉각방식다음으로냉각효과가높다. 1) 관로및전력구직접냉각 : 냉각관을땅속또는전력구내에설치하고그안에케이블을설치한후냉매 ( 주로물 ) 를순환시켜케이블을냉각하는방식 2) POF케이블유순환방식 : 강관안에설치된케이블을충전된절연유를순환시켜케이블을냉각하는방식 3) 전력구풍냉 : 냉각팬으로전력구내공기를순환시켜케이블을냉각하는방식으로서보통타냉각방식과병행하여사용된다 4. 도체냉각케이블도체내부에냉각통로를설치하고냉매를유통시켜케이블을냉각하는방법으로냉각효과는매우크지만부속장치가많이필요하고접속함등의설계가매우복잡하고어렵다. 5. 히트파이프냉각온도차이가발생시증발과응축등의열싸이클변화를하는냉매를밀폐된파이프내에넣고파이프를케이블근처에설치하여냉각하는방식이다. 케이블에서발생되는열의일부를파이프내로흡수하고, 흡수된열을토양또는공기중으로이동ㆍ발산시켜케이블의온도상승을억제한다. 이방식은변전소인출부등국부적인장소의온도강하에이용하고있다. 47 페이지중 28 페이지

29 [ 케이블굵기선정 ] 1. 개요케이블굵기를산정하는데는허용전류, 전압강하, 기계적강도, 고조파등에의해결정된다. 2. 허용전류 1) 상시허용전류 (1) 정의 : 상시허용전류는장시간에걸쳐서통전할수있는전류이며, 주위조건이완전히포화안정되어있다고생각하고구한다. (2) 식 2) 단락시허용전류 (1) 정의ㄱ. 단락사고시등매우짧은시간에큰전류가흐르게되는바, 이것에대한허용전류를말한다. ㄴ. 단락, 지락등의고장전류가흐르는시간이 2초이하로매우짧은시간인경우이며, 이전류에의한열은모두도체속에축적되어절연체에는지장이없다고보고다음식에의해구할수있다. (2) 식 (3) 단락시허용전류계산간략식 ( 절연체 -CV 일경우 ) ㄱ. ㄴ. 3. 단시간허용전류 ( 순시허용전류 ) 1) 정의 : 일반적으로짧은시간동안부득이연속허용전류이상의과부하전류를통전하는경우또는전동기의기동시등의시동전류와같이단시간과부하전류를통전시고려 2) 식 47 페이지중 29 페이지

30 4. 간헐부하허용전류 1) 정의 : 일시적으로통전하고정지하는싸이클을반복할때도체가발열하며이를고려한허용전류 2) 식 3. 전압강하 1) 정의전선에전류를흐르게하면전선의임피던스로인하여전원측전압보다부하측전압이낮아진다. 전압강하는전선단면적에반비례하므로전선을굵게하면해결되지만경제적인면에서적정한굵기를선택한다. 2) 전압강하계산법 47 페이지중 30 페이지

31 제3장지중송전선로.xls 4. 기계적강도 1) 단락의경우 (1) 열적용량충전에의해도체에발생된줄열은도체의온도를상승시킴과동시에외기온도와의차이는절연물을통해서외부로발산된다. 그러나수초이하의단락전류는모두도체온도를상승시키는데소비된다. (2) 단락전자력 즉, 두개의도체에전류가흐르면전자력에의하여상호힘을작용하여, 전류가같은방향으로흐르면흡입력, 반대방향이면반발력이다. 2) 신축 (1) 케이블에전류라흐르면도체는발열하여팽창계수에따른신축이생긴다. (2) 이현상은케이블피복마모와접속부의이완등을초래할수있으며, 지중전선로에서는활락현상등을초래할수있다. 대책으로는스네이크포설, 오프셋등 3) 진동 4) 자중 5) 발열 : 지지금구류및케이블근접부재의발열 5. 기타 (1) 장래의증설부하의여유율 (2) 고조파전류함유분 (3) 연결점의허용온도 (4) 부하의수용율 (5) 열방산조건등 [ 케이블의대표적인시험 ] 1. 인장강도시험 : 잡아당겨어느정도의하중에서끊어지는가 2. 트위스트시험 : 어느정도구부렸다폈다반복하여몇번반복하여끊어지는가 3. 충격시험 : 떨어뜨리거나외부에서의충격을가하여찌그러지거나피복손상여부 4. 방수시험 : 피복내부로물침투여부 5. 절연저항시험 6. 고유저항값측정 7. 내압시험 47 페이지중 31 페이지

