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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 국제전기기술위원회(IEC)에서 제안하였고, 세계적으로 가장 많이 사용되는 방법인 ESDD 측정법을 이용하여, 물에 kaolin과 황토 등 비용 해성 물질과 식염을 넣은 오손물을 만들어 154 kV 송전용 애자(36, 0001bs)를 함침한 후 건조한 다음 전기 전도도를 측정하여 오손둥급 B, C, D로 분류하여 구축된 옥외장기 실증실험장에 실험용 변압기를 이용하여 실제선로와 동일한 방법으로 오손등급별로 애자를 설치하여 강우량, 습도, 등의 환경변화가 누설전류 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 관하여 비교 분석하고자 한다.
제안 방법
- B, C, D 등급에 각각 오염시킨 36,000Ibs 자기 애자를 실선로와 동일하게 1련에 13개씩 실험선로에 취부하여 154 kV 교류 송전전압을 인가하여 누설전류를 측정하였다.
- 표 1은 면으로 황토와 카올린으로 오손시킨 자기애자의 하면을 세정한 후, 애자 면에 붙은 비용해성 물질인 황토와 카올린에 있는 염분을 세정용 용액(정류수에 녹여 측정한 전도도 를 측정하여 ESDD를 계산하였다. 그리고 계산된 ESDD 값을 이용하여 오손등급별로 시료를 나누었다.
- 먼저 인공오손을 위하여 고창군 상하면에서 채취된 황토 흙을 수돗물로 세척하여 여과기(sieve) #18(1 mm)을 사용하여 미세한 황토만을 걸러 80ºC의 챔버에서 5일 정도 건조하여 순수한 황토를 만들었다. 그리고 지하수에 준비된 순수한 황토, 카올린(일본, Junsei Chemical Co., Ltd.) 등의 비용해성 물질과 식염을 넣은 오손물을 만들고 시료 애자(36, 0001bs)를 함침하여, 염분과 비용해성 물질이 애자에 부착되도록 한 다음, 실험용 변압기로 154kV 송천전압을 인가하여 주변 환경요인에 따라 시료 애자에 흐르는 누설전류 값을 10초당 1회의 샘플링 주기로 이더넷(ethemet)을 통한 누설 전류 측정시스템을 이용하여 측정하였으며, 습도 및 온도는 HMP45A modeKFinland, VAISALA Ltd.)로 DTR503A를 이용하여 이더넷으로 데이터를 취득했으며 강우량은 기상청의 일일 강우량을 참고하였다.
- B등급으로 오손된 애자의 누설전류 변화는 그림 1과 같다. 누설전류는 11일 동안 측정하였으며, 누설전류를 강우량과 함께 비교하였다. 1일째는 비가 오지 않았지만 야간의 누설전류 최고값은 황토와 카올린은 각각 800[µA]과 780[µA]로 황토가 약간 높게 나타났다.
- 그래서 본 연구에서는 국제전기기술위원회(IEC)에서 제안하였고, 세계적으로 가장 많이 사용되는 방법인 ESDD 측정법을 이용하였다. 먼저 인공오손을 위하여 고창군 상하면에서 채취된 황토 흙을 수돗물로 세척하여 여과기(sieve) #18(1 mm)을 사용하여 미세한 황토만을 걸러 80ºC의 챔버에서 5일 정도 건조하여 순수한 황토를 만들었다. 그리고 지하수에 준비된 순수한 황토, 카올린(일본, Junsei Chemical Co.
- 오손된 애자의 누설전류가 낮에는 감소하고 밤에는 증가되는 이유는 습도의 변화로 판단되어 오손된 애자가 세정되기 직전까지의 데이터를 활용하여 분석하였다. 특히 온도에 의한 영향을 제외하기 위하여 온도가 20ºC일 때, 습도변화에 따른 누설전류 변화를 분석하였다.
- 36, 0001bs 송전용 애자를 인공오손하기 위해 황토와 카올린 각각 800g에 지하수 20ℓ를 사용하였다. 오손등급을 B, C, 그리고 D등급으로 오손시키기 위해, 식염량을 각각 500g, 1, 000g, 2, 000g씩 사용하여 오손용액을 만들었다.
- 오손된 애자의 누설전류가 낮에는 감소하고 밤에는 증가되는 이유는 습도의 변화로 판단되어 오손된 애자가 세정되기 직전까지의 데이터를 활용하여 분석하였다. 특히 온도에 의한 영향을 제외하기 위하여 온도가 20ºC일 때, 습도변화에 따른 누설전류 변화를 분석하였다.
