[논문]화염으로 인한 ACSR 송전선의 수명예측에 관한 연구

김영달

doi:10.5207/jieie.2005.19.8.077

화염으로 인한 ACSR 송전선의 수명예측에 관한 연구
A Study on the Life-Time Estimation of ACSR Transmission Line Due to a Flame 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.19 no.8, 2005년, pp.77 - 84

김영달 (한밭대학교 전기공학과)

초록
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수명예측을 하기 위한 기초 자료로 ACSR의 기계적 시험의 일종인 인장시험이 필요하다. 이 인장시험의 결과들이 경년 변화에 대해 어떤 상관관계가 있는가를 파악하여 통계적으로 처리함으로써 수명예측을 해 볼 수 있다. 통계적 처리기법으로는 회귀분석 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 ACSR의 인장시험을 건전 전선과 인공화염으로 열화시킨 전선과, 산불 화염 의해 수거된 열화된 전선에 대해 실시하였다. 수명예측의 한계는 캐나다 Ontario Hydro Research의 기준인 정격 인장강도의 20[%] 손실점을 택하였다. 본 연구에 이용된 ACSR의 규격은 ACSR $480[mm^2]$을 대상으로 하여 비선형 회귀분석을 실시하여 예측수명을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The considerations for reminder life of transmission line is gradually higher. It is requisite for investigation of ACSR life to test tensile load of ACSR as a fundamental data. It is vary important to analysis correlations between results of tensile load testing and elapsed years. Estimation of ACSR life can be obtained by statistics processing using mechanical experimental results. It is a general method to use regression analysis as a statistics processing technique. In this paper, we did experiment on tensile strength of ACSR by using a new and due to flame for artificial fire, and gathering due to a flame. The limit of life estimation is decided by basic line using twenty percentage reduction of rate tensile strength. This basic line is like to results of Canada Ontario Hydro-research. There are $480[mm^2]$ ACSR which are experimented on this study.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 수명예측에 기본이 되는 기계적 검사법인 인장하중 감소율을 이용하여 수명예측을 연구한 참고문헌[8]에 근거하여 화염으로 인한 ACSR 송전선의 수명예측을 시도 하는 데 그 목적을 두고 있다
따라서 본 연구에서는 인장시험의 결과만을 이용해서 화염에 의한 ACSR의 수명예측을 하고자 하며, 시료는 건전전선, 인공화염에 의한 전선 및 산불에 의해 교체된 전선을 수거하여 인장강도시험을 한 것이다.
본 연구에서는 산불 화염에 의해 열화된 ACST 송전선의 수명을 예측하고자 하는 것으로서 일반적인 경년변화에 대한 수명예측은 캐나다 Ontario Hydro Re訟arch의 연구결과 수식올 인* 용하였다 이수식에 화염과 전선의 이격거리와 화염 시간에 따라변화되어지는 인장하중 변화율을 이용하여 화염 정도에 따라 달라지는 수명을 예측하였다.
이와 같은 실험 결과들을 캐나다 Qitario Hydro 의 시험 결과를 통해서 알아보기로 한다

가설 설정

그러므로 이러한 화염이 가해진 상태의 전선이 교체되지 않고 가설된 상태로 장시간 사용되어질 경우에는 강선에 급격한 부식이 발생되어 인장강도의 감소는 현저히 일어날 것으로 추정된다. 또한 가설지역이 해안지역이거나 공해지역일 경우는 더욱더 감소될 것이다.

