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문제 정의
- 본 연구는 해안지역에 설치된 송전용 애자가 자연 오손됨에 따라 나타나는 전기적 특성 변화를 모의하기 위하여, 애자를 인공오손시켜, 주위환경에 따른 누설전류 변화를 분석하였다. 또한 실선로와 동일한 수량(13개)의 애자를 설치하고, 실선로와 동일한 전압(154 [kV])을 인가함으로써, 국내 송전용 애자(36,000 [lbs])의 전기적 특성을 모의한 인공오손실험이다.
제안 방법
- 따라서 실선로와 동일한 수량(13개)의 애자를 설치하고, 실선로와 동일한 전압(154 [kV])을 인가하여, 국내 송전용 애자의 전기적 특성을 모의하였다. 36,000 [lbs] 송전용 애자를 용해성 물질과 비용해성 물질로 B, C, D등급으로 인공오손시켜 고창 옥외실증실험선로에 설치하여, 습도, 기온, 강우량에 따른 누설전류변화를 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다.
- 만들었다. 36,000 [lbs] 애자를 인공오손시키기 위해 오손물을 저어 주면서 30초 동안 애자를 함침 시킨 후 건져, 애자의 캡과 핀을 지면과 수직하게 하여, 오손물이 애자의 표면에 균일하게 부착되도록 하고, 음지에 놓인 건조대에 걸어 수분이 증발되도록 건조시켰다. 건조 후에 애자의 표면에 부착된 오손물의 등가염분부착밀도를 측정하여 인공오손된 애자의 오손등급을 판정하였다.
- B, C, D 등급으로 각각 인공오손된 자기애자(36,000 [lbs])를 실선로와 동일하게 1련에 13개씩 실험선로에 취부하여 154 [kV] 교류 송전전압을 인가한 후, 애자에 흐르는 누설전류의 양을 10 초당 1.회의 샘플링 주기(sampling rate)로 온도, 습도와 함께 측정하였다.
- 36,000 [lbs] 애자를 인공오손시키기 위해 오손물을 저어 주면서 30초 동안 애자를 함침 시킨 후 건져, 애자의 캡과 핀을 지면과 수직하게 하여, 오손물이 애자의 표면에 균일하게 부착되도록 하고, 음지에 놓인 건조대에 걸어 수분이 증발되도록 건조시켰다. 건조 후에 애자의 표면에 부착된 오손물의 등가염분부착밀도를 측정하여 인공오손된 애자의 오손등급을 판정하였다.
- 같다. 누설전류를 11일 동안 측정하였으며, 1일 강우량과 함께 비교하였다. 설치한 첫날에는 비가 오지 않았다.
- 이유를 습도의 변화로 판단하였다. 따라서 각 오손등급으로 오손된 애자의 누설전류를 습도의 변화에 따라 분석하였다. 습도에 따른 분석은 오손된 애자가 자연세정되기 직전까지의 누설전류 데이터를 활용하여 분석하였다.
- 분석하였다. 따라서 실선로와 동일한 수량(13개)의 애자를 설치하고, 실선로와 동일한 전압(154 [kV])을 인가하여, 국내 송전용 애자의 전기적 특성을 모의하였다. 36,000 [lbs] 송전용 애자를 용해성 물질과 비용해성 물질로 B, C, D등급으로 인공오손시켜 고창 옥외실증실험선로에 설치하여, 습도, 기온, 강우량에 따른 누설전류변화를 분석하였다.
- 분석하였다. 또한 실선로와 동일한 수량(13개)의 애자를 설치하고, 실선로와 동일한 전압(154 [kV])을 인가함으로써, 국내 송전용 애자(36,000 [lbs])의 전기적 특성을 모의한 인공오손실험이다. 따라서 본 연구에서는 등가염분부착밀도(Equivalent Salt Deposit Density, ESDD) 측정법을 이용하였다[6].
- 따라서 본 연구에서는 등가염분부착밀도(Equivalent Salt Deposit Density, ESDD) 측정법을 이용하였다[6]. 물에 비용해성(kaolin과 황토) 물질과 용해성 물질인 식염을 넣어 오손물을 만들고, 송전용 애자(36,0001bs)를 함침한 후 건조한 다음, 애자의 오손등급을 측정하고 등급별로 분류하여, 고창실증시험장의 옥외시험장[7]에 실선로와 동일한 방법으로 설치하고 154 [kV]를 인가하여, 강우량, 습도, 온도 등의 환경조건과 함께 누설전류를 측정하여, 오손등급과 환경이 애자의 누설전류에 미치는 영향을 분석하였다.
- 애자에 대한 인공오손은 고창실증 시험장에서 수행하였다. 고창실증시험장은 서해바다와 인접하여 있기 때문에 지하수의 전도도가 약 300 [μS/cm]로써, 일반 수돗물의 전도도보다 높았다.
- 오손된 애자의 누설전류가 낮에는 감소하고 밤에는 증가하는 이유를 습도의 변화로 판단하였다. 따라서 각 오손등급으로 오손된 애자의 누설전류를 습도의 변화에 따라 분석하였다.
- 인공오손물은 물 20 리터에 불용성 물질의 중량 800 그램을 넣고, 각각 500, 1,000, 2,000 [gram] 씩 식염을 넣어 만들었다. 36,000 [lbs] 애자를 인공오손시키기 위해 오손물을 저어 주면서 30초 동안 애자를 함침 시킨 후 건져, 애자의 캡과 핀을 지면과 수직하게 하여, 오손물이 애자의 표면에 균일하게 부착되도록 하고, 음지에 놓인 건조대에 걸어 수분이 증발되도록 건조시켰다.
