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[진상콘덴서의 역할 및 설치] 고압 진상콘덴서의 보수 · 점검
2011년 1월 6일 (목) 12:05:40 |   지면 발행 ( 2010년 12월호 - 전체 보기 )



개요

고압 진상콘덴서는 다른 기기와 비교해 가동 부분이 전혀 없고 내부가 밀폐 구조인 정지기기다. 때문에 점검 항목은 적고 운전 중에도 항상 일정 전류가 흐를 뿐 변화가 거의 없어 이상이 잘 발생하지 않는 기기라 할 수 있다. 그러나 고장이 나면 단락, 지락사고로 이어지므로 보수 · 점검의 중요성에 있어서는 다른 기기와 차이가 없다.

보수 · 점검의 중요성

고압 진상콘덴서는 신뢰성이 높은 기기로서, 전극사이에 있는 얇은 유도체에 고전압으로 장기간 과전(課電)되고 있다. 긴 사용연월 동안 우발적인 절연파괴도 없진 않다. 또한 과전압이나 열 등의 스트레스, 고조파 전류 유입 등의 외적 요인으로 콘덴서의 허용치를 넘겨 사용하게 되면 열화가 가속되고수명을 단축시키며 절연파괴에 이른다. 이러한 내부 고장은 콘덴서의 파열, 분유(噴油), 폭발이라는 대사고로 진전하게 된다.
콘덴서의 보수 · 점검은 이처럼 최종 사고에 이르기 전에 내부 사고 및 이상을 경미할 때 발견하고 대처하는 것이 포인트다.
최근 주류인 SH식으로 대표되는 콘덴서는 자기회복 기능이 있다. 유도체에 국부적인 파괴가 발생해도 자기 회복성을 가지고 있어 전류의 큰 변화는 없다. 그러나 자기 회복을 반복해 온 수명 말기에 이르면 최후에는 자기 회복 불능 상태가 된다. 따라서 내부 파괴로 인한 가스압 상승으로 케이스가 팽창하는 등의 이상을 조기에 발견하면 사고를 미연에 방지할 수 있다.

일상점검(월차점검)의 포인트

일상점검의 포인트를 <표 1>에 나타냈다.
① 계측
전류계를 이용한 확인에서는 정격전류비 130%가 상한이다. 정격을 넘는 경우 고조파의 유입, 모선전압 상승에 따른 영향을 생각할 수 있기 때문에 원인 특정이 필요하다. 그리고 3상 사이에 전류가 제대로 갖춰지지 않은 것은 내부 소자 파괴에 의한 정전용량의 불일치에 따른 것, 모선전압 불평형에 의한 영향 등이 있다.


* 위 이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다.

고조파의 영향은 고조파 전류 유입에 의한 영향, 콘덴서 투입 시에 일어날 수 있는 인입 현상(철공진) 발생에서는 200% 이상의 전류가 흐르는 경우도 있다.
소규모 수전설비에서는 콘덴서 전용 CT가 없어 계측이 불가능한 경우가 대부분이다. 이럴 때는 역률계나 전력거래용 미터의 역률 · 무효전력량으로 확인한다.
<그림 1>에서 보듯이 소용량 고압 진상콘덴서는 보안장치가 내장된 경우가 있으며, 성형결선 된 중성점 측에서 내부 고장에 의해 가스가 발생하면 케이스가 팽창하고 회로가 차단되는 구조로 이루어져 있다. 이 경우 부하전류는 0A가 되며, 전류계가 없을 때는 역률에서 확인하는 방법이 확실하다.
전압은 특히 경부하 시간대의 전압 상승에 주의해 정격 범위 내에 있는지 확인한다.

② 온도
<표 1>을 보면 설치장소 주위의 환경 온도도 규정되어 있다. 케이스 온도는 70℃를 기준으로 하고 있으며 주위 온도가 제조사 보장 범위 내인지, 온도 상승이 20℃ 이하인지 등을 종합적으로 판단한다.
최근에는 방사온도계로 확인하는 것이 주류이나 방사율을 고려하지 않으면 오차가 커지기 때문에 주의가 필요하다.
서모라벨(Thermolabel)은 온도 관리에 편리하기 때문에 60℃ · 70℃ · 80℃ 세 온도 표시의 불가역성 타입을 추천한다. 가역성 타입은 냉각하면 본래대로 돌아와 점검 시간대 이외에 발생하는 이상은 확인할 수 없다는 단점이 있다.
③ 이상음
콘덴서는 정상일 때는 무음이다. 변압기의 울림소리에서 콘덴서의 이상을 알리는 소리를 확인한다는 것은 불가능하다. 그러나 간혹 이상한 찌릿 하는 소리가 콘덴서 내부에서 들려오면 작업자는 불안감을 느끼게 된다. 고조파 인입 현상이 발생했을 때에는 분명하게 이상한 울림소리가 발생(주로 직렬 리액
터로부터)하며 그 이외의 소리는

a. 다른 기기의 영향 : 공진음
b. 전원에 고조파가 함유된 경우 : 찌릿 하는 소리
c. 고조파를 발생하는 부하의 영향
d. 개폐기의 접촉 불량

