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[해외기술특집] 아시아에서의 케이블·전기기기 보수·진단 현황
2009-01-20

아시아에서의 케이블·전기기기 보수·진단 현황


▶ 개요
최근 전력 품질 향상에 대한 요구가 높아지면서 아시아 각국에서는 케이블·전기기기의 절연 노화에 대한 보수 진단이 실시되고 있다. 그중에서도 만성적인 전력 부족으로 고민하는 중국에서는 온라인 감시가 주목을 받고 있어 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
여기에서는 최근 기술적 진보가 현저한 중국을 중심으로 아시아권에서의 케이블·전기기기 보수 진단 상황에 대해서 소개한다.

▶ 중국에서의 보수 진단 시험 규격

중국에서는 ‘전력설비 예방성 시험 규정’으로 중국 내 전기설비에 관한 보수 진단의 시험 방법에 대해 1996년 시험 규격을 제정했다. 각 전력설비에 대한 보수 진단 시험 방법을 <표 1>로 나타냈다.
절연저항 및 직류 누설 전류, tan δ, 부분방전 측정 등 각 전기적 실험과 함께 기름, 가스, 수분 등의 화학적 시험에 대해 그 실시 유무, 실시 시기를 제정하고 있다. ‘☆ : 보통 실시’는 반년에 1회 정도의 점검을 의미하고 기본적으로는 정전 상태에서 실시하고 있다. 특히 전력 케이블, 발전기, 변압기 등의 전기기기에 대해서는 각 시험 항목마다 그 실시 유무가 각각 정해져 있다. 중국에서는 이 규정에 기초해 케이블·전기기기의 보수 진단을 실시한다.

전력 케이블 중 SL 절연 케이블, CV 케이블, OF 케이블은 전압 계급마다 직류 내압과 누설 전류 시험의 내전압치가 정해져 있다. 전압 시험 이외의 시험에 대해서도 <표 2>와 같이 각각의 시험 항목마다 실시 유무가 정해져 있다.

변압기는 중국 내에서 설치되는 수가 많고, 또 절연파괴 사고가 발생하는 확률도 높기 때문에 <표 3>과 같이 많은 시험 항목에 대해서 그 실시가 추장된다.
1년마다 실시되는 점검 시 시험은 물론, 운전 중에도 많은 시험(표 중 ☆표시)을 정기적으로 실시하는 것이 추장된다. 노화 생성 가스의 분석은 중국 내에서도, 일반적이고 주요 노화 생성 기체의 비율에서 노하 요인·정도의 추정도 이루어지고 있다.
발전기 시험 항목을 <표 4>로 나타냈다.
일반적인 발전기 정기 점검은 매년마다 소규모 점검, 1년마다 대규모 점검이 이루어지며, 이때 많은 시험을 실시하도록 추장되고 있다. 점검 전인지 후인지 또 운전 연수 및 가공선에 직결 접속되어 있는지 등의 시험 시기 및 운전 상황에 의해 직류·교류시험 전압치도 표준화되고 있다.
전력용 콘덴서는 콘덴서 종류마다 시험 항목이 정해져 있다. 또 전압 계급에 의해 공장 내와 보수 시험 시 교류 내전압치도 표준화되어 운전 중에는 전압치가 약간 낮게 설정되고 있다. GIS 및 차단기에도 시험 항목이 정해져 있어 운전 중 및 정기 점검시에 시험을 행하도록 추장되고 있다. GIS는 전기적 시험 외에 습도 및 기체 성분 등의 화학적 시험항목도 포함돼 있다.

▶ 최근 온라인 감시 기술 동향

일본 내에서는 최근 전력 설비 투자 억제로 인해 절연 재료 조달이 어려워졌다. 한편 급속하게 경제성장하고 있는 중국에서는 만성적인 전력 부족에 시달리고 있다. 이에 따라 전력설비 투자가 점차 늘어나고 있다. 이와 함께 최근에서는 중국에서도 비교적 고품질 절연 재료가 생산·공급되고 있다. 그러나 여전히 절연 노화에 따른 파괴 사고가 많이 발생하고 있다.
<표 5>는 2001년 중국 내에서 발생한 전력설비의 절연파괴 사고율을 표시한 것이다.
220㎸ 이상의 전력설비에서 2001년에 발생한 절연파괴 사고는 100건이나 증가했는데 그 중에서도 변압기가 전체의 절반을 차지하고 있다. 절연파괴사고가 발생한 경우 그 사회적인 영향은 크고 이에 의한 금전적인 손실도 크다.

최근에는 전력 품질의 향상이 요구되는 데다 또 중국에서처럼 전력이 부족한 상황 하에서의 절연파괴 사고는 사회적인 영향이 크기 때문에, 케이블· 전기기기의 보수 진단을 목적으로 한 온라인 감시 기술에 대해 아시아 각국에서도 연구 개발이 활발히 이루어지게 됐다.
한국에서는 1995년부터 99년까지 배전용 22㎸급 전력 시스템에서 256건의 사고가 발생했는데, 그 중에서도 140건은 케이블 본체가 아니라 조인트부가 원인이었다. 전력 케이블에서 발생한 절연파괴 사고의 요인별 발생 확률을 <그림 1>로 나타냈다. 140건 중 케이블과 조인트부의 비율은 약 3 : 7이었다.
한편 중국을 비롯한 아시아 각국에서는 송전용 케이블의 대부분은 직접 매설 방식으로 포설돼 있다.
그리고 그 보수 진단을 위해 주로 온라인에서의 부분방전 측정이 실시되고 있다.
최근에는 <표 6>과 같이 지금까지 아시아 각국에서의 현지 측정 실적을 기본으로 한 판정·대응 사례도 보고되고 있다.

▶ 마무리
전 세계적으로 절연파괴 사고는 비교적 많이 발생하고 해외 유저는 독자로 보수·관리를 실시하는 경우가 많다. 그 때문에 부분방전 측정기 및 내압 장치 등을 판매하는 제조사의 대부분은 해외를 거점으로 하고 있으며, 노화 진단 자체가 하나의 비즈니스로 주목 받고 있다.
이상과 같이 온라인 감시 시스템에 의한 보수 진단에 대한 개발은 아시아 각국에서 활발하게 진행되고 있다. 향후 한층 더 나은 절연 진단 기술 향상을 기대한다.

SL 케이블(SL-Cable)
심선 절연층 외주에 연피를 사용하고, 이 단심의 연피 케이블 세 줄을 원형으로 묶어 외장을 한 구조로 되어 있는 케이블을 말한다. 사용 전압이 20 ~ 30㎸ 며 벨트 케이블보다 심선 표면 전계 강도가 균일하고, 절연 내력도 높다.

CV 케이블(Cross-linking Polyethlene Insulated Cable)
폴리에틸렌의 내열성 결점을 개선한 케이블로, 지중선로 건설용으로 사용된다.

OF 케이블(Oil-filled Cable)
케이블 내에 대기압 이상의 압력으로 절연유를 항상 충만시켜 밀봉한 방식의 케이블로, 40㎸ 이상의 고전압에 채용된다.

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