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전력케이블진단

XLPE 케이블의 열화 진단법사용중인 XLPE 케이블의 절연열화 상태를 진단 또는 잔여수명을 판정하기 위한 연구는 지난 수십 년간 진행되어 온 결과, 최근에는 활선(liv e- line) 진단기술이 개발되고 있는 상태에 있다. 이러한 노력에도 불구하고 현재에도 정확한 열화 판정기준을 지니고 실 선로에 적용이 가능한 진단기술은 개발되지 못한 실정에 있어, 세계적으로 전력회사 별로 각각의 진단방법 및 판정기준을 사용하고 있다. 지금까지 개발된 주요 진단시험법은 전기적 시험법과 비전기적 시험법(X선 시험법, AE 시험법 등)으로 대별된다. 그 중 전기적 시험법은 다음 그림 1와 같이 분류되어진다. 전기적 시험법은 파괴시험법과 비파괴시험법으로 구분되며, 파괴시험법은 비록 케이블이 파괴되지 못하더라도 심각한 특성손실을 발생시키기 때문에 현장에서 계속 사용될 선로에 적용할 수 없으므로 주로 생산제품의 특성확인을 위한 개발시험 및 비교 특성시험용으로 적용된다. 일반적으로 교류시험법인 유전정접 시험법과 부분방전 시험법은 전력케이블이 정상적인 운용상태에서 나타나는 손실 및 열화현상을 효과적으로 대표한다고 평가되고 있으나, 대용량의 상용주파 시험전원을 사용해야 하므로 시험전원 설비 크기 문제로 현실적인 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 0.1㎐의 초저주파 교류전원을 사용하는 방법 및 충격전압에 의해 선로에서 발생하는 진동파 교류전압을 사용하는 방법 등에 관한여러 가지 연구가 진행되고 있는 실정이다.지중선로는 일반적으로 인구밀집 도심지 또는 산업체의 에너지 공급원으로서 사용되므로 정전작업이 곤란하다. 그러므로 지중선로가 운전되는 상태에서 XLPE 케이블의 상태를 진단하는 방법을 적용해야하나 국내의 선로조건에 적합한 시험법이 아직 개발되어 있지 않고 있다. 현재 외국에서개발된 활선 진단설비의 경우도 판정기준의 신뢰성이 높지 않다는 문제점이 있어 현장적용 연구가 진행중이다.1.절연저항 시험 (Me g g e r 시험)절연체에 직류전압을 인가하였을 때 전류가 전혀 흐르지 연체는 존재하지 않고 내부 또는 표면을 따라 어느 정도의 전류가 흐르게 되므로, 이 인가전압에 대한 전류의 비를 ㏁단위로 표시하여 절연체가 갖는절연저항이라 한다. 절연저항측정시험은 운전 개시전이나 운전 중에 필요한 절연저항치 유무의 판별, 운전 시간에 따른 절연저항 감소정도의 점검 및 절연열화 진단시험에 사용되는 고전압 인가여부를 점검하기 위하여 일반적으로 실시하며, 측정하기 위하여 절연저항계(Megger )를 사용한다. 케이블에 직류전압이 인가되면 절연체의 직류 유전특성 때문에 절연체에 흐르는 직류전류는 그림2 의 전전류와 같은 시간적으로 감소하는 특성이 측정된다.측정된 전전류치 I ( t) 는 그림 2 에서와 같이 순시충전전류 I d ( t) ·흡수전류 I a ( t) ·누설전류 I r 의 3개 성분으로 합으로 이루어지므로, 다음 식으로 표시할 수 있다.I ( t) = I d ( t) + I a ( t) + I r (1)충전전류 I d ( t) 는 매우 빠른 속도로 감쇄되는 전류성분으로 진공중의 변위전류, 유전체의 전자분극 또는 이온분극에 의해 생성되는 전류등이 포함되어 있다. 이 충전전류의 응답시간은 적외선 진동주기보다도 짧기 때문에 실제로 흐르는 전류는 인가전압 상승시간 내에 감쇄된다. 흡수전류 I a ( t) 는 쌍극자분극과 공간전하분극 때문에 발생하는 전류성분으로서 순시충전전류보다 천천히 감쇠하며 긴 것은 수분동안 감쇄하는 것도 있다. 이 흡수전류는 영구쌍극자 배열의 시간지연과정 및 캐리어의 이동이 공간전하를 형성하는 과정에서 나타나는 현상이다. 이 전류는 전압을 제거하였을 때 충전시와 반대 극성의 전류로서 나타난다. 누설전류 I r 은 절연물의 내부 혹은 표면을 전하가 이동하여 생기는 전도전류로서 시간에 대하여 거의 일정하게 나타난다. 누설전류는 이온 및 전자이동에 의해 발생하지만 실제 절연체에서는 이온전류인 경우가 많다.이상과 같은 성분 전류의 특징 때문에 전전류 I ( t) 는 그림 2 에서와 같이 일정 시간이 경과되면 누설전류 I r 로 수렴. 그러므로 절연저항 측정방법은 일정전압(주로 DC 수천 V 정도)인가 후 일정한 시간(통상 1분)이 경과하는 순간의 값을 계측한다. 절연체에 외부로부터 이물질의 부착, 흡습, 오손 및 절연체에 도전성 경로가 형성되면 절연저항이 낮아지므로, Megger 시험으로 절연체의 흡습 또는 오손 상태를 어느정도는 알 수 있으나 절연상태를 평가하기는 곤란한 것으로 나타나있다.2 직류누설전류 시험직류누설전류 시험은 절연저항 시험전압보다 높은 직류고전압을 절연체에 인가했을 때 나타나는 그림 2 과 같은 전류- 시간특성으로부터 절연물의 흡습·도전성 불순물의 흡입 혹은 생성·오손·절연물의 결함 등 절연체의 상태를 판정하는 시험으로, 시간적 변화에 따른 누설전류의 변화량을 측정하여 정보를 얻는 방법이다.직류누설전류 측정회로는 일반적으로 그림 3 과 같이 직류전압 발생회로에 누설전류측정이 가능한 미소전류계를 부착하면 된다. 