32 [XLPE 케이블과 CN/CV-W 케이블은무엇의약자인가기술하고그특징을간단히설명하시오 ] 1. 개요케이블변천과정 CV CN/CV CN/CV-W FR-CN/CO-W 초전도케이블 2. CV(XLPE) 케이블 ( 가교폴리에틸렌절연비닐외장케이블 ) CV 케이블은 Cross Linked Polyetnlene Insulated PVC Power Cable의약어로, 폴리에틸렌을가교해분자를입체만구조로만들어, 폴리에틸렌의결점인열연화성을개선한가교폴리에틸렌케이블이다. (1) 구조 (2) 특징 (1) 내열성이우수하다.( 송전용량증개가능 ) ㄱ. 도체최고허용온도 : 90 ㄴ. 단시간허용온도 : 105 ㄷ. 단락시허용온도 : 230 (2) 내수성및내약품성이우수하다 (3) 유전체손실이작다 (4) 보수및고장복구가용이하다. (5) 가요성이우수하여굴곡지역의통과가쉽다. (6) 접속공사가간단하다. (7) 제조기술의정밀화가필요하다 ( 보이드, 돌기, 이물질 ) (8) Tree가발생한다. 3. CN/CV 케이블 1) XLPE Insulated, Concentric Neutral Concuctor With Water Blocking Tapes And Sheathed C 2) CV 케이블의절연체외부에동심중성선을갖는구조로서 22.9KV 다중접지계통의지락전류 (5,000A 정도 ) 를흘릴수있는통전능력을갖도록한것 3) CN/CV-W( 수밀형 ) 은도체사이에물이쉽게침투하지못하도록수밀컴파운드충진한것 * 물침투우려가큰지중선로구간에서케이블내물침투방지 4) FR CNCO-W( 동심중성선수밀형무독성난연전력케이블 ) 시스에저독성난연폴리올레핀처리하여화재시독성가스발생량대폭감소 5) TR CNCV-W( 동심중성선수트리억제형전력케이블 ) 47 페이지중 32 페이지

33 수트리현상을방지하기위해 XLPE 를 TR-XLPE 로변경 6) 특성및구조기능 (1) 수밀층 : 물이침투하지않도록수밀컴파운드를충진 (2) 내부반도전층ㄱ. 도체면의전하분포를고르게하여절연체의절연내력향상ㄴ. 도체와절연체간의간극형성방지 ( 코로나방지, 이온화방지 ) ㄷ. 케이블제조시절연물의도체내침투방지 (3) 절연층고밀도가교폴리에틸렌을사용하며전기적, 기계적, 성질이극히우수하고가요성, 내마모성, 내오존성, 내열성및내약품성이뛰어나 250 에서변형되지않고, 연속사용온도는 90 까지가능하다. (4) 외부반도전층절연층과중성선사이의전기력선분포개선, 절연체의절연내력향상폴리에틸렌계통의절연체에카본블랙을섞은재로로만든것 0.5mm 두께 (5) 부풀음테이프 ( 중성선수밀층 ) 발포성차수테이프, 수분과접촉시수분을흡수하여부푼다. (6) 중성선ㄱ. 일반적으로중성선의단면적은도체단면적의 1/3 정도ㄴ. 다중접지계통에서발생할수있는고장전류를흘릴수있독록제작한다. 47페이지중 33페이지

