일본에서의 연간 정전시간은 1세대당 약 16분(2007년도 기준)이며, 타 외국과 비교 시 현격하게 낮은 수준이다. [미국(캘리포니아) 162분, 영국 100분, 프랑스 7분,독일37분] 그러나 뇌해 및 염해,설해 등의 자연현상과 조류(鳥類)에 의한 피해, 그리고 인적사고 등 공급지장으로 이어질 수 있는 원인은 결코 적지 않다. 그래도 우리들이 평소와 같이 전기를 사용할 수 있는 것은 전기의 안정공급을 지원하는 기술이 존재하기 때문이다. 이번에는 이러한 기술 중에서 특히 가공송전선의 기술에 착안하여 총 2회에 걸쳐 소개하기로 한다. 이번 1편에서는 전력의 안정공급을 지원하는 가공송전선의 기술로서 송전선의 자연재해에 대한 설비기술을 소개한다. 수많은 설비 중에서 필자는 일본 가이시 주식회사에서의 애자 및 피뢰기에 대해, 그리고 아사히 전기 주식회사에서의 갤러핑 대책용 스페이서에 대해 소개한다. 

 

애자 

애자는「전기도체를 절연하고 지지(支持)하기 위한 절연체와 이와 일체로 세워진 금구(金具)로 구성되는 절연지지물」[전기규격조사회(JIS) 규격]로 정의 내려져 있다. 현재의 전력계통에서의 애자는 철탑, 전주 등의 지지물에 설치되어 있으며, 전선을 지지함과 동시에 전선과 지지물을 절연하여 전력의 안정공급에 중요한 역할을 담당하고 있다. 애자는 구조, 용도, 재료, 형상별로 분류된다. 본고에서는 현수애자([그림 1] 참조)의 구조와 형태에 초점을 맞춘다. 일본 국내에서 사용되는 현수애자는 원판형 자기(磁器)의 상부에 캡, 하부에 핀이 시멘트로 접합된 것으로서 철탑으로 송전선을 지지하여 양쪽을 전기적으로 절연하는 제품이며, 상호간의 캡과 핀을 연결하여 사용되고 있다. 현수애자는 그 형태에 따라 용도를 분류할 수 있다.([그림 2] 참조) 내염립(耐鹽笠)은 자기 표면의 오손 ·습윤으로 자기 표면의 절연저항이 떨어져 오손 성능이 저하되는 것을 막는 데 중점을 두었으며, 표준립(標準笠)보다 표면누설거리를 길게 하기 위하여 주름의 골을 깊게 하고, 동시에 갓(笠) 안쪽으로 오손물이 침입하기 어렵게 되어 있다. 또 해외에서는 사막지구의 모래 오손 대책으로서 에어로 갓 및 바깥주름의 갓이 있는데, 에어로 갓은 아래쪽 주름의 수를 없앰으로써 갓 안쪽으로 모래가 퇴적되기 어려운 형태로 되어 있으며, 바깥주름의 갓은 표면누설거리를 길게 하기 위하여 우세(雨洗)효과를 기대할 수 있는 바깥쪽에 주름을 형성한 모양으로 되어 있다. 또 송전선에는 앞의 현수애자와 더불어 장간애자도 많이 사용되고 있는데 이 둘의 차이점으로는 구조에 따른 강도설계를 들 수 있다. 현수애자는 자기의 압축강도가 인장강도 대비 약 10배 발현되는 특성을 살린 구조로 되어 있으며, 캡과 핀에 인장하중이 가해지면 자기의 두부(頭部)에는 압축 스트레스가 가해지는 설계로 되어 있다. 한편, 장간애자는 양단의 캡에 인장하중이 가해지면 자기 부분에는 인장 스트레스가 가해지는 구조이므로 인장 스트레스를 주체로 한 설계로 되어 있다. 애자 전체의 특징으로서 유약에 의한 시유(施釉)를 들 수 있다. 유약의 주목적에는 다음의 3가지가 있다. 

⑴ 압축유에 의한 강도 향상 

⑵ 색·광택에 의한 미관 

⑶ 오손물의 부착 경감, 우세효과
 

일반적으로 유약의 열팽창률은 자기의 열팽창률보다 작게 하여 시유 자기는 무유(無釉) 자기에 비해 파괴응력이 커진다. 또 유색을 통해 환경과의 조화를 도모할 수 있으며, 유색이 다른 현수애자를 규정수마다 현수애자들 사이에 배치함으로써 연결 개수의 파악에도 활용되고 있다. 일본 국내에서는 화이트 및 라이트 그레이(밝은 회색)가 많이 이용되고 있지만, 최근에는 환경조화의 관점에서 브라운(갈색) 계열의 수요도 생기고 있다. 또한, 유약에 의해 표면을 평활하게 할 수 있어 표면이 오염을 덜 타고 오손물이 비에 씻겨 내려가기 쉬어져 오손 성능의 저하를 막는 역할도 수행하고 있다.