변압기 커넥터부 케이블 불량 시, 30분 만에 임시 송전하는 변압기 탑용 장비

 

 

배전선 지중화에 사용하는 구형 변압기에 내장된 커넥터부 케이블의 불량 시, 변압기가 탑재된 차車를 이용해 가송전 방법으로 일차 대응한다. 그러나 가송전 작업에는 보통 장시간 소요돼 이를 줄이는 방법이 요구돼 왔다. 이번에 새로 개발된 변압기 탑용 임시 송전 장비는 해당 고장 변압기 탑의 건전한 부위를 효과적으로 활용해 송전 작업 시간의 단축을 실현한다. 

번역·정리 유미희 기자 자료참조 주부전력

 

지중화 초기에 시설한 지상 설치형 변압기 탑은 표준형, 박형, 대용량형으로 3종류의 변압기 탑으로 나뉜다. 그러나 모든 변압기 탑에는 일차측 고압 개폐기와 변압기를 연결하는 커넥터부 케이블의 불량으로 지락 고장 발생 확률이 높다(<그림 1> 참조).



고장이 발생했을 때는 일차 대응으로 인접 지중 기기와 변압기가 탑재된 차를 이용한 가송전 방법으로 대응하고 있지만, 작업이 복잡해 시간이 오래 소요되는 단점이 있다. 

이를 개선하기 위한 차원에서 커넥터부 케이블 고장 시 임시 송전까지의 시간 단축을 목표로 변압기 탑용 임시 송전 장비를 개발했다. 

 

커넥터부 케이블 불량 시 임시 송전 방법은 인접 지중 기기로부터 고압 전원을 꺼내어 변압기가 탑재된 차에 변압기를 연결시킨다. 특히 해당 변압기 탑의 이차측(저압측)에 공급하는 방법이 중요하다(<그림 2> 참조). 또한 변압기가 탑재된 차에 설치 시, 인접 지중 기기 - 변압기 탑재 차 - 해당 변압기 탑 사이의 바이패스 케이블 부설 및 연결이 필요해, 임시 송전까지 2~3시간 소요된다.  

·변압기 탑 일차 측 개폐기는 구조상 고압 전원 취출이 비교적 용이하다.

·기존 커넥터부 케이블 불량이 발생한 변압기 탑은 불량 개소가 커넥터부 케이블뿐이며, 그 외 부분(차측 개폐기, 변압기 등)은 사용이 가능하다. 

 

앞서 기술한 과제 및 위와 같은 조건에서 해당 변압기 탑의 일차측 개폐기 및 변압기를 이용해 <그림 3>과 같이 임시 송전 장비를 개발했다.   

 

고압 전원 취출부|고장 난 변압기 탑의 커넥터부 케이블에 연결하지 않고 고압 전원을 꺼내기 위해서는, 개폐기의 케이블측 전극에 연결할 필요가 있다. 그러나 고압 전원 취출용으로 기존부터 사용한 바이패스 덮개는 부스측 전극과 연결된 구조로 돼 있다. 따라서 케이블측 전극에 연결할 수 있는 임시 송전용 바이패스 덮개를 새롭게 개발했다(<그림 4> 참조).

PC 연결부|취출한 고압 전원을 변압기 일차측에 연결하기 위해 변압기의 단락 보호용 PC(컷 아웃 스위치) 퓨즈를 제거한 후 케이블을 연결하는 구조로 제작했다. 구체적으로 PC 퓨즈와 동일 형상으로 한 케이블 선단부先端部에 PC를 삽입하고 PC
내부의 전극과 케이블의 전극을 감합시키는 방법이다. 또한 표준형, 박형 변압기 탑과 퓨즈 모양이 다른 대용량형 변압기 탑에 대해 케이블 선단부에 어태치먼트Attachment를 설치했다(<그림 5> 참조). 
 

 

케이블 클리트|PC는 전극부의 전압에 의해 PC 퓨즈를 파악하고 있지만, 중량이 있는 케이블 파악은 불가능하기에 PC에서 케이블이 빠지지 않도록 케이블 고정이 필요하다. 이에 각 변압기 탑의 외상에 PC 조작문 케이블 클리트Cleat를 설치했다. PC 조작문 폭은 모델에 따라 크기가 다르기에 길이 조절이 가능한 막대 구조를 채용해, 각 기종의 폭에 맞게 설치했다(<그림 6> 참조). 또한 고압용 고무장갑을 착용한 상태에서의 작업을 고려해 케이블 클리트에 케이블을 나비 너트로 삼상 일괄 고정했다. 

 

개발품을 변압기 탑에 연결한 상태에서 각종 전기 특성 시험을 실시해, 바이패스 케이블 및 바이패스 덮개가 시험 규격에 만족하는 것을 확인했다. 또한 임시 송전 시 강우降雨도 고려해 변압기 탑 내부에 살수한 상태(JIS C 0920 IPX3 표준)에서 내전압 시험을 실시해 성능에 문제가 없음을 확인했다. 또한 케이블 클리트는 작업자의 실패 방지를 위해 외부 응력?力에 충분한 강도가 요구되는 점에서 실패했을 경우 가해지는 응력 모의 테스트를 측정했다. 그 결과, 케이블 클리트에 필요한 내인장 하중은 392N으로, 인장 하중 시험에 의해 충분히 지탱할 수 있는 것을 확인했다. 또한 내하중 한계는 640N으로 나타났다.

 

개발품을 이용한 작업성 검증에서 고압용 고무장갑을 착용한 상태에서도 용이하게 작업이 가능하다는 것을 확인했다. 또한 기존의 임시 송전은 2~3시간의 작업 시간을 필요로 했지만, 개발품에서는 임시 송전의 작업 시간이 30분 정도 소요되는 것을 검증해 대폭적인 시간 단축을 달성했다. 이에 이번에 개발한 변압기 탑용 임시 송전 장비는 변압기 탑 내부 커넥터부 케이블 불량 시 조기 송전이 가능한 이점이 있어 빠른 시일 내로 현장에 도입할 예정이다(<그림 7> 참조).