34 제3장지중송전선로.xls (7) 시스금속시스와비금속시스가있다. 금속시스는차폐기능을가지고있으므로차폐층이라고한다. 비금속시스는외장이라고부르는데금속시스의부식을방지하는역할을하므로방식층이라고도한다. [ 케이블접속시사용되는직선접속, 스톱접속, 종단접속을종류별로기술하시오.] 1. 직선접속 ( 直線接續, Straight Joint) 직선접속은동종의케이블을서로직선적으로접속하는것으로다음 2가지종류가있다 1) 보통접속 (NJ : normal straight joint) 케이블상호간을단순히접속하는것으로서도체, Sheath가모두전기적으로연결되게접속한것이다. 이때사용하는접속함을보통접속함이라한다. 2) 절연접속 (IJ : insulated joint) 단심케이블에서도체는연결하고양측케이블의금속씨스 (sheath) 상호간은절연해서 Sheath 전위상승및씨스손을저감하는목적으로접속하는방식으로절연접속함을사용한다. 침입써지 (surge) 등으로씨스전압이이상적으로상승될우려가있는개소에는방식층을전기적으로보호하기위해절연통보호장치를설치한다. 2. 유지접속 ( 油止接續, SJ : Stop Joint) OF 또는 POF 선로에서선로길이, 압력등의문제로급유구간 ( 給油區間 ) 을별도로분할할필요가있을때사용하는접속방식이다. 즉, 절연유통로는차단하고, 도체는접속시키는방법을말한다. 1) 유지접속 (oil stop joint) 장거리 OF 선로에서급유구간을분할하고자할때사용하는접속방법이다. 즉, 양측케이블의절연유통로는차단시키고도체는전기적으로접속한것이다. 이때사용하는접속함으로써금속씨스상호간을연결할경우에는유지 ( 油止 ) 접속함 (SJ) 을사용하고, 금속씨스상호간을절연할경우에는유지절연접속함 (SIJ) 을사용한다. 2) 준유지접속 (semi oil stop joint) POF 케이블에서급유구간을분할하는접속방법으로, 절연유는상시에양측케이블의접속부에설치된바이패스 (by pass) 파이프로유통된다. 절연유를차단할필요가있을때는케이블선심에장착된패킹 (packing) 을이용하여유통로를차단하나완전히차단되지는않는다. 3. 종단접속 (Termination, Sealing End, End Box) 케이블과옥내배선, 케이블과가공선또는전기기기등을접속하는것을말한다. 즉케이블과타설비와의접속을말하며접속된상태를케이블헤드 (C/H : Cable Head), 실링엔드 (S/E : Sealing End), 종단함등으로부르며케이블과접속될설비의종류에따라접속방법이기중종단접속, 가스중종단접속, 유중종단접속등으로구분한다. 1) 기중종단접속함 (EBA : End Box in Air) 대기중에서케이블과타설비 ( 보통가공선로 ) 을접속하는접속함을말한다. 외부절연물로유침지케이블 (OF 케이블등 ) 은자기제애관을사용하고, 고무플라스틱케이블 (XLPE 등 ) 은자기제애관, 에폭시수지제애관등을사용한다. 47페이지중 34페이지

35 제3장지중송전선로.xls 2) 가스중종단접속함 (EBG : End Box in Gas) GIS와케이블을접속할때사용하는접속함을말한다. 일반적으로외부절연물로애폭시수지제애관이사용되고있다. 3) 유중접속함 (EBO : End Box in Oil) 케이블과유입변압기를접속할때사용하는접속함을말한다. 47 페이지중 35 페이지

