활선 고전력 케이블의 절연저항을 측정하기 위한 시스템 설계 및 측정결과 Development of System and Measured Results for Measuring Insulation Resistance of High-Power Cables in Operation원문보기
우리 나라에서 발전소가 전기를 생산하고 고전압 전력을 공급하기 위하여 채택한 XLPE 케이블(또는 CV케이블)은 포설된지 40년에 이르고 있다. 설치환경 및 사용조건에 다르겠지만, 설치 후 운전 상태에 있는 CV 케이블은 6~8년의 기간이 경과하면 열화가 발생하기 시작하고, 상태가 나빠지는 경우, 절연 파괴현상으로 인한 휴전 및 화재 사고가 발생한다는 많은 사례 보고가 있다. 근래에 포설한 케이블이라 할지라도 시공 불량이나 기타의 열악한 주변 환경으로 인한 악조건 상태에 노출되는 경우, 6~8년 미만의 시점에서도 사고가 발생할 수가 있다. 사고를 미연에 방지하기 위하여 케이블의 동작상 태를 정기적으로 감시 확인하여야 한다. 우리는 케이블의 사고를 체계적으로 감시 및 예방하기 위하여 측정 장비를 개발하였다. 이 논문에서 케이블의 절연 상태의 열화 상태를 감시하기 위하여 한국서부발전 주식회사(Korean Western Power Co. Ltd.)에 설치하여 운영 중에 있는 장비의 설계와 그 장비를 사용하여 측정한 결과즉, 케이블의 열화 과정을 나타내는 결과를 제시한다.
우리 나라에서 발전소가 전기를 생산하고 고전압 전력을 공급하기 위하여 채택한 XLPE 케이블(또는 CV케이블)은 포설된지 40년에 이르고 있다. 설치환경 및 사용조건에 다르겠지만, 설치 후 운전 상태에 있는 CV 케이블은 6~8년의 기간이 경과하면 열화가 발생하기 시작하고, 상태가 나빠지는 경우, 절연 파괴현상으로 인한 휴전 및 화재 사고가 발생한다는 많은 사례 보고가 있다. 근래에 포설한 케이블이라 할지라도 시공 불량이나 기타의 열악한 주변 환경으로 인한 악조건 상태에 노출되는 경우, 6~8년 미만의 시점에서도 사고가 발생할 수가 있다. 사고를 미연에 방지하기 위하여 케이블의 동작상 태를 정기적으로 감시 확인하여야 한다. 우리는 케이블의 사고를 체계적으로 감시 및 예방하기 위하여 측정 장비를 개발하였다. 이 논문에서 케이블의 절연 상태의 열화 상태를 감시하기 위하여 한국서부발전 주식회사(Korean Western Power Co. Ltd.)에 설치하여 운영 중에 있는 장비의 설계와 그 장비를 사용하여 측정한 결과즉, 케이블의 열화 과정을 나타내는 결과를 제시한다.
The XLPE(or CV) cables installed to deliver high electric power from generator at the power station have operating for the last 40 years in Korea. In 6-8 years from the time of initial operation, the cables in operation start a deteriorating process, depending on the installation and usage condition...
The XLPE(or CV) cables installed to deliver high electric power from generator at the power station have operating for the last 40 years in Korea. In 6-8 years from the time of initial operation, the cables in operation start a deteriorating process, depending on the installation and usage conditions. Some cables, even before 6-8 years from the installation, can cause accidents due to the faulty construction or other inadequate environments. In order to prevent cable accident in advance, the regular auditing of power cables are required. For a systematic realization of surveillance and prevention of accidents, we have invented a measuring device. In this paper, we present the device installed at Korean Western Power Co. Ltd., in order to detect the deterioration status of insulation resistances of dielectrics in the cables. We present that the measured results by the device we developed show the deteriorating processes in the cables in operation.
The XLPE(or CV) cables installed to deliver high electric power from generator at the power station have operating for the last 40 years in Korea. In 6-8 years from the time of initial operation, the cables in operation start a deteriorating process, depending on the installation and usage conditions. Some cables, even before 6-8 years from the installation, can cause accidents due to the faulty construction or other inadequate environments. In order to prevent cable accident in advance, the regular auditing of power cables are required. For a systematic realization of surveillance and prevention of accidents, we have invented a measuring device. In this paper, we present the device installed at Korean Western Power Co. Ltd., in order to detect the deterioration status of insulation resistances of dielectrics in the cables. We present that the measured results by the device we developed show the deteriorating processes in the cables in operation.
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문제 정의
그러나 사선(휴전)상태에서 메가를 사용하여 절연저항을 측정하기 위하여 케이블의 가동을 반드시 중지시켜야 한다는 조건은, 경제적 손실을 감수하여야 한다는 이유로 문제점이 항상 제기되고 있다. 고압전력 케이블의 가동을 중지해야만 한다는 문제점을 해결하기 위하여, 우리는 이 논문에서 케이블의 운전 상태를 그대로 유지하는 상태에서 절연저항(insulation resistance)을 측정하기위한 기술, 측정하기위한 시스템 설계 및 시스템을 이용하여 측정한 결과를 제시한다.