누설전류를 측정하기 위하여 종단접속부에 직류고전압을 인가하면 종단접속부의 내·외측 표면을 따라 흐르는 누설전류, 공기중의 기중 방전전류, 고압인가선의 표면 누설전류도 동시에 측정되어진다. 이러한 누설전류는 습도변화에 따라 큰 변동폭을 가지며 측정결과에 불필요한 영향을 주게되므로, 접지부 상단에 분리된 가드전극을 설치하고 접속부의 표면을 깨끗이 하여야 한다. 직류누설전류 측정결과는 표 1 과 같은 항목 및 측정시 나타나는 kick 현상을 종합하여 케이블의 열화상태를 판정한다. 또한, 직류누설전류와 상용주파교류파괴전압의 상관관계 모의 실험에서 누설전류가 0.1 ㎂이상 증가하면 절연파괴전압이 떨어지는 결과를 보였다. 수트리 열화 모델시료에 있어서 누설전류 관계를 측정한 실험에서, 미교락 수트리의 누설전류는 1 ㎁미만으로 현장측정이 어려우나, 교락 수트리는 누설전류가 0.1㎂이상으로 현장 측정이 가능한 것으로 나타난 연구결과도있다(1) 누설전류(㎂)=인가시간중 최종(10분치)누설전류치(2) 절연저항(㏁)=인가전압(V)/ 누설전류(㎂)(1분치)(3) 절연저항(㏁·㎞)=(류)(4) 성극지수=1분 누설전류/ 최종 누설전류(10분치) 1(5) 약점비=제 1 ST EP 전압의 절연저항(6㎸)/ 제 2 ST EP 전압의 절연저항(10㎸)(6) 불평형율={(최대- 최소)전류/ 3상 평균치 전}×100(%)표 1 직류누설전류 시험 판정방법3 유전정접 시험XLPE 절연체에 교류전압이 인가되면, 인가전압에 약 90앞선 충전전류가 흐르게 되며 에너지 손실이 발생된다. 이 손실을 유전손(dielectric loss )이라 한다. 이러한 케이블 절연체에 전압이 인가되는 형태를 간단한 전극구조로 나타내면 그림 4 (a ) 와 같고, 이를 병렬등가회로로 나타낸 것이 그림 4 (b ) 이다. 인가전압 V에 대하여 흐르는 전체 충전전류 I는 콘덴서 성분 Cp에 흐르는 전류 Ic와 저항성분 Rp에 흐르는 전류 Ir의 벡터 합으로 나타내어지므로 그림 4 (c) 와 같이 표현된다.이때 절연체에 흐르는 유전손 성분비는 다음 식으로 나타내어진다.따라서 tanδ는 유전손을 나타내는 척도가 되므로, 이것을 유전정접 (dielectric loss tangent ) 또는 유전체 역율이라 부른다. 또한 유전체에서는 일반적으로 tanδ≪ 1 이며, 건전한 XLPE의 유전손은 현재 이용중인 케이블 절연체 중 제일 적은 값을 지닌다. 이러한 XLPE가 수트리 등으로 열화가 진행되면 절연저항 성분 Rp가 감소하게 되므로 tanδ는 증가된다. 그러므로 유전정접 시험을 통하여 케이블 절연상태를 평가할 수 있다. 유전정접은 케이블의 평균적인 열화를 측정하는 시험법으로서, 측정방법은 일반적으로 그림 5 에 나타낸 schering bridge 회로를 이용한다. 케이블을 분할하여 측정한 유전정접 값과 전체를 측정한 값이 거의 일치하므로 케이블의 길이에 대한 유전정접의 환산은 필요 없으나, 절연파괴는 열화가 최고로 진행된 부분에서 발생하므로 유전정접 측정치로서 국부적인 열화를 측정하기에는 어려움이 따른다. 그림 6 에 나타난 유전정접과 교류파괴전압과의 관계는 상당한 선형상관성을 보여주고 있블에 있어서 수트리와 관련된 전기적 특성으로, 절연체 내부에 존재하는 수트리의 최대 크기 및 발생개수가 증가함에 따라 유전손실 값이 증가하여 케이블의 절연성능이 떨어지는 연구결과가 나타나 있다.4 부분방전 시험부분방전(Partial Discharge)은 전극과 전극 사이를 교락하지 않는 부분적인 방전을 말하는 것으로, 고체 유전체 공동에서 일어나는 내부방전, 유전체의 표면에서 일어나는 표면방전 및 고압측의 날카로운 부분에서 코로나방전으로 방전의 형태를 구분한다. 이 부분방전은 전극간을 연결한 회로에서 발생하는 펄스전압 또는 펄스전류로 나타나므로 부분방전 펄스라고말한다. 1932년 Germant와 Von Philippoff는 펄스형 방전을 오실로스코프를 사용하여 처음으로 측정하였다. 그 후 T ykociner 등에 의해서 개발된 RLC형 코로나 검출기술은 더 높은 감도의 펄스측정을 가능하게 하였으며, RLC 공진형 검출회로를 이용한 측정법은 빠른 속도로 발전되어 현재 IEC 60270에서 부분방전측정기술로 규정하고 있다. 이러한 부분방전 현상을 전기적인 방법으로 검출하기 위한 부분방전 측정회로는 기본적으로 측정 케이블(공시물), 검출 임피던스(impedence), 결합 콘덴서(conden ser ) 및 부분방전 측정기로 구성되어 진다. 이에 부가하여 측정 케이블에 전압을 인가하는 고전압 전원 및 전원으로부터의 잡음을 제거하고 또한 케이블에서 발생된 부분방전 펄스를 전원측으로 유입하는 것을 방지하는 임피던스 또는 필터를 통상 설치한다. 고전압 전원으로 일반적으로 상용주파인 50 또는 60[Hz]의 교류전압원 설비를 사용하여 왔으나, 지중선로 현장에서의 준공시험 또는 주기적 진단 시험 시에는 상용주파 전원설비가 크기 및 무게에 있어서 대용량이므로 이동에 어려움이 있다. 그러므로, 이를 해결하는 방법으로 제안되어 사용중인 방법으로 0.1[Hz]의 초저주파 전원을 인가하여 이용하는 VLF (very low frequency ) 시험방법, 공진형 전원설비를 이용한 교류전