36 [ 지중송전선로공사시 Snake 부설의목적과방법에대해서기술하시오.] 1. 개요전력구에서는케이블을행거나방재트로프내에설치한다. 이경우케이블에대하여구속력이작기때문에관로에설치할때와같이열신축량이크고, 경사지에는활락현상이발생하기쉽다. 특히케이블경과지중곡선부에서의케이블의이동이심하고, 그부분에신축이집중되어케이블이극단적으로구부러진다. 이러한현상을 free snake현상 이라부른다. 이러한현상을완하하기위하여, 전력구내에케이블을설치할때에는뱀이기어가는것과같이케이블을꾸불꾸불하게설치하는것을스네이크 (snake) 부설이라한다. 2. 개요도 3. 특징 1) 열신축은 snake형상의변화에따라서흡수되기때문에맨홀에서의케이블신축은현저히감소되고, off-set 길이를줄일수있다. 2) snake의변곡점또는끝부분을 cleat로고정하면직선적으로설치할때보다훨씬작은구속력으로고정할수있고, 크리트구조도간단하게된다. 3) 금속씨스에발생하는형태변화는케이블전구간에걸쳐서분산되어 off-set 부분만에집중되지않는다. 4) 케이블을크리트로고정하기때문에프리스네이크 (free snake) 현상이발생하지않는다. 5) 경사지에서는크리트에요구되는구속력이현저히감소되고, 간단히고정할수있다. 4. 한전규격 [ 전력구에전력케이블설치시활락 ( 滑落 ) 이발생하는원인및이의방지대책에 대하여기술하시오 ] 1. 개요케이블의온도가변화면선팽창에의해내부응력이나신축 ( 伸縮 ) 을일으켜, 경사지에서는케이블이아래쪽으로미끄러지게되는데, 이러한현상을활락이라한다. 이활락현상은관로의경사각, 케이블의길이, 부하변동의크기, 케이블에가해지는반항력등에따라 47페이지중 36페이지

37 제3장지중송전선로.xls 영향을받는다. 2. 방지대책 1) 스토퍼 (Stopper) 방식경사지상단측케이블에스토퍼를설치하는방식으로케이블이팽창할때에는구속 ( 拘束 ) 되지않으나, 케이블이줄어들경우축소량이팽창량보다크면스토퍼가관로구에닿아서활락을방지하는방식이다. 2) 상단고정방식경사지의상단측관로구에서만케이블을완전히고정하는방식으로서상단이종단함이경우는적절하지만하단의이동량이큰것이결점이다. 3) 중간고정방식맨홀과맨홀중간에핸드홀등을설치하여케이블을완전히고정하는방식으로구속력, 이동량이대단히작다. 4) 스프링 (Spring) 방식스토퍼방식에서스토퍼와관로구사이에스프링을설치하여케이블에는항상윗방향으로힘이작용하도록한방식이다. 이방식은스토퍼방식에비해서필요한구속력을대단히작게할수있다. [ 지중케이블포설의용어, 재밍레이쇼 (Jamming Ratio) 에대하여설명하시오 ] 1. 개요케이블을 1공3조로관로에설치시케이블이관로에끼어부설이불가능한상태가되는케이블외경대관로내경의범위를 jamming ratio라고한다. 2. 개요도 3. 대책 Jamming Ratio는일반적으로관로내경이 2.85d~3.15d 정도일때발생하며, 케이블배열을유지하면서부설하기위하여는 2.16d+30mm 관내경 (D) 2.85d 또는 D 3.15d를만족하는관을선정하는것이좋다. 47 페이지중 37 페이지

38 [ 전력구화재에대한예방및방재대책의중요성이높아지고있다. 전력구를감시하는 제어시스템에대하여설명하고, 전력구내사용하는난연케이블에대하여기술하시오 ] 1. 전력구감시제어시스템이란전력구내에서발생하는각종사고를미연에방지하고, 사고발생시신속한대처가가능하도록구축한시스템을말한다. 1) 주요기능 (1) 전력구내출입자, 침수, 가스, 환경, 화재등상시전력구의운전상태감시 (2) 케이블표면온도측정 (3) 펌프, 환풍기등의원방제어 2) 시스템의구성 (1) 주국 (MS : Mster station) : 컴퓨터, 프린터, 제어정치, 무정전접속장치 (2) 자국 (LS : Local station) : 광다중전송장치, 광접속함 (3) 전송로 : 광케이블 (4) 센서ㄱ ) 출입자감시 : 근접센서, 적외선센서, ITV ㄴ ) 침수감시 : 수위센서ㄷ ) 화재감시 : 분포온도장치, 정온식감지선ㄹ ) 환경감시 : 산소, 메탄, 가연성가스등 그림 58 전력구감시시스템구성도 2. 난연성케이블이란 1) 난연성 : 불꽃, 아크또는높은열에의하여쉽게불이붙지않거나또는불이붙어도잘연소되지않는성지로일반가연물질보다불에타지않고연소속도가상대적으로느린경우에사용되는용어, 불이붙어도불꽃등화원을제거하면자기소화하는성질이있어자연소화되는특성 ( 연피케이블과알루미늄피케이블은난연케이블에해당함 ) 2) 난연케이블의종류 (1) 일반난연케이블 : FR-CV, FR-CVV (2) 할로겐프리난연케이블 HF-CV, HF-CCO 3) 용도 47 페이지중 38 페이지

