[논문]활선 6 kV CV 단심 케이블의 도체 및 표면온도 측정 데이터에 관한 타사 데이터와의 비교검토

엄기홍

doi:10.7236/jiibc.2017.17.3.197

활선 6 kV CV 단심 케이블의 도체 및 표면온도 측정 데이터에 관한 타사 데이터와의 비교검토
Comparison and Examination of the Measured Data With the Data from Other Company for the Conductor and Sheath Temperatures of Live 6 kV CV Single Core Cables 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.17 no.3, 2017년, pp.197 - 201

초록
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국내의 전기수요량은 매년 증가하고 있다. 발전소에서 전력을 생산하고 공급하기위하여 채택된 모든 장비들은 신뢰할 수 있는 상태에서 완전하게 동작하여야 한다. 생산된 고전압의 전기를 공급하기 위한 장비로서 6 kV CV 단심케이블이 사용되고 있다. 케이블 제작사는 케이블의 동작 수명이 약 30년 이라고 공개적으로 알리고 있다. 그러나 설치된 케이블이 동작을 시작함과 동시에, 성능이 악화되는 열화과정이 시작된다. 동작 중인 케이블의 열화 상태로 인한 신뢰성을 진단을 받지 않았기 때문에, 케이블은 예측하지 못하는 시점에서 언제든지 파괴될 수 있다. 우리는 케이블의 사고를 체계적으로 감시 및 예방하기 위한 측정 장비를 개발, 한국서부발전 주식회사(Korea Western Power Co. Ltd.)에 설치하여 활선 케이블을 진단하였다. 이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The demand for electric power is increasing every year in Korea. All the systems adopted at power stations in order to generate and transmit electric power should operate in perfect condition or reliability. The device for transmitting the generated high-voltage electric power is 6 kV CV single core cables. The manufacturing companies of the cables makes an official announcement that the operating lifetime of their cables is about 30years. But from the moment of operation the deterioration precesses of worsening the characteristics of cables starts. Since the reliability for the status of installed cables in deterioration has not been diagnosed, the cables can be broken at any unexpected moments. In order to prevent the abrupt cable accident by systematically monitoring the cable status, we have invented the first device in Korea. We have installed our device at Korea Western Power Co. Ltd. in order to diagnose the live cables. In this paper, we present our research results of measured temperatures of inner conductor and surface and the compared results of those data with other cable company. We also show that our results agree with those made by other company.

주제어

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문제 정의

)에 설치하여 활선 케이블을 진단하였다. 이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시하였다. 이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시하였으며, 측정한 케이블의 표면온도를 근거로 계산한 도체의 온도는 정확하다는 결론을 얻을 수 있었다.
이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시한다. 그 결과 우리가 측정한 케이블의 표면온도를 근거로 계산한 도체의 온도는 오차의 크기가 감소되었다는 성능의 개선을 확인하였으며, 우리가 검토한 6 kV CV 100 SQ 단심케이블의 부하 전류에 따른 도체온도와 피복표면온도의 data에서 오류가 없다는 것이 검증되었다.

제안 방법

현장에서 케이블에 운전 부하전류가 흐를 때 케이블의 도체온도를 직접 측정할 수 없어 표면온도를 측정하여 도체온도를 예측, 계산하여야 한다. 본 연구 과제에서도 현장에서 케이블의 도체온도를 예측하기 위해 별도의 한세대 실험실 내에서 6 kV CV 100 SQ 단심(single-core) 케이블에 전류를 흘려서 케이블의 피복 표면온도와 도체온도를 측정할 수 있도록 그림 3과 같이 구성하였다. 그림 3 은 운전중인 케이블의 도체온도와 표면 온도를 측정하기 위하여 우리들이 개발하여 실험데이터를 추출하기 위하여 운영중인 시스템의 외관이다.
연구과제 수행을 위하여 한세대학교 실험실에서의 전류, 온도실험 data와 계산에 의한 도체온도와 피복 표면 온도차의 비교 검토하였다. 이 내용을 서부발전(주)에 제출한 최종 보고서(2016.
우리는 케이블의 사고를 체계적으로 감시 및 예방하기 위한 측정 장비를 개발, 한국서부발전 주식회사(Korea Western Power Co. Ltd.)에 설치하여 활선 케이블을 진단하였다. 이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시하였다.

