|
고압 CV 케이블의 절연감시장치의 개요고압 가교폴리에틸렌 케이블(CV 케이블)은 고압 수변전 설비 간선으로 오늘날까지 고압배전선에 넓게 사용되어 왔고, 그 역할은 매우 중요하다. 각 케이블 제조업체에서는 제조기술의 향상, 재료 개질, 품질관리의 고도화, 더 나아가 절연열화진단 기술의 개발이 철저하게 행해져 왔다.고압 CV 케이블 열화는 그 사용 환경에 따라 열화 상태가 다르지만, 돌발성의 사고를 미연에 방지한 결과, 케이블 보수·점검을 적확하게 행해, 열화상태를 파악하는 것이 중요하다. 한편으로, 컴퓨터의 보급, 공장 정기점검주기의 연장에 의해 정전진단이 적확하게 실시될 수 없는 상태도 있어 활선 하에 있는 고압케이블 절연감시의 필요성이 증가되어 왔다. 본고에서는 고압 CV 케이블 열화형태를 간단하게 소개하고, 더욱 고압케이블 열화진단수법, 특히 활선 하에 있는 절연감시장치의 최근 동향에 관해 소개한다.고압 CV 케이블의 열화  고압 CV 케이블 절연파괴에 결부된 대표적인 열화형태는 수트리 열화<그림1>에 의한 것이 많지만, 그 외에 차단한 동 케이블의 파단, 열 열화 및 화학적 손상·열화 등이 높아진다. <표1>에 고압케이블의 대표적인 열화형태와 특징을 열거했다.또, 열화요인과 열화형태에 관해서는 여러 갈래로 흐르고, 과거 사례를 정리해, <표2>에 나타냈다.고압 케이블의 보수·점검1. 기본적인 보수·점검고압 CV 케이블 열화는 케이블이 사용되는 환경에 따라 열화 상태가 다르지만, 절연파괴사고를 미연에 방지하는 동시에 케이블 보수·점검하여 케이블 열화상태를 파악하는 것이 중요해졌다.케이블 보수·점검은 포설 완료 후, <그림2>에 표시한 관리 프로그램에 기초해 행하는 것이 바람직하다. 또 그 관리 프로그램 중 각 단계의 보수·점검 항목을 <표3>에 나타냈다.2. 활선 하 절연감시<표3>에 표시한 보수·점검 항목은 설비를 정전해 실시할 필요가 있지만, 정전주기 연장 등에 의해 적확하게 실시할 수 없는 경우가 있다. 여기에 활선 하에 있는 절연 진단·감시 장치가 실용화되어 중요한 성과를 올리고 있다. 여기에서는 대표적인 활선 하 절연감시진단·감시 장치를 소개한다.(1) 직류중첩법직류중첩법은, 활선 하에 있는 계통으로 직류전압을 인가해, 절연저항을 측정, 케이블의 절연상태를 감시하는 것으로 브리지법과 직류측정법이 실용화되고 있다.① 브리지법<그림3>에 표시한 모습으로 접지용 변압기의 중성점부터 직류전압(50V)을 인가해, 케이블 절연저항을 일변으로 하는 휘스톤브리지을 형성해 절연저항을 측정하는 방법이다. 판정기준예를 <표4>에 명시했다. ② 직류중첩 전류측정법<그림4>에 표시한 대로 접지용변압기 중성점부터 직류전압(50V)를 인가해, 케이블 절연체에 흐를 수 있는 직류 누설 전류를 케이블 접지선부터 검출하고, 옴의 법칙에 따라 절연저항을 구하는 방법이다. 판정기준예를 <표5>에 표시했다.이러한 브리지법은 직류중첩 전류측정과도 관통하는 수트리 열화 검출이 가능해지고, 이미 많은 사용 실적이 있다. 또, 가반형 측정기와 거치형 자동감시시스템이 있어 케이블 진단의 노동력 절약에 큰 성과를 올리고 있다. <그림5>에 자동감시시스템의 예를 <그림6>에 측정 예를 나타냈다.(2) 맥동검출법교류과전상태에 있어서 절연본의 수트리 열화부의 정전용량이 변화하는 것에 따라 발생하는 상용 주파에 의해 낮은 주파수(1Hz)를 맥동으로 하는 케이블 접지선부터 검출하는 방법이 있다. <그림7>에 측정회로를, <표6>에 판정기준예를 명시했다. (3) 활선 Tanδ법활선 하에서 측정 대상 케이블 전압신호와 충전전류신호를 측정기로 잡아내, 그 위상차부터 케이블의 Tanδ을 산출하는 방식이다. 이 방식은 트리플렉스형 또는 단심 케이블밖에 적용할 수 없다.<그림8>에 측정회로를, <표7>에 판정기준 예를 표시했다.(4) 교류중첩법CV 케이블의 절연체에 발생한 수트리는 비선형 특성을 갖고 있고 케이블 차단 층에 적용주파수의 우수배＋1Hz의 교류전압을 중첩한 때, 수트리 열화에 대응해서 새롭게 발생한 1Hz 열화신호(적용주파수의 2배와 중첩전압의 주파수와의 차)를 측정한 방법이다. <그림9>에 측정회로를, <표8>에 판정기준예를 표시했다.(5) 부분방전 측정법부분방전 측정법은 절연체 보이드나 갭 혹은 직선 접류부·종단 등 결함을 검출한 방법으로서 주로 초고압 케이블 열화진단에 사용할 수 있지만, 배전 케이블의 분야에 있어서도 활선 하에서 측정현장측정에 적용한 부분방전 측정 장치가 개발됐다. 그 측정회로를 <그림10>에 표시했다. 케이블 차단 접지선부터 분할형 CT를 이용해서 부분방전전류를 검출한 방식으로 설비개조의 필요는 없고, 측정할 수 있다. 또 포락선검파합성 등의 노이즈제거기술에 의해 측정현장의 노이즈환경에 있어서도 5pC의 검출감도가 실현되고 있다. 마치며고압 CV 케이블의 활선 하 절연감시에 대해서 실용화되고 있는 몇 가지 방법을 소개했다. 케이블 열화진단은 케이블 교환을 확인한 정밀 진단수법으로서는 종래부터 실적이 있는 고압직류 누출 전류시험법이 적절하다고 생각할 수 있지만, 이 경우 정전으로 다른 케이블 단체로 시험을 할 필요가 있다. 또, 정전이 필요하기 때문에 그 주기도 길어지고, 수트리 열화 등에 의한 돌발성 케이블 사고를 미연에 방지할 수 없는 경우가 있다. 이상에서 알 수 있듯이 일상점검이 중요하고, 수트리 열화 등을 확실하게 잡는 것이 가능한 활선 하 절연감시는 일상점검으로 교체함으로써 앞으로 더욱 그 활용이 넓어지지라고 생각된다. 게다가 온라인 타입의 자동 감시 장치도 넓게 보급해 있고 일상점검의 노동력 절감에 넓게 공헌하고 있다.* 참고문헌1. <고압 CV 케이블의 보수·점검지침> 기술자료 제116호 B, 사단법인 일본전선공업회
<Energy News>
|
|
장바구니
주문내역
: 