39 제3장지중송전선로.xls (1) 일반난연케이블 : 일반산업용 ( 특히석유화학단지와같은인화성물질다량사용장소 ) (2) 할로겐프리난연케이블 : 백화점, 영화관, 전차등다중이용전기시설 4) 할로겐 Acid Gas 비율 CV : FR-CV : HF-CO = 38% : 27% : 0.5% 5) 케이블의난연성시험방법 (1) 시험방법수직트레이연소시험장치에 2.4m의시료를 1/2D(D: 케이블직경 ) 의간격으로 150mm이상의폭에취부한다. 버너는바닥으로부터 600mm 위치에설치하고 815 의불꽃 ( 길이 380mm) 을 20분간연소시킨다. 이때불꽃의온도, 꺼진후의잔염시간, 씨스및절연체의소손거리를측정한다. (2) 평가방법ㄱ ) 케이블은전소되지않아여한다. ㄴ ) 버너화염을제거했을때자기소화성을가져야한다. (3) 소방법에는전력구내설치하는케이블은연소방지제를도로하도록규정하고있음 [ 수직트레이난연시험법개요도 ] 47 페이지중 39 페이지

40 [ 수저 ( 水底 ) 케이블의개장규격중 TAWWA 란무엇인지설명하시오.] 1. 개요 Tape Armoured Wire Armoured의약자이며 Copper Tape Armoured Duble Layer of Steel Wire Armoured로강대이중철선개장해저케이블 2. TAWWA의특징과기타해저케이블의종류 1) 장점 : 앵커등의중량물등에의한외상에강하다. 2) 단점 : 고가, 바늘형어구에대해다소문제점이있다. 3) 기타해저케이블의종류 : FRP 개장, 동선개장, 알루미늄선개장, 1중철선개장 (WA), 2중철선개장 (WWA) 3. 해저케이블의개장구비조건 1) 해저면에서케이블외부에발생되는각종물리적요소 ( 자갈과의마찰, 조류에의한마모, 저인망어선의갈고리작업등 ) 에충분히견디는개장일것 2) 케이블보호와동시에부식에견딜것 3) 해협포설이므로지자기의수직분력과조류에의한유도전류가개장선에흐르므로이에의한전식에도견딜것 4) 케이블포설시의잘력에충분히견딜것 4. 구조도 [ 케이블의시험에대표적으로적용되는항목 (8 가지 ) 을서술하시오.] 1. 절연파괴시험시험전압을점차로상승시켜시료가파괴될때의최소절연파괴전압을구하는시험이다. 일반적으로절연물고유의값으로일정한파괴전압을얻는것은곤란하다. 이의원인으로는코로나방전등에의하여절연물이파괴되기이전에열화작용을하기때문에고유의파괴강도보다낮은전압에서파괴된다. 따라서시험방법의조건에따라다늘결과가나온다. 1 전압을 0.5 ~ 1.0 배의비율로올리고, 파괴하기까지전압을상승시킨다. 2 1에서얻어진전압의약 1/2을인가하고, 파괴전압의 1/20이하인전압마다계단적으로 47페이지중 40페이지