대상 데이터

한세대 실험실에서 실험을 하기 위하여 케이블에 공급하는 전류는 그림 5 와 같이 태안발전본부의 연구과제 케이블에서 실제 흐르는 운전 부하전류의 조건과 거의 유사한 50 A를 사용하였다^[6].

성능/효과

이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시한다. 그 결과 우리가 측정한 케이블의 표면온도를 근거로 계산한 도체의 온도는 오차의 크기가 감소되었다는 성능의 개선을 확인하였으며, 우리가 검토한 6 kV CV 100 SQ 단심케이블의 부하 전류에 따른 도체온도와 피복표면온도의 data에서 오류가 없다는 것이 검증되었다.
따라서, 부하전류 50 A가 흐를 때 도체온도와 피복 표면온도차는 계산에 의한 값과 실험에 의한 값이 거의 같으므로, 상기에서 검토한 6 kV CV 100 SQ 단심케이블의 부하전류에 따른 도체온도와 피복표면온도의 data가 오류가 없다는 것이 검증되었다.
따라서, 케이블 포설조건과 사용조건에 따라 온도차이가 발생하는 사항을 고려하면 일본 전력중앙연구소에서의 도체온도와 피복표면온도와 차이를 제시한 data와 본 연구과제에서 검토한 도체온도와 피복표면온도와의 차이data가 거의 동일한 값을 나타내었다. 따라서, 상기에서 검토한 6 kV CV 100 SQ 단심 케이블에서 부하전류에 따르는 케이블 중심 도체가 발생하는 온도와 피복표면온도에서 추출한 data에서 오류가 없음을 확인할 수 있었다.
2℃이었고, 일본 전력중앙연구소의 자료에서는 6 kV CV 150 SQ케이블에 최대허용전류(390A)를 흘렸을 때 도체온도와 피복표면온도 와의 차이가 약 9℃이었다. 따라서, 케이블 포설조건과 사용조건에 따라 온도차이가 발생하는 사항을 고려하면 일본 전력중앙연구소에서의 도체온도와 피복표면온도와 차이를 제시한 data와 본 연구과제에서 검토한 도체온도와 피복표면온도와의 차이data가 거의 동일한 값을 나타내었다. 따라서, 상기에서 검토한 6 kV CV 100 SQ 단심 케이블에서 부하전류에 따르는 케이블 중심 도체가 발생하는 온도와 피복표면온도에서 추출한 data에서 오류가 없음을 확인할 수 있었다.
이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시하였다. 이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시하였으며, 측정한 케이블의 표면온도를 근거로 계산한 도체의 온도는 정확하다는 결론을 얻을 수 있었다. 측정한 케이블의 표면온도를 근거로 계산한 도체의 온도는 오차가 없다는 성능개선을 확인함으로써 참값을 정확히 나타낸다는 결론을 얻을 수 있었다.
이 논문에서 우리는 케이블을 구성하고 있는 도체와 표면온도를 측정하였고, 타사의 데이터와 비교하여 서로가 일치한다는 연구결과를 제시하였으며, 측정한 케이블의 표면온도를 근거로 계산한 도체의 온도는 정확하다는 결론을 얻을 수 있었다. 측정한 케이블의 표면온도를 근거로 계산한 도체의 온도는 오차가 없다는 성능개선을 확인함으로써 참값을 정확히 나타낸다는 결론을 얻을 수 있었다.
케이블의 포설조건과 사용조건에 따라 전류에 의해 도체에 발생하는 온도는 달라지지만, 그림 2의 본 연구과제에서 검토한 6 kV CV 100 SQ 단심케이블 및 주위온도 30℃조건에서 도체온도를 90℃되도록 최대 허용 부하전류(345 A)를 흘렸을 때 도체온도와 피복표면온도 와의 차이가 약 8.2℃이었고, 일본 전력중앙연구소의 자료에서는 6 kV CV 150 SQ케이블에 최대허용전류(390A)를 흘렸을 때 도체온도와 피복표면온도 와의 차이가 약 9℃이었다. 따라서, 케이블 포설조건과 사용조건에 따라 온도차이가 발생하는 사항을 고려하면 일본 전력중앙연구소에서의 도체온도와 피복표면온도와 차이를 제시한 data와 본 연구과제에서 검토한 도체온도와 피복표면온도와의 차이data가 거의 동일한 값을 나타내었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	화력발전의 장점은?	최근 우리나라의 1 년간 평균 전력소모량은 8,092 kWh 로서 1980년의 전력소모량에 비교하여 9배 만큼 증가한 바와 같이 전력 수요의 증가로 인하여 전력을 수급하기 위한 여건이 계속 악화되고 있는 추세이다[1,2]. 화력발전은 단시간 내 최대 출력을 낼 수 있어서 급격한 전기수요의 증가에 효과적으로 대응할 수 있는 장점이 있으나, 화석 연료를 사용하여 다량의 질소산화물, 황산화물, CO2를 대기 중으로 배출하여 지구 온난화의 주원인이 된다. 한국전력 산하 발전 공공기관인 서부발전은 꾸준한 기술의 발전에 의하여 연내 가동 예정인 석탄가스화 (IGCC) 화력발전시설도 기존 석탄화력발전보다 배출물중 황산화물을 90% 이상, 이산화탄소는 25%까지 저감하는 신기술을 개발하기 위한 많은 노력을 하고 있다[3,4].
	우리나라 평균 전력소모량의 추세는?	최근 우리나라의 1 년간 평균 전력소모량은 8,092 kWh 로서 1980년의 전력소모량에 비교하여 9배 만큼 증가한 바와 같이 전력 수요의 증가로 인하여 전력을 수급하기 위한 여건이 계속 악화되고 있는 추세이다[1,2]. 화력발전은 단시간 내 최대 출력을 낼 수 있어서 급격한 전기수요의 증가에 효과적으로 대응할 수 있는 장점이 있으나, 화석 연료를 사용하여 다량의 질소산화물, 황산화물, CO2를 대기 중으로 배출하여 지구 온난화의 주원인이 된다.
	운전 중인 케이블의 열화에 미치는 요인은?	운전 중인 케이블의 열화에 미치는 요인은 여러 가지가 있다. 대표적인 것으로 부하 전류, 주위 온도 및 습도인데 케이블 허용 전류는 아래의 식으로 주어진다.

