[논문]컴팩트형 철탑 설계에 관한 연구

이원교; 박준호; 최인혁; 이동일; 송홍준; 변기식

컴팩트형 철탑 설계에 관한 연구
Study on the compact design for steel tower 원문보기

이원교 (한전 전력연구원) , 박준호 (한전 전력연구원) , 최인혁 (한전 전력연구원) , 이동일 (한전 전력연구원) , 송홍준 (TY 테크) , 변기식 (부경대)

전력수요의 지속적 증가에 따라 송전설비의 추가적인 건설은 불가피하지만 토지구입비 증대 및 님비현상 등에 따른 토지구입난 등의 건설여건의 악화에 따라 보다 더 최적화 된 송전철탑의 도입이 요구되고 있다. 고분자소재 및 성형기술의 발달로 금속의 기계적 강도를 능가하는 절연성능을 가진 고분자 복합재료의 제작이 가능하게 되면서 큰 기계적 강도가 요구되는 철탑의 암(arm)을 고강도 FRP(Fiber glass Reinforced Plastics)를 적용한 암 절연물(braced post insulator)로 대체하려는 시도가 진행되고 있다. 본 논문은 기존의 철탑에서 도체를 지지하고 고전압이 인가된 도체의 공간적 절연 유지를 위하여 사용되던 무거운 금속 암과 애자련 대신 중심부분을 전기적 특성과 내환경성이 우수한 암 절연물을 사용한 154kV급 철탑 설계 방법과 컴팩트화 방법에 대해 제시하고자 한다.

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가설 설정

• 열화가 진행되어 화학결합의 분해가 수반된다. 하여도 생성된부산물이 절연성이 우수한 SiO₂이므로 절연성능의 저하는 크게 일어나지 않는다.

제안 방법

3상 2회선을 기본으로 미관을 좋게 하기 위하여 팔각형을 기본으로 철탑 중심에서 각각 45°씩을 가지게 되도록 절연물을 배치하고 절연물 사이에 특별히 설계한 연결금구를 사용하여 연결하였다. 도체를 연결하는 현수클램프를 팔각형의 철탑에 바로 연결할 수가 없으므로 애자를 연결하는 연결금구의 끝에서 일정한길이의 취부 금구를 연결한 뒤 현수클램프를 연결하는 구조로하였다.
그리고 강도 보강을 위하여 가공지선 암으로부터 인장강도가우수한 폴리머 현수애자를 설치하여 하단의 포스트 애자 세트를잡아줄 수 있도록 설계 하였다.
도체를 연결하는 현수클램프를 팔각형의 철탑에 바로 연결할 수가 없으므로 애자를 연결하는 연결금구의 끝에서 일정한길이의 취부 금구를 연결한 뒤 현수클램프를 연결하는 구조로하였다.
철탑의 소형화를 이루기 위한절연암 철탑의 설계를 위하여 미국, 일본, 호주 등에서의 암절연물을 적용한 철탑의 사례를 조사하고 수평선간거리, 수직선간거리, offset 등을 계산하여 절연암 철탑을 설계하였다. 또한 좀더 컴팩트하고 독창적인 설계를 위해 팔각형 컴팩트 철탑 구성을 제안하여 설치하였다. 이러한 철탑의 소형 경량화는 송전선경과지 확보 난을 극복하고 송전 설비 개선이 가능한 친환경적인 송전설비 구축의 해결 방안이 될 것이다.
형상을 갖고 있다. 이에 암절연물 형상 설계를 달리하여 좀 더 컴팩트하고 독창적인 송전철탑이 되도록 설계하였다.
절연)에 의해 정해진다. 철탑의 소형화를 이루기 위한절연암 철탑의 설계를 위하여 미국, 일본, 호주 등에서의 암절연물을 적용한 철탑의 사례를 조사하고 수평선간거리, 수직선간거리, offset 등을 계산하여 절연암 철탑을 설계하였다. 또한 좀더 컴팩트하고 독창적인 설계를 위해 팔각형 컴팩트 철탑 구성을 제안하여 설치하였다.
또한 착빙설의탈락에 따른 전선 도약(sleet jump)시의 접촉사고를 방지하기 위하여 동일 수직선상 배치를 피하기 위한 offset도 설정하여야 한다. 현재 국내에서는 암 절연물을 적용한 경험이 전혀 없으므로 이러한 외국의 경험을 참고하여 그림 2와 같이 실증선로에 설치할암 절연물 및 철탑을 설계하였다.

대상 데이터

그러나 바람 ・sleet jump에 의한 전선의 수직방향의 움직임, 연결금구의 길이 등을 고려하여야 하므로 별도로 offset을 부여한다고 하여도 이 값을 그대로 적용할 수는 없는 것으로 보인다. 실제 한전에서의 적용 규격 및 전체의 설계를 고려하여 3, 200mm 를 적용하였다. 2회선 수직배열의 경우 상, 중, 하 각선 상호간의 수평거리를 offset이라 한다.

성능/효과

• 트래킹이 수반되어 열이 발생해도 실리콘 고무는 주 사슬이무기 결합이므로 내열성이 우수하여 유기계의 고무보다 열화가 적다.

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