공간전하를 고려한 HVDC XLPE 케이블 접속함 계면 모델의 DC 절연파괴 특성 Characteristics of DC Voltage Breakdown for the Interfacial Model of HVDC XLPE Cable Joint considering Space Charge Formation원문보기
전 세계적으로 전력수요가 증가되면서 국가간, 지역간 계통연계를 통해 원활한 전력공급을 위한 Super Grid 에 대한 논의가 계속되고 있으며, 장거리 고전압 송전과 친환경성 경제성 등의 이점으로 인하여 HVDC 케이블에 대한 연구도 활발히 수행되고 있다. 이에 따라 절연성능과 간편한 포설 및 접속 작업 등이 용이한 HVDC XLPE 케이블이 화두가 되어 개발되고 있으나, ...
전 세계적으로 전력수요가 증가되면서 국가간, 지역간 계통연계를 통해 원활한 전력공급을 위한 Super Grid 에 대한 논의가 계속되고 있으며, 장거리 고전압 송전과 친환경성 경제성 등의 이점으로 인하여 HVDC 케이블에 대한 연구도 활발히 수행되고 있다. 이에 따라 절연성능과 간편한 포설 및 접속 작업 등이 용이한 HVDC XLPE 케이블이 화두가 되어 개발되고 있으나, DC 전압하에서 XLPE 케이블은 공간전하의 영향에 대한 부분을 고려하지 않을 수 없어 이에 따른 연구도 진행되고 있지만 장거리 송전을 위해 필연적으로 적용할 수밖에 없는 접속함에 대한 접속재 이종계면 관련 연구는 매우 부족한 실정이다. 접속재 계면을 구성하는 XLPE 및 고무 간의 공간전하 축적특성에 대해서는 그래도 연구결과들이 발표되고 있으나, 공간전하가 축적된 상태에서의 절연특성에 대해서는 거의 발표된 연구가 없는 실정이다. 접속재 계면에는 계면과 수평한 성분의 전계 뿐 아니라 수직한 성분의 전계가 형성되며, 공간전하가 계면에 균일하게 존재한다면 공간전하에 의한 수직 전계가 추가로 가해지게 되어 계면 전계의 양상은 달라진다. 이에 따라 계면의 절연파괴나 부분방전 발생과 같은 절연특성도 달라질 수 있으며 이러한 점은 공간전하 축적이 없는 AC 전계와는 다른 특성이다. 또한 계면의 전계는 전체 계면에 대해 일정하지도 않을 뿐 아니라 DC 인가시간, 극성반전 및 임펄스 유입 등 과도상태에 따라 달라지기 때문에 공간전하가 존재하는 경우의 이러한 과도현상에 따른 절연특성 또한 AC 전압 인가 하는 경우와는 전혀 다른 특성이라 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 점에 착안하여 HVDC XLPE 케이블 접속재 계면에서 공간전하가 존재하는 경우 계면의 절연특성에 대해 연구하고자 한다.