공학/기술| 2003.06.09| 4페이지| 1,000원| 조회(1,751)

전력, 케이블, 진단

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정주용창업론

정주용 창업론정주영 회장은 다만 돈을 벌기 위해서 일한 것이 아니라고 생각된다. 범인이 생각하는 돈은 벌고 나서 쓰는데 관점을 두는데 정주영 회장은 일하는 자체에서 즐거움을 느끼고 즐거움 속에서 나름대로의 생존의 의미를 찾고자 했는지도 모르겠다. 우리가 정주영회장의 현대중공업과 현대 자동차 그리고 현대호텔에서 보아 왔듯이 그가 해놓은 것은 어마어마한 것이다. 물론 그것을 해내기 위해서 많은 사람들과 같이 고생했고 그를 뒷받침 해주었기에 가능했으리라 판단된다. 정주영 회장은 시대를 앞서 가는 사람으로 뽑히고 있다. 이것이 말해 주듯히 그의 판단은 시대를 내다볼수 아는 그의 혜안에 많은 사람은 그로 인해 생활력을 가지게 된것이다. 우리는 정주영 회장을 바라보면서 그의 앞선 사고방식에 아낌없는 찬사를 보낸다. 현대의 대북관계에서 봐라 볼때 이것은 시대적으로 앞선 사고라 할 수 있다. 우리나라의 현실이 아니 북한의 현실이 통일로 갈 수밖에 없음을 알고 있으며 이를 기업의 관점에서 앞선 투자라 할 수 있다. 물론 오랜 기간동안 투자해야 할지는 모르겠지만 양후 30년안에 통일이 된다면 현대는 또 다른 시장을 안고 성장 할 수 있는 계기가 될것이다. 이뿐이겠는가 아무것도 없는 땅에 배를 지으면서 조선소를 세울 생각을 누가 했겠는가? 많은 사람들은 어렵다라고 무모하다고 말하던 것을 정주영회장은 해냈던 것이다. 현대 자동차에서도 이런 모습은 보여진다. 자동차 정비소를 자동차 정비소를 운영 하였다고 해서 그가 자동차 산업에 뛰어 든 것은 아니다. 성장해가는 시대를 보고 건설에서 자동차까지 하게 된것이다. 그는 현재도 중요시 여기는 사람이었다. 사장이라고 회장이라고 가만히만 앉아서 거드름만 피는 사람이 아니었고 직접 발로 뛰면서 문제를 해결하였으며 돌아가실 때 까지 언제나 젊은 청년이었다. 시대에 안주 하지 않았으며 앞을 바라보고 스스로 해야 할일을 찾아 했듯이 언재나 배우는 것을 즐겼으며 자기가 생각하는 것을 밀어 붙이는 강함이있었고 해야 할일이 있다면 형제가 반대한다면 형제라도 용서하지 않을 강함마져도 그의 매력이었다.

경영/경제| 2003.06.09| 1페이지| 1,000원| 조회(317)

경영, 정주영, 가치관, 창업론

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