41 제3장지중송전선로.xls 상승시키고일정한전압을유지하여파괴하지않는경우다음단계의전압으로상승시켜파괴전압을구한다. 2. 충격전압시험 1) 변압기, 애자등고전압기기의절연이그기기에가해질것으로예상되는충격전압에견디는정도를측정하기위한시험 2) 내충격전압의기준 : BIL( 기준충격절연강도 ) 를사용하여이는표준파형충격전압으로표현되는절연수준이다. 3) BIL을결정하는방법 ( 직류회전기, 건식변압기, 정류기는제외 ) (1) 절연계급 (E) = 최고공칭전압 /1.1( 예 :154KV경우 154/1.1=140호 ) (2) 적용 BIL = 140 * = 750KV(BIL = 5E + 50) 유효접지에서 BIL 적용은 1단저감이므로 650KV 적용 (3) 345KV 에서 BIL = 5 * 345/ = 1,550KV 유효접지에서 BIL 적용은 2단저감이므로 1,050KV 적용 (4) 모든설비는그절연수준이주어진 BIL과같거나높아야한다. 3. 절연저항시험비파괴시험의한종류로서저전압시험으로절연불량이나사용중의열화검출시험방법 1) 메거를통한양부의정도파악 2) 500V 메거로는저압기기측정 3) 1,000V 메거로는고압기기측정 4) 측정값은절연거리, 구조, 치수, 형상에따라다르므로신뢰성이떨어진다. 4. 직류시험 1) 절연물에 DC 인가시흡수전류, 누설전류, 변위전류가흐른다. 2) 이중흡수전류와누설전류를측정하여절연의양부를판정한다. 3) 정격전압의교류파고치또는그이상의 DC 전압으로수분 ~10분정도인가하여 i - t 또는 v - t 변화를측정한다. 4) 판정기준으로성극지수 ( 성극비 ) 사용성극비 ( 성극지수 ) = 전압인가 1분후의전류 / 전압인가 10분후의전류 5) 절연저항은저전압에서는거의일정, 파괴전압에근접할수록저하하는특성을이용하여절연의양부판단 5. 유전정접시험 1) 절연물의유전체손실에의한손실각 tanδ를측정 2) 측정시주의사항 (1) 측정값은온도나습도의환경조건에영향을받는다. (2) tanδ계사용시계기를고압측으로넣을것 ( 전원변압기나계기의리스크방지를위해 ) (3) 통상부분방전시험과합새서판단한다. 6. 코로나시험 ( 부분방전시험 ) 절연물내의보이드나크랙을검지하여절연의양. 부를판단펄스전류측정또는다른측정방법 7. 기타 1) 크로로프렌고무혼합물및크로로설폰화폴리에틸렌고무혼합물내연성시험 2) 비닐혼합물및내연성폴리에틸렌혼합물또는저독성난연폴리올레핀혼합물의내연성시험 3) 저독성난연폴리올레핀외장케이블의내연성시험 4) 불꽃시험 47 페이지중 41 페이지

42 불꽃시험은 20 분간실시하여시험중불꽃침범부분의온도와버너의불꽃을제거하였을 때연소가계속되는시간, 탄화된부분의길이및절연체가손상된길이를기록한다. [22.9 KV-Y 계통에적용되고있는 CNCV 케이블의단말 (Cable Head) 처리에있어서전기적 스트레스완화 (control) 방법을설명하시오 ] 1. 개요케이블의단말부분에서는케이블내에서나타나는균등한전기력선분포가크게밀집되어나타나게된다. 이러한전기력선의밀집분포를완화하여전기적특성을개선하기위해서케이블단말처리를할때스트레스콘을사용하거나전계완화용튜브및테이프등을사용한다. 스트레스콘은절연을보강하는원리이고, 전계완화용튜브나테이프는유전체의경계조건을이용한전기적스트레스완화방법이다. 2. 스트레스콘사용전. 후전계분포도 3. 단말처리재종류및특성 1) 조립형몰드형점속재로서내부와외부표면은도전성고무재질이고그가운데층이절연층이다. 내부표면의도전층은도체슬리브압축에의한공극의코로나방지효과가있고외부도전층은접속재의전위를대지전위로낮추기위한것이다. 조립형접속재는시공이간편하나케이블외부반도전층겹침길이가정확하게유지되어야하고, 접소재표면의접지구멍에반드시접지선을연결하여야한다. 2) 열수축형 Thermo Plastic의기본인 C3H6의폴리에틸렌에높은에너지의방사선을조사 ( 가교 ) 하면수소원자가수소가스로방출되고탄소원자사이에상호결합되어이를가열하면고무와같은탄성을갖고가교상태로환원되는기억특성을갖게된다. 열수축관은용도에따라서전계완화용, 절연용으로제작되어, 시공이불을사용하여가열하는관계로열수축관이타거나가열이안되어완전히수축되지않는경우가없도록불꽃의세기를적당히조절하는등세심한주의가필요하다. 3) 테이프레진형케이블구성요소를이루는형태별로반도전테이프, 절연테이프, 차폐용동테이프등각종테이르를겹쳐감고그위에에폭시레진으로보강하여케이블을접속하는형식이다. 47 페이지중 42 페이지

