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NTIS 바로가기한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.8, 2020년, pp.593 - 602
김국 (한국전기안전공사) , 어익수 (호남대학교 전기공학과)
Power cables installed in domestic factories or underground can cause accidents depending on the manufacturing process, installation, and environmental conditions during use. When an accident occurs in a power cable, it can cause enormous economic loss and social confusion. Hence, the importance of ...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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XLPE 절연재료의 비유전율은 어느정도인가? | 절연체의 내부에 보이드가 형성되거나 불순물의 유입되면, 유전율이 낮은 보이드에 유전체 분극현상이 용이하게 발생하여 전계집중이 일어나고, 이에 따른 국부적인 절연파괴는 절연체에 부분방전을 일으키고, 국부적인 발열과 전기적인 탄화채널의 형성을 유발하여 결국에는 절연파괴가 발생한다. 참고로 XLPE 절연재료의 비유전율은 2.4 정도이며 공기의 유전율은 1이다. 두 번째, CFR(Constant Failure Rate)은 과부하나 자연재해 등 우발적으로 발생하는 결함으로 볼 수 있다. | |
부분방전이란 무엇인가? | 부분방전은 고압 설비에서 발생되는 국부적인 전기 방전 현상으로, 절연물 내부에 위치한 전극이나 도체의 돌출 부분에 극히 불평등한 전계가 집중된 부분에서 방전과 노출된 도체부의 표면이 공기 중에서 발생하는 코로나 방전으로 분류할 수 있다. 부분방전의 종류로는 절연체 내부의 보이드나 불순물에서 발생하는 내부 방전, 기체 절연체에 의한 전계 집중으로 발생되는 코로나 방전, 절연체 표면의 연면 방전, 절연체 내부 크랙이나 전기트리 진전으로 인한 전기트리 방전 등으로 볼 수 있다[7]. | |
본 연구에서 현장모사형 케이블 진단시료를 통한 시뮬레이터를 제작하여 전력 케이블에서 발생할 수 있는 사고를 구현하여 VLF TD·PD와 VLF와 HFCT-PD 장비, AC 내압과 HFCT-PD 장비를 통하여 부분방전도 측정한 결과는 어떠한가? | 1) VLF TD는 A, B, C상 케이블 모두 TD(1.0Uo)는 기준(≤1.0) 이내로 정상, DTD(1.5Uo-0.5Uo)값이 B상 1.10, C상 0.81로 분석되어 관심단계인 B(DTD 기준≤1.2)로 최종 판정하였다. 이는 TD(1.0Uo)값 만으로 판정해서는 안되며, DTD 등의 기준을 종합 분석하여 판정하는 것이 필요함을 알 수 있었다. 2) VLF PD는 먼저 500pC 칼리브레이션을 통해 시료의 길이는 A상 89.1m, B상 89.1m, C상 91.1m로 측정되어 제작된 시료에 오차가 거의 없었으나, 중간접속재의 위치와는 3~5m의 오차가 발생되는 것을 알 수 있었다. 그리고, 0.5Uo~2.0Uo까지 단계적으로 전원을 인가하여 A상 케이블은 1개의 결함 Cluster가 측정되었으나 분석결과 Noise, B상 케이블은 5개의 결함 중 1번 Cluster가 내부 부분방전, C상 케이블은 6개의 결함 중 4,5,6번 Cluster 가 내부 부분방전으로 각각 판정하였다. 이 결과는 시료 결함에 약 5m 이내로 VLF PD를 통한 케이블의 결함 위치를 찾는데 실효성이 있음을 알 수 있었다. 3) 그리고, 각 케이블에 1.0, 1.5, 2.0U0를 VLF를 통하여 인가하고 HFCT를 사용 부분방전 측정을 한 결과, B, C상 케이블은 2.0U0에서 내부 부분방전의 측정치를 얻을 수 있었고, AC 상용주파 내전압 전원으로 1.5U0를 인가하여 내부 부분방전의 결과를 얻어 VLF전원을 이용하는 것에 대한 실효성을 검증하였다. 활선상태에서는 1.0U0 고정전원에 의해서만 부분방전을 측정하는 점(내부 결함에 대한 부분방전이 발생되지 않을 수 있음)과 장비 연결 시의 감전, 정전 등의 위험성 등이 존재한다. 이 때문에 사선상태에서 부분방전을 실시하고자 할 때 AC 상용주파(60Hz) 내전압이 가지고 있는 전원용량, 장비 무게 등의 제약성을 VLF(0.1Hz)를 전원으로 사용하여 효과적으로 극복할 수 있음을 알 수 있었다. |
Introduction to underground cable deterioration and diagnosis, Korea Electric Power Corporation distribution center, Oct. 2010.
Carlos Ferrer, Joseba Koldo Gamez, Antoni Villalonga, "Improving Cable System Reliability with Monitored Withstand Diagnostics - Featuring High Efficiency at Reduced Test Time", 9th International Confernce on Insulated Power Cables , Jicable, 2015. https://www.jicable.org/TOUT_JICABLE/2015/2015-C2-3
Minghui Bao, Shiying Tang, JunjiaHe, Xiaogen Yin, Qian Wang, GaolinWu, YanYang, "The Initiation Phenomena of Electrical Treeing in XLPE Cable Insulation", International Confernce on High Voltage Engineering and Application, pp.431-434, 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/ICHVE.2012.6357142
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