전 세계적으로 전력수요가 증가되면서 국가간, 지역간 계통연계를 통해 원활한 전력공급을 위한 Super Grid 에 대한 논의가 계속되고 있으며, 장거리 고전압 송전과 친환경성 경제성 등의 이점으로 인하여 HVDC 케이블에 대한 연구도 활발히 수행되고 있다. 이에 따라 절연성능과 간편한 포설 및 접속 작업 등이 용이한 HVDC XLPE 케이블이 화두가 되어 개발되고 있으나, DC 전압하에서 XLPE 케이블은 공간전하의 영향에 대한 부분을 고려하지 않을 수 없어 이에 따른 연구도 진행되고 있지만 장거리 송전을 위해 필연적으로 적용할 수밖에 없는 접속함에 대한 접속재 이종계면 관련 연구는 매우 부족한 실정이다. 접속재 계면을 구성하는 XLPE 및 고무 간의 공간전하 축적특성에 대해서는 그래도 연구결과들이 발표되고 있으나, 공간전하가 축적된 상태에서의 절연특성에 대해서는 거의 발표된 연구가 없는 실정이다. 접속재 계면에는 계면과 수평한 성분의 전계 뿐 아니라 수직한 성분의 전계가 형성되며, 공간전하가 계면에 균일하게 존재한다면 공간전하에 의한 수직 전계가 추가로 가해지게 되어 계면 전계의 양상은 달라진다. 이에 따라 계면의 절연파괴나 부분방전 발생과 같은 절연특성도 달라질 수 있으며 이러한 점은 공간전하 축적이 없는 AC 전계와는 다른 특성이다. 또한 계면의 전계는 전체 계면에 대해 일정하지도 않을 뿐 아니라 DC 인가시간, 극성반전 및 임펄스 유입 등 과도상태에 따라 달라지기 때문에 공간전하가 존재하는 경우의 이러한 과도현상에 따른 절연특성 또한 AC 전압 인가 하는 경우와는 전혀 다른 특성이라 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 점에 착안하여 HVDC XLPE 케이블 접속재 계면에서 공간전하가 존재하는 경우 계면의 절연특성에 대해 연구하고자 한다.
As the demand for electric power increases globally, discussions about Super Grid for smooth power supply through inter-country and inter-regional grid connection are continuing, and research on HVDC cable is actively being carried out due to advantages such as long distance high voltage transmissio...
As the demand for electric power increases globally, discussions about Super Grid for smooth power supply through inter-country and inter-regional grid connection are continuing, and research on HVDC cable is actively being carried out due to advantages such as long distance high voltage transmission. Accordingly, HVDC XLPE cables are being developed mainly because of their insulation performance and ease of installation and operation, but XLPE cables at DC voltage must consider the effects of space charge. However, there is a lack of research on the interface of the joint box which is inevitably applied for long distance transmission. Although the results of the study on the space charge accumulation characteristics between XLPE and LSR at the interface of the joint box have been published, but research on insulation characteristics has been lacking in the state where space charge is accumulated. Since the horizontal electric field as well as the vertical electric field are formed at the joint box interface, if the space charge is uniformly formed at the interface, the vertical electric field due to the space charge is additionally applied, so that the interface electric field is different. As a result, insulation characteristics such as dielectric breakdown at the interface and generation of partial discharge can be different, which is different from the AC electric field having no space charge accumulation. In addition, the electric field at the joint box interface is not constant, but also varies due to transient conditions such as DC voltage application time, polarity reversal and impulse flow. The insulation characteristic according to the transient phenomenon is also different from that when the AC voltage is applied. In this study, the interfacial insulation characteristics studied in the presence of space charge at the HVDC XLPE cable connection interface.
As the demand for electric power increases globally, discussions about Super Grid for smooth power supply through inter-country and inter-regional grid connection are continuing, and research on HVDC cable is actively being carried out due to advantages such as long distance high voltage transmission. Accordingly, HVDC XLPE cables are being developed mainly because of their insulation performance and ease of installation and operation, but XLPE cables at DC voltage must consider the effects of space charge. However, there is a lack of research on the interface of the joint box which is inevitably applied for long distance transmission. Although the results of the study on the space charge accumulation characteristics between XLPE and LSR at the interface of the joint box have been published, but research on insulation characteristics has been lacking in the state where space charge is accumulated. Since the horizontal electric field as well as the vertical electric field are formed at the joint box interface, if the space charge is uniformly formed at the interface, the vertical electric field due to the space charge is additionally applied, so that the interface electric field is different. As a result, insulation characteristics such as dielectric breakdown at the interface and generation of partial discharge can be different, which is different from the AC electric field having no space charge accumulation. In addition, the electric field at the joint box interface is not constant, but also varies due to transient conditions such as DC voltage application time, polarity reversal and impulse flow. The insulation characteristic according to the transient phenomenon is also different from that when the AC voltage is applied. In this study, the interfacial insulation characteristics studied in the presence of space charge at the HVDC XLPE cable connection interface.
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