43 제3장지중송전선로.xls 시공자의테이프감는능력에따라접속의질이크게좌우되고감는테이프의수량이많아접속작업시간이대단히긴단점이있다. 4. 단말처리완료상태 1) 평일산업조립형 1 터미널러그 2 레인캡 3 하우징 ( 스트레스콘 ) 4 브라켓 2) 남해전기 ( 열수축형 ) [ 케이블종류 ] 1. OF 케이블 (Oil Filled Cable) Sheath 내부에유통로를두고, 외부에설치한유조 (oil tank) 에서상시대기압이상의압력을가하여절연지에절연유를공급함으로써높은절연내력을유지할수있게한케이블이다. 따라서높은전위경도에서도절연체의두께를줄일수있어 XLPE 케입블에비해외경이작은반면에별도의급유설비을필요로한다. 이 OF 케이블은장기간성능시험으로신뢰성이우수한케이블로 66kV이상송전선로에많이사용되고있다. 현재한전지중송전케이블로가장많이설치되어있으나, XLPE 케이블확대사용으로감소추세에있다. 47 페이지중 43 페이지

44 제3장지중송전선로.xls 2. POF 케이블 (Pipe Type Oil Filled Cable) 세가닥의지절연도체를강관내에설치하고, 절연유로충전하여항상고압을유지하면서운전하는케이블을말한다. 이케이블도체위에카본지 ( 내부반도전층 ) 와절연지를감고그위에폴리에틸렌씨스 ( 외부반도전층 ) 를입힌후연동테이프등으로보강하고스키드와이어 (skid wire) 라고부르는반원형의금속선을나선형으로감아케이블을강관내에인입할때마찰저항을작게한구조로되어있다. 부속설비로는절연유를공급하기위한급유조 (oil tank), 강관내절연유압력을일정하게유지하기위한급유펌프, 유압계, 유압기록기, 전식을방지하기위한설비등이있다. 이 POF 케이블은주로북미, 구소련등에서주로사용되고있으며, 우리나라에서는 1970년대 154kV용으로일부설치하여운전중에있으나, 현재신설선로에는사용하지않고있다. 3. 직류해저케이블 (MI Cable : Mass Impregnated Cable) 장거리용고압직류 (HVDC : High Voltage DC Current) 해저케이블 (Submarine Cable) 은현재사용중인급유조로는케이블절연을위한압력유지가불가능하므로 OF Cable이나 Gas Press- ure Cable은사용할수없다. 또한 XLPE Cable은장거리케이블제작자체가불가능하기때문에현재까지는장거리 HVDC 해저케이블에사용한실적이없다. 따라서장거리고압직류해저케이블로는 Solid Ca -ble인 MI(Mass Impregnated) Cable을사용 Yarn : 실, 방적사 4. GIL(Gas Insulated Transmission Line) 압력형상분리모선을기반으로개발된 GIL은파이프모양의금속씨스내에파이프모양의도체 ( 주로 AL 사용 ) 를에폭시수지제의절연스페이서로절연시킨후씨스와도체간에절연특성이우수한 SF6 가스를충전한송전선로이다. 이것은 47페이지중 44페이지