제안 방법

송전선로에서 채취된 도체표본을. 각각 인장시험을 수행하여 건전 전선에 대한 경년을 0년으로 하고 경년변화 대 인장강도의 [%] 손실률을 건전 전선 대비로 하였다. 이 때 회귀분석결과 수명예측함수는 다음 식을 이용한다.
따라서 이러한 상태를 구체적으로 비교해 보기 위하여 그림 6과 같이 건전전선과 산불에 의해 수거된 전선과 인공화염을 인가한 전선에서 각 경우별로 나타나는 수명예측을 정리하여 나타내었다.
또한 전선에 관한 수명예측 함수는 화염이 아닌 경과 년 및 가설지역의 환경에 의해 수명을 예측 한참 고문헌[이을 근거로 하였다
이 교체된 송전선을 수거하여 기계적 실험을 통하여 전선 상태를 분석하였으며, 이 중 인장하중 및 비틀림 실험을 통하여 얻어진 자료를 이용하여 화염에 의한 전선수명을 예측하였다. 이렇게 얻어진 전선은 어떠한 기준점이 없기 때문에 직접적인 방법에 의해 수명을 예측할 순 없다, 그러므로 건전천선과 건전 전선을 인공화염으로 열화시킨 상태의 전선을 똑같이 기계적 실험올 통하여 비교 검토하였다.
이 교체된 송전선을 수거하여 기계적 실험을 통하여 전선 상태를 분석하였으며, 이 중 인장하중 및 비틀림 실험을 통하여 얻어진 자료를 이용하여 화염에 의한 전선수명을 예측하였다. 이렇게 얻어진 전선은 어떠한 기준점이 없기 때문에 직접적인 방법에 의해 수명을 예측할 순 없다, 그러므로 건전천선과 건전 전선을 인공화염으로 열화시킨 상태의 전선을 똑같이 기계적 실험올 통하여 비교 검토하였다.
정격인장강도 대비 각 시료별 인장강도에 대하여비 선형 회귀분석 결과로 전선의 수명예측 년 수를 분석하였다. 이는 건전전선에 대한 수명을 82년으로 기준으로 하고[8], 산불에 의해 열화되어 교체된 전선을 수거한 시료와 이격거리에 따른 인공화염을 시간에 따라 인가한 경우의 수명예측을 한 것이다.
캐나다 Ontario Hydro Research의 경년변화에 대한 인장강도의 손실률 및 비틀림 횟수를 회귀분석 올 통하여 ACSR의 수명예측에 관해 알아보았는데 각각의 결과들은 예측수명 년수에서 약간의 차이를 보이고 있음을 알 수 있었고, 또한 귭격별로 결과를 제시하지 않고, 다만 단층구조를 갖는 표본을 채취하여 평균수명을 예측하여 본 것이다.
특히 이 러한 연구결과로 산불로 열화된 전선의 수명예측을 하기 위해 인공화염장치로 각 경우의 인장 하중 변화율을 실험하였고 이 두 경우를 상호 비교함으로서 산불에 열화된 전선의 열화정도를 판단할 수 있는 비교 데이터를 확보하게 되었다

대상 데이터

송전선로에서 채취된 도체표본을. 각각 인장시험을 수행하여 건전 전선에 대한 경년을 0년으로 하고 경년변화 대 인장강도의 [%] 손실률을 건전 전선 대비로 하였다.
화염으로 인한 ACSR 송전선의 수명예측을 하기위한 시료는 가설된 후 20년이 경과되었을 때 산불로 인하여 화염에 열화된 전선을 교체한 것을 이용하였다. 이 교체된 송전선을 수거하여 기계적 실험을 통하여 전선 상태를 분석하였으며, 이 중 인장하중 및 비틀림 실험을 통하여 얻어진 자료를 이용하여 화염에 의한 전선수명을 예측하였다.

데이터처리

Qitario 田击。Research와 같이 경년이 19년에서 70년에 이르는 다양한 시료에서는 비선형 해석이 바람직한 결과를 도출할 수 있다고 보여지며, 국내와 같은 여건에서도 캐나다의 비선형 함수의 결과를 이용해서 해석하여도 무방할 것으로 사료되기 때문에 본 연구에서도 비선형 희귀분석을 헁하였다.