참고문헌 (10)

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.

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The Ministry of Knowledge Economy, "The 5th Basic Plan of Long-Term Electricity Supply", pp.11-20, 2010.
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.

원문보기 상세보기
http://news.mk.co.kr/newsRead.php?no281938&year2016
Report of Research Results, No .H07016, Japanese Central Research for Electric Power, 2008
K. H. Um, K. W. Lee, "A Study on Load Current and Temperature to Expect Lifrtime of High-Power Cables", Journal of the The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, vol.15, no. 4, pp. 199-203, Aug., 2015. DOI: https://doi.org/10.7236/JIIBC.2015.16.4.199
H. M. Tong, Y. S. Lai, C. P. Wong, "Advanced Flip Chip Packaging", Springer Science & Business Media. pp. 460-461. ISBN 978-1-4419-5768-9. 2013.
K. H. Um, K. W. Lee, "A Study on Lifetime Evaluation of High-Power Cables Based on Temperature Changes" Journal of IIBC, vol. 15, no. 2, pp. 273-278, Apr. 2015. DOI: https://doi.org/10.7236/JIIBC.2015.15.2.273

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G. Muraleedharan, C.G. Soares,"Characteristic and Moment Generating Functions of Generalised Pareto (GP3) and Weibull Distributions", Journal of Scientific Research and Reports, 3 (14): 1861-1874, 2014. DOI: https://doi.org/10.9734/JSRR/2014/10087 .
N. C., Sagias, G. K. Karagiannidis, "Gaussian class multivariate Weibull distributions: theory and applications in fading channels", IEEE Transactions on Information Theory, 51 (10): 3608-3619, 2005. DOI: https://doi.org/10.1109/TIT.2005.855598, ISSN 0018-9448, MR2237527

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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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