- 인공 오손용액에 애자를 함침하면서, 오손물의 염분 균일성을 유지하기 위하여 오손용액을 저어 주면서, 함침시간이 30초를 지나면 애자를 오손용액에서 건져, 애자의 캡과 핀을 지면과 수직하게 하여, 오손물이 애자의 표면에 균일하게 부착되도록 하고, 음지에 놓인 건조대에 걸어 수분이 증발되도록 건조시킨다. 표 1은 면으로 황토와 카올린으로 오손시킨 자기애자의 하면을 세정한 후, 애자 면에 붙은 비용해성 물질인 황토와 카올린에 있는 염분을 세정용 용액(정류수에 녹여 측정한 전도도 를 측정하여 ESDD를 계산하였다. 그리고 계산된 ESDD 값을 이용하여 오손등급별로 시료를 나누었다.
- 황토와 카올린을 사용하여 B, C, D등급으로 인공 오손된 애자(36, 0001bs)를 만들어 154 kV 옥외실중실험선로에 오손애자와 비오손 애자에 대한 습도, 강우량 등의 환경요인에 따라 누설전류 특성을 분석하였다.
대상 데이터
- ) 등의 비용해성 물질과 식염을 넣은 오손물을 만들고 시료 애자(36, 0001bs)를 함침하여, 염분과 비용해성 물질이 애자에 부착되도록 한 다음, 실험용 변압기로 154kV 송천전압을 인가하여 주변 환경요인에 따라 시료 애자에 흐르는 누설전류 값을 10초당 1회의 샘플링 주기로 이더넷(ethemet)을 통한 누설 전류 측정시스템을 이용하여 측정하였으며, 습도 및 온도는 HMP45A modeKFinland, VAISALA Ltd.)로 DTR503A를 이용하여 이더넷으로 데이터를 취득했으며 강우량은 기상청의 일일 강우량을 참고하였다.
- 36, 0001bs 송전용 애자를 인공오손하기 위해 황토와 카올린 각각 800g에 지하수 20ℓ를 사용하였다. 오손등급을 B, C, 그리고 D등급으로 오손시키기 위해, 식염량을 각각 500g, 1, 000g, 2, 000g씩 사용하여 오손용액을 만들었다.
이론/모형
- 애자에 대한 인공오손 실험방법은 적용 범위 등을 고려해야 하기 때문에 오손방법을 선택함에 있어서 지역, 환경, 용도 등에 적합한 실험방법을 선택하는 것이 필요하다[3]. 그래서 본 연구에서는 국제전기기술위원회(IEC)에서 제안하였고, 세계적으로 가장 많이 사용되는 방법인 ESDD 측정법을 이용하였다. 먼저 인공오손을 위하여 고창군 상하면에서 채취된 황토 흙을 수돗물로 세척하여 여과기(sieve) #18(1 mm)을 사용하여 미세한 황토만을 걸러 80ºC의 챔버에서 5일 정도 건조하여 순수한 황토를 만들었다.
성능/효과
- 1. 낮에는 오손애자와 비오손 애자의 누설전류에 오손둥급에 상관없이 역 200 [UA]로 차이는 없었으나, 설치 후 1일째 밤에는 황토 및 카올린으로 오손된 애자의 누설전류 최고값이 각각 B등급에서는 약 800, 780이고, C둥급에서는 약 316 [UA], 440 [11A〕이고, D등급에서는 약 460 [µA], 1, 100 µA]로 누설전류가 중가 하였다.
- 2. 오손된 상태에서 최초로 내리는 폭우일 때 B, D등급의 황토와 카올린의 누설전류 최고값은 B둥급에서는 약 990 [UA], 2, 260 [nA]이고, D둥급에서는 약 2, 290 [UA], 3, 200 [UA]로 중가하였다. 폭우 이후에는 애자에 부착된 염분이 자연세정으로 감소되었기 때문에 비가 내리더라도 누설전류 값은 비오손 애자와 큰 차이는 없다.
- 3. 온도(20ºC 기준)가 일정할 때, 습도가 낮은(72% 이하) 상태에서는 비오손 애자와 오손애자의 누설전류 차이가 거의 없었으나, 습도가 증가(72% 이상)함에 따라 오손된 애자의 누설전류가 크게 증가하였다.
- 그림에서와 같이 습도가 중가함에 따라 황토와 카올린의 누설전류는 종가하였다. 습도가 72%일 때 비오손 애자, 황토, 카올린의 누설전류는 190 mA], 360 [nA], 440 [pA] 이고 습도 90%로 높을 때 누설전류는 각각 330 [UA], 830 [UA], 1, 050 [UA]로 카올린이 습도에 더 큰 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있다.
- 그림 2는 C등급으로 오손된 애자의 누설전유 변화를 나타낸 것으로 누설전류 값은 6일 동안 측정하였다. 측정 1일째 누설전류 최고값은 황토와 카올린은 각각 316 [µA], 440 [µA]로 나타났다. 이 기간동안에 비는 거의 오지 않고 마지막 6일째 O.
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