성능/효과

그러나 알루미늄에 대해서는 특별한 규정이 없기 때문에 圈에서도 강소선에 대한 비틀림 횟수에 대한규정은 있으나 알루미늄에 대해서는 아무런 언급이 없으며 캐나다 Chtario Ifydro Reseairh의 경우는 인장시험과 비틀림 횟수에 대한 단층구조의 경우 ACSR 에 대해서 각각 60년과 70년으로 예측수명 결과를 보이고 있대2-4L 이 결과에서 60넌과 70년의 중간 값인 65년으로 하는 경우 土 7.7[%]의 편차를 보이고 있음을 알 수 있다. 또 일본의 동북전력의 경우는 인장 하중에 대해서만 예측수명을 조사하고 있대6丄 이런 점올 감안하면 인장하중의 감소율만으로도 개략적인 예측수명을 조사하는 것도 무리가 없는 것으로 사료된다.
또한 인공화염을 인가한 전선에 대한 이격별 및 인가 시간별로 나타난 수명예측 곡선은 그림 5에 상세히 나타내었으며 그림에서 알 수 있는 바와 같이 인공 화염 인가 시간이 길어질수록 전선 수명 이 짧아짐을 알 수 있을 뿐만 아니라 이격거리가 짧을 수록수명이 짧아짐을 알 수 있다. 이러한 현상은 화염에 의해 강선에 도금되어진 아연이 소실되었으며 이로 인하여 부식이 진행되어 강선에 대한 인장강도의 손실을 가져왔을 뿐만 아니라 강선 재질의 성질이 변화되어 인장강도의 손실에 영향을 미쳤기 때문으로 사료된다.
시료로 사용된 전선은 산화화염에 의해 수거된 전선으로 수거지역별로 그림 4와 같이 약간의 차이가 있는 것으로 나타났다. 이는 산불이 한 지점에서만발생된 것이 아니라 바람에 의해 또는 화목에 의해 진행되었기 때문에 전선에 미치는 영향도 다르다고보여지며, 이 그림에서 알 수 있는 바와 같이 수명예측 년은 평균 65년으로 추정할 수 있을 것이다.

후속연구

끝으로 여기서 분석한 비선형 회귀분석 방법의 신뢰성을 높이는 문제는 보다 많은 표본시료와 경년변화를 요하는 문제로 앞으로도 지속적으로 전선의 기계적 실험을 통하여 그에 따른 결과의 신뢰성이 높아지리라 본다U1T3].
따라서 본 연구 결과의 핵심은 각 경우의 인장하율변화율로 수명예측에 대한 비교 결과는 위 3절의 내용과 같으며, 본 연구를 토대로 차후에 많은 조건에 대한 실험 데이터를 확보하여 데이터베이스화 할 경우 산불에 의해 열화된 전선을 수거하여 인장하중 변화율만 가지고도 수명예측을 할 수 있다고 사료된다
또한 가설환경을 청정지역, 염해지역, 염공해지역, 공업지역 등으로 환경지역을 좀더 세분화하여 종합적으로 연구되어야할 것으로 보여진다.
또한 추후 비틀림 연성시험 결과와 비파괴검사법의 일종인 아연 잔존량을 와류 탐상법을 통하여 얻어진 결과와 종합한다면 보다 신뢰성이 높은 전 선수명 예측결과를 연구할 수 있올 것이다
본 연구에서 하고자 하는 ACSR 송전선에 화염이 가해졌을 때의 수명예측을 하기 위해서는 우선 일반전선에 대한 수명예측을 검토해야 할 것이다. ACSR 의 수명예측을 위해서는 직접적인 방법으로 인장시험을 통해서 얻어진 데이터를 회귀분석법을 이용하여 경년변화 대 인장 손실률 변화와의 관계를 분석해서 경년변화에 대한 인장강도를 회귀분석법에 의해 수명예즉올 시도해 볼 수 있을 것이다.
차후에 화염에 의해 노출된 전선이 있을 경우는 반드시 이와 같은 실험을 통하여 얻은 결과와 같이인장강도 손실률에 대한 변화를 예측하여 전선의 교체상태를 결정하여야 할 것이다. 이로 인하여 보다더 안정된 전력을 공급할 수 있고 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 여겨진다.

참고문헌 (13)

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韓電, '架空送電運營業務基準', 韓國電力公社送變電處, 1999. 3
김영달외 3인, '인장특성을 이용한 ACSR 수명예측에 관 한 연구', 한국조명.전기설비학회 논문지, Vol.13, No.4, 1999. 11
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김영달외 4인, '산불에 의한 ??송전선로의 기계적 열화특성', 한국조명.전기설비학회 논문지, Vol.14, No.6, pp.26-34, 2000.11
김영달외 3인, '화염으로 인한 ACSR의 기계적 열화특 성', 한국조명.전기설비학회 논문지, Vol.17, No.6, pp.160-168, 2003.11

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김영달, '화염에 의한 ACSR 송전선의 기계적 특성에 관한 신뢰성 분석', 한국조명.전기설비학회 논문지, Vol.17, No.6, pp.138-146, 2003.11

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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