등 콘덴서의 내부 이상 이외의 것이 원인인 경우가 대부분이며, 원인을 조사해 개별적인 대책을 세울 필요가 있다.
④ 외관
과열에 의한 변색, 손상, 오손, 균열, 누유, 부식, [그림1] 보안장치의 동작원리 팽창 등이 없는 지 살펴본다. 이상이 있으면 정전을 한 뒤 확인한다.

정기점검 항목(연차점검)

전기주임기술자 등은 보안 규정을 바탕으로 정기적으로 점검을 하도록 되어 있다. 매월 실시하는 월차점검 외에 연차점검이란 것이 있으며, 이는 1년에 1회 정전을 하고서 점검을 실시한다. 연차점검인 정기점검 항목을 <표 2>에 나타냈다.
① 케이스 팽창
앞서 말했듯이 고압 진상콘덴서는 자기 회복 기능이 있어 내부 고장의 징후를 발견하는 것이 상당히 어렵다. 유일하게 직접적으로 파악할 수 있는 것이 내부 고장에 의해 절연유가 분해가스화 해 내압 상승으로 케이스가 팽창하는 현상이다.
고압 진상콘덴서는 절연유 및 가스가 가압 형태로 봉입되어 있기 때문에 정상적인 경우에도 약간 부풀어 있다. 그러나 다른 기기와 비교해 부푼 정도가 명확히 크다면 <표 2>의 기준을 참고로 얼마나 부풀어 있는지, 보호장치가 동작하는지 등을 살피고 이상 시에는 교환이 필요하다. 여기서의 보호장치는 앞에서 말한 보호장치와는 다른 것으로, 내부 가스압이나 케이스 팽창으로 접점이 동작해 차단기 및 개폐기를 개방하는 장치를 가리킨다.


* 위 이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다.

② 케이스의 녹, 부식, 설치부의 느슨함
녹이나 부식 개소는 누유, 가스 유출의 원인이 되기 때문에 눈으로 확인을 하며, 설치부가 느슨해지거나 풀린 것 등도 조사해 필요한 보수를 취한다.
③ 누유
부싱의 설치부, 케이스 용접부를 중점으로 누유가 없는지 확인한다. 누유가 확인된 경우에는 즉시 사용을 중지하도록 한다.
한편 PCB를 투입할 때에는 취급에 충분한 주의를 기울이며 PCB 기기로서 신중한 취급이 필요하다. 또한 PCB 사용 콘덴서는 이미 갱신 추천시기
(20~25년)를 크게 초과하고 있기 때문에 신속한 교체가 필요하다.
④ 애자
파손, 균열, 오손은 없는지 눈으로 점검하고 정기적으로 청소를 실시한다.
⑤ 단자 접속부
단자의 느슨함, 과열 변색이 없는지 확인한다. 이상이 있으면 조여 준다.
⑥ 절연저항 측정
고압 진상콘덴서는 측정전압 1,000V 이상의 절연저항계를 사용해 단자 일괄 외함 사이에서 100㏁이상인 것을 확인한다. 기준을 충족하지 못할 때에는 재청소 등의 조치를 취해 단체(單體) 측정을 실시하고 원인을 조사한다.

정밀점검

정밀점검은 콘덴서 내부 고장으로 손실된 정전용량의 차이를 측정해 진단한다.
측정기는 주로 콘덴서 체커, 정전용량계를 사용한다(<그림 2, 3> 참조). 정전용량은 정격치의 -5%~+15% 이내로 한다. 또한 초기 값을 측정하면 ±4% 이내를 정상 기준으로 한다.
한편, 콘덴서 체커는 내부 방전저항의 좋고 나쁨을 진단하는 데도 유효하다.

마무리

고압 진상콘덴서의 고장은 수전설비의 막대한 피해를 초래하는 경우가 많으며, 한류퓨즈 등 적절히 보호되지 않으면 <그림 4>와 같이 폭발, 분유, 화재사고의 원인이 된다.
콘덴서의 보호협조 등 수전설비 전체의 적절한 보수 · 점검이 안전하고 신뢰성 높은 전기 공급을 가능케 한다는 사실을 유념해야 한다.

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