지중배전용 전력케이블 고장유형 및 점검방법

소개글

지중배전용 전력케이블 고장유형 및 점검방법에 대한 간단한 소개

목차

1. 지중케이블의 구조

2. 지중케이블의 고장 유형
1) 제조결함
2) 외상고장
3) 수트리 열화 고장

3. 제조결함 고장사례 및 진단 방법

4. 외상 고장사례 및 예방방법

5. 열화 고장사례 및 진단방법

6.결론

본문내용

지중케이블은 땅속에 매설되어 있기 때문에 일부 가공으로 노출된 입상
전주와 맨홀내 접속개소를 제외하고는 점검할 수가 없어 열화정도를 파악할
수가 없다. 지중케이블의 고장유형은 주로 제조결함, 외상 및 열화에 의한
고장 등 다양한 반면에 케이블 자재비와 시공비용은 통상 가공설비 투자비
의 10배에 이르기 때문에 열화측정을 통하여 잔존수명을 예측하고 적기에
교체하는 기술이 중요하다.

1. 지중케이블의 구조

국내에서 사용되고 있는 22.9kV급 지중배전용 전력케이블의 대표 규격은
CNCV 케이블로 도체(Conductor), 도체차폐층(Conductor Shield: 내부반도
전층), 절연체(Insulator: XLPE), 절연차폐층(Insulation Shield: 외부반도전
층), 중성선(Neutral Wire), 외피(Jacket) 등으로 구성되어 있다.
그 구성과 역할은 다음과 같다.
전류가 흐르는 도체는 연동선이 소선으로 구성되어 있는 원형 압축연선을
사용하며, 도체와 절연체 사이의 급격한 전계를 완화시켜 주기 위해 절연체
의 내부와 외부에 표면이 평활하고 절연층과 완전 밀착되는 압출 반도전층
으로 구성함으로써 도체와 절연층이 직접 접촉에 의해 발생할 수 있는 부분
방전이나 산화반응 열화를 방지하는 역할을 한다.
중성선은 불평형 전류와 고장전류가 흐르는 통로 역할을 한다.
그리고 외피의 재료로는 작업성과 난연성이 좋은 PVC를 사용하고 있다.
그러나 최근에는 도체 내부로 물이 들어가지 않도록 수밀성을 강화하고
수트리에 의한 고장을 줄이기 위해 절연체를 트리 억제형(Tree Retardant)
으로 보강하고, 수밀특성이 뛰어난 난연성 PE를 외피로 사용한 구조의
TR-CNCE-W 케이블을 주로 사용하고 있는 추세이다.

2. 지중케이블의 고장유형

지난 수년간 케이블 고장원인 분석을 수행한 결과 고장유형을 크게 제조
결함, 외상(外傷)고장, 열화고장으로 나눌 수 있다. 열화고장의 대부분은 수
트리에 의해 발생한다.

1) 제조결함
① 절연체내 보이드(Void) 및 돌기(Protrution)발생
② 절연층내 이물질(탄화물, PVC 등) 유입
③ 가교도 저하

2) 외상고장
① 운반 중 외상(지게차 운반 및 적재과정)
② 시공 중 외상(시공불량)
- 맨홀, 관로내 날카로운 형태의 외물에 의한 손상
- 케이블 플링(Pulling)방향 착오에 의한 중성선 꺽임 및 절연체 손상
③ 운전 중 외상(굴삭, 굴착)
④ 기타 화재에 의한 소손

3) 수트리 열화(Ageing) 고장
사용기간에 따른 고장원인을 분석하면 주로 5년 이내의 초기고장은 케이
블 제조결함과 시공불량에 의해 발생하는 고장이 대부분을 차지하며, 우발
고장은 공사현장에서 포크레인 등으로 굴삭작업 또는 굴착작업 중 부주의
로 케이블에 물리적인 손상을 일으켜 발생하는 고장이다.
케이블의 설계수명은 약 40년에 달하지만 열화고장은 케이블의 운전상태
및 포설된 환경에 따라 열(Heat), 물리적인 힘, 전계와 물의 분극에 의한
스트레스 등의 영향에 의해서 절연체의 성질이 물리적, 화학적으로 나빠져서
수명이 단축되는 것을 말한다.
열화고장의 대부분은 수트리 열화고장이며 주로 15년 이상 경과한 케이블
에서 발생한다. 수트리 열화는 전계와 수분에 의해서 절연체 내에 미세한 공
극이 형성되는 것을 말하며 전기트리로 진행되어 절연파괴에 이르게 된다.

참고 자료

없음