45 제3장지중송전선로.xls 1) 가공송전선과같은정도로송전용량이높다. 2) OF 케이블에비해동일송전용량에서충전전류가적다. 등의장점이있으나제조단위길이가한정되어 ( 약 12~14m) 현장접속이많고, 접속및유지보수가어려워발전소인출등대용량 ( 보통 4000~8000A) 이필요한단거리선로에사용됨 [ 초전도케이블 ] 1. 개요초전도란어떤물질이일정온도이하에서갑자기전기저항이없어지는현상으로서 Nb₃Sn, NbTi 및 Nb₃Al 등의저온초전도도체 (10K 이하에서전기저항=0) 와 YBCO, Bi-2223, Ti 및 Hg 등의고온초전도도체 (108K 이하에서전기저항=0) 로분류된다. 초전도케이블은관로내의초전도도체를냉매로함침한복합절연방식으로절연한후냉매를이용하여전기저항이 0 이되도록한케이블로서저손실, 대용량의송전이가능한차세대케이블이다. 초전도케이블은 70년대말부터 80년대중반까지는저온초전도케이블 (4.2 K인액체헬륨을냉매로이용 ) 개발연구가이루어졌으나 90년대이후부터저온초전도케이블의설계결과를기초로하여고온초전도케이블 (77 K인액체헬륨을냉매로이용 ) 이개발이진행되고있다. 2. 구성초전도케이블의구성은크게케이블코어와케이블코어를저온으로유지시켜주는극저온관로로구성되어있다. 47 페이지중 45 페이지

46 제3장지중송전선로.xls 3. 특징 1) 대용량저손실 : 송전용량현재보다수배증가전력손실기존케이블의 1/20 2) 저전압송전가능 : 22.9KV로수용가까지저전압. 대전류송전가능 3) 송전비용절감 (1) 지중계통전압등급의균일화가가능하고, 도심의초고압변전소 (345/154KV 변전소 ) 생략이가능하여송전비용을줄일수있다. (2) 절연레벨의감소로송. 변전기기의컴팩트화및전력기기가격의저하가능 (3) 저전압화에의해케이블의충전전류가감소하기때문에보상용리액터를경감하여계통전체에걸쳐송전비용을줄이는것이가능 (4) 케이블의소형화 (5) 케이블관로의소형화 (6) 장거리송전가능 4. 우리나라개발현황 1) 이천변전소내초전도케이블설치단선도 47 페이지중 46 페이지

47 [ 초전도케이블냉각시스템 ] [ 초전도케이블과기존케이블접속사진 ] 이천변전소에서 22.9kV 배전용초전도전력설비실계통운전에들어간다고 29일밝혔다. 이로써우리나라는미국에이어세계 2번째로실제전력망에초전도케이블기술을적용한나라가됐다이사업은지식경제부와한국에너지기술평가원이주관하고한전과 LS전선이참여했다. 한전은초전도전력시스템의계통연계및운전, 시스템해석및보호를, LS전선은초전도케이블의제작및설치를담당했다. 이번성과는초전도현상이발견된지 100년, 고온초전도물질이발견된지 25년만에우리나라가일구어낸쾌거로, 선진국들도 20년에걸쳐개발성공한것을단 10년만에달성하여명실공히전력선진국임을입증했다. 이사업은크게초전도케이블과초전도한류기의설치및계통운영으로구분된다. 여기에사용된초전도케이블시스템은 410m 규모로배전용케이블로는세계최장길이며초전도한류기시스템은정격전류 630A 이다. 초전도케이블의본격적인전력망적용을위해서는경제성확보와대용량냉각시스템, 케이블설치경로의고저차극복, 중간접속등장거리송전기술이필요하다. 이번실계통에적용된케이블은기존초전도케이블과달리중간접속함 (Joint Box) 을포함한세계유일의초전도선로이므로향후초전도케이블을이용한장거리송전과초전도케이블상용화에한걸음더다가서게됐다. 초전도배전케이블은저항이없는초전도특성을사용, 대용량전력전송이가능해져기존송전용케이블의영역을일부대체할수있을것으로기대된다. 이번실계통운전을위해개발된기술과노하우는 2013년경제주도에구축예정인송전급 (80kV 직류, 154kV 교류 ) 초전도케이블시스템실증사업에활용가능하다. 2011년 9월 30일기사 Nb₃Sn : 니오븀주석합금, NbTi : 니오브티타늄, Nb₃Al : 니오븀알루미늄합금 YBCO : 이트륨바륨구리산화물, Bi-2223 : 비스무트 -2223, Ti : 티타늄 , Hg: 수 47 페이지중 47 페이지