- 고창실증시험장은 서해바다와 인접하여 있기 때문에 지하수의 전도도가 약 300 [μS/cm]로써, 일반 수돗물의 전도도보다 높았다. 지하수에 전도성 물질인 식염(salt)을 넣고, 불용성 물질인 황토(yellow soil)와 카올린(kaolin)을 혼합해 오손물을 만들었다.
- 습도에 따른 분석은 오손된 애자가 자연세정되기 직전까지의 누설전류 데이터를 활용하여 분석하였다. 특히 온도에 의한 영향을 제외하기 위하여 온도가 20 [℃]일 때, 습도변화에 따른 누설전류 변화를 분석하였다.
대상 데이터
- 걸러 80 [℃]의 챔버에서 건조하였다. 그리고 카올린은 일본(Junsei Chemical Co., Ltd.)에서 수입된 제품을 사용하였다.
- 애자에 흐르는 누설전류는 누설전류 측정시스템을 이용하여 10초당 1회의 샘플링 주기로 측정하였고[8], 습도 및 온도는 Finland, VAISALA Ltd.사의 DTR503A(model HMP45A)로 누설전류와 동시에 측정하였으며, 강우량은 기상청의 일일 강우량 자료를 참고하였다. 그림 1에 애자의 인공오손 실험방법을 나타냈다.
- 따라서 각 오손등급으로 오손된 애자의 누설전류를 습도의 변화에 따라 분석하였다. 습도에 따른 분석은 오손된 애자가 자연세정되기 직전까지의 누설전류 데이터를 활용하여 분석하였다. 특히 온도에 의한 영향을 제외하기 위하여 온도가 20 [℃]일 때, 습도변화에 따른 누설전류 변화를 분석하였다.
- 인공오손에 사용된 황토는 전북 고창군 상하면에서 채취하여 수돗물(tap water)로 세척하여, 황토에 포함되어 있는 전도성 성분을 제거하였고, 18번 체(sieve)를 사용하여 미세한 황토만을 걸러 80 [℃]의 챔버에서 건조하였다. 그리고 카올린은 일본(Junsei Chemical Co.
이론/모형
- 또한 실선로와 동일한 수량(13개)의 애자를 설치하고, 실선로와 동일한 전압(154 [kV])을 인가함으로써, 국내 송전용 애자(36,000 [lbs])의 전기적 특성을 모의한 인공오손실험이다. 따라서 본 연구에서는 등가염분부착밀도(Equivalent Salt Deposit Density, ESDD) 측정법을 이용하였다[6]. 물에 비용해성(kaolin과 황토) 물질과 용해성 물질인 식염을 넣어 오손물을 만들고, 송전용 애자(36,0001bs)를 함침한 후 건조한 다음, 애자의 오손등급을 측정하고 등급별로 분류하여, 고창실증시험장의 옥외시험장[7]에 실선로와 동일한 방법으로 설치하고 154 [kV]를 인가하여, 강우량, 습도, 온도 등의 환경조건과 함께 누설전류를 측정하여, 오손등급과 환경이 애자의 누설전류에 미치는 영향을 분석하였다.
성능/효과
- 1. 낮에는 비오손애자와 오손애자의 구별없이 누설전류에 큰 차이는 없었으나, 밤에는 오손애자의 누설전류가 비오손애자의 누설전류보다 크게 증가하였다. 이것은 습도가 증가함에 따라, 오손된 애자에 부착된 염분이 용해되고, 전도도가 증가하여 누설전류가 증가하는 것으로 확인되었다.
- 3. 온도(20 [℃] 기준)가 일정 할 때, 습도가 낮은약 72 [%] 이하) 상태에서는 비오손애자와 오손애자의 누설전류 차이가 거의 없었으나, 습도가 증가(약 72 [%] 이상)함에 따라 오손된 애자의 누설전류가 크게 증가하였다. 이것은 습도가 증가되어 애자의 표면에 부착된 전도성 이온이 녹아 누설전류가 흐르는 경로를 만들기 때문으로 판단된다.
- 오손등급 C로 오손된 애자의 누설전류 값은 B등급으로 오손된 애자의 누설전류와 비슷한 경향을 나타났다. 그리고 낮에는 비오손애자와 오손애자의 누설전류에 큰 차이가 없었지만, 저녁부터 새벽까지의 누설전류는 비오손애자에 비하여 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이것은 습도의 영향으로 확인되었다.
- 많은 강우량에서도 비오손애자의 누설전류는 약 380[μA]이하였지만, B등급으로 오손된 애자(카올린)의 누설전류는 최대 2,260 [μA]까지 증가되었다. 따라서 오손이 되고 최초로 많은 비가 내리는 경우의 누설전류가 가장 크게 증가되는 것으로 나타났다. 그 이후에는 애자가 자연 세정되어 많은 비가 내리더라도 누설전류가 큰 값으로 증가하지 않았다.
- 40 [mm] 이상의 비가 내렸을 경우에, 비오손애자의 누설전류는 약 380[μA]이하였지만, B등급으로 오손된 애자(카올린)의 누설전류는 최대 2,260 [μA]까지 증가되었다. 따라서 오손이 되고 최초로 많은 비가 내리는 경우의 누설전류가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 오손된 애자가 자연 세정된 이후에는 비오손애자의 누설전류와 비슷하게 되었다.
- 것으로 누설전류 값은 6일 동안 측정하였다. 측정 1일째 누설전류 최고값은 황토와 카올린은 각각 316 [μA], 440 [μA]로 나타났다. 이 기간동안에 비는 거의 오지 않았고, 마지막 6일째 0.
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