그 결과, 케이블이 열화되는 과정을 체계적으로 확인함으로써 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있는 토대를 마련하기 위한 일부의 역할을 하였다.
우리는 이 논문에서 절연저항 측정 장치에 관한 설계를 소개한다. 습도측정장치 시스템에 관해서는 다음 기회에 제시하기로 한다.
가설 설정
2. NGR접지선이 대지접지로부터 분리되지 않도록 구성한다.
4. 케이블 쉬스 접지선이 대지접지로부터 분리되지 않도록 구성한다.
제안 방법
3. 지락 시 계통에 설치된 NGR을 통하여 대지접지로 흐르는 전류 (최대1000A, 30sec)를 견딜 수 있도록 설계한다.
평상시에는 NGR접지선이normal close 전자접촉기의 접점을 통하여 대지 접지로 연결되고, 측정시에는 NGR접지선이 1,000A/30sec용량의 저저항R1(0.4Ω)을 통하여 접지와 연결되도록 구성하여 측정 시에도 측정장치 설치적용전과 거의 같은 구성이 되도록 하였다.
대상 데이터
열화 현상이 누적되면, 절연체의 특성이 악화됨으로써 화재가 발생한다. 우리는 충청남도 태안에 위치한 화력발전소인 한국서부발전(주)에서 운전하고 있는 고전력 케이블을 선택하여, 우리가 개발한 측정장비를 설치하여 케이블의 절연상태를 감시하였다.
절연저항 대상으로 선정된 케이블은 9회선으로 전부 굵기가 100SQ 인 단심(single core) 케이블이다. 포설조건은 기중과 관로이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
화력발전소의 장점은?
최근 들어 화석연료를 사용하는 화력발전소(thermoelectric power plant)에 의한 환경적인 문제가 논의되고 있으나,전기를 생산하기 위한 비용이 비교적 저렴하다는 등의 이유로 인하여 화력 발전이 차지하는 비중은 지속될 것이고, 달리 전기를 생산하기 위한 대안이 제시되지 않는 한, 국내 전력수급 비상상황과 더불어 안정적 전력 확보를 위하여 기존의 화석연료를 사용하는 화력발전소에 대한 중요성이 여전히 크다. 최근 들어 대한 민국 1 년간 평균 전력소모량이 8,092 kWh 로서 1980년에 비교하면 9배만큼 증가하였다.
XLPE 케이블이 위험해지는 시기는?
우리 나라에서 발전소가 전기를 생산하고 고전압 전력을 공급하기 위하여 채택한 XLPE 케이블(또는 CV케이블)은 포설된지 40년에 이르고 있다. 설치환경 및 사용조건에 다르겠지만, 설치 후 운전 상태에 있는 CV 케이블은 6~8년의 기간이 경과하면 열화가 발생하기 시작하고, 상태가 나빠지는 경우, 절연 파괴현상으로 인한 휴전 및 화재 사고가 발생한다는 많은 사례 보고가 있다. 근래에 포설한 케이블이라 할지라도 시공 불량이나 기타의 열악한 주변 환경으로 인한 악조건 상태에 노출되는 경우, 6~8년 미만의 시점에서도 사고가 발생할 수가 있다.
발전소 안전정지계통의 설비와 기능은 어떻게 운영되고 있는가?
화재가 발생할 경우 안전정지 케이블은 단락, 접지, 단선 등 전기적 고장으로 케이블에 고장이 발생하여 그 결과로 안전정지계통의 설비와 기기는 안전정지 기능을 상실할 수 있다. 발전소 안전정지계통의 설비와 기능은 다중설계, 계열간 독립 및 분리 원칙에 따라 운영되고 있다. 케이블화재의 경우 기기 오동작과 오지시 또는 잘못된 계측을 유발할 수 있으며 운전담당자의 상황 판단에 오류를 일으켜 안전정지 기능을 저해할 수 있다[2].
참고문헌 (8)
J. S. Kim, K. H. Kim, J. S. Lee, "The Study on the Variable Orifice Spray of the Steam Power Plant Desuperheater," Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society(JKAIS), Vol. 14, No. 1, pp. 63-68, 2013.
H. S. Lim, Y. K. Bae, M. K. Jee,"Cable Functional Failure Temperature Evaluation of Cable Exposed to the Fire of Nuclear Power Plant ", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, vol.26, no. 1, pp. 142-148, Feb 2012.
K. H. Um, K. W. Lee, "Developing Equip,emt to Detect the Deterioration Status of 6.6 kV Power Cables in Operation at Power Station", Journal of the The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, vol.15, no. 4, pp. 197-203, Jun 2014.
K. H. Um, K. W. Lee, "Nonchange of Grounding Current due to Equipment Measuring Insulation Resistance", Journal of the The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, vol.15, no. 4, pp. 175-180, Jun 2015.
J. W. Yeom, "Designing a Monitoring System for Neural Grounding Resistor Using Programmable System-on-Chip", Master's Dissertation, Pukying National University, Feb. 2008.
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