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Sub목차 : 1) 전력Cable열화진단기술 (1/5) (2/5) (3/5) (4/5) (5/5)
               2) Cable차폐단선감시  (1/3) (2/3)
(3/3)
               3) 고압 및 특고압 전력케이블의 절연진단 및 유지보수 관리방법 (전력기술인협회지)
                          2003년 11월호,    12월호,    2004년 1월호,    2월호,    3월호

                              CABLE 차폐단선의 감시   (3/3)

 

   3)차폐단선 발생이유


       앞에서는 차폐단선의 PROCESS에 설명하였고 여기서는 차폐단선 발생이유를  생각해
      보기로 한다.

                                          표2. 차폐단선 발생 이유

 차폐단선

기계적 단선

포설시 취급불량에 의한 뒤틀림 단선(cable중앙)

염(소금) sheath수축에 의한 인장절단(케이블 단말)

전기화학적 부식

직류부식
    차폐 동tape 밑에 있는 반도전층 성분인 카본과 동tape로부터 발생하는 국부전지의 내부전지가 내부순환전류에 의한 동테이블의 이온화에 의한 소모, 수분과 산소 공급이 필수이다.

교류부식
    차폐동tape에 유기하는 교류전압을 전원으로 하여 방식층 절연불량부에서 동테이프로부터 대지로 흐르는 교류전류에 의한 동테이블의 이온화 소모

 

     이들 중 기계적 단선에 의한 것은 數가 적지만, 아크 방전 위험성은 높다.  왜냐하면
     단선개소에 수분이 없고,단선개소가 고저항이고 연결되어 있는 float측의 충전전류가 흐를
     가능성이 적기 때문이다. 가장 많은 것은 직류부식일 것이다.
     어떤 이유로 수분이 케이블 내부로 침입시, 동 차폐 테이프는 그 하층에 카본을 가진
     반도전성층을 가지고 있으므로 동과 카본을 각각 대향적으로 하는 국부전지가 구성되고,
     또 동과 카본은 접촉하고 있으므로 내부전극 단락을 생기게 한 전지와 함께  전지액내에서
     순환전류를 발생하고 이때 동과 이온화하는 것으로 소모하여 간다.   그 속도를 결정하는
     것은 산소와 수분의 공급, 특히 산소 공급이 현상을 포화시키지 않고 반응을 계속시키는
     것에서 중요한 요소이다.
     본 현상은 단심케이블  뿐만 아니라 삼심 케이블에서도 발생한다. 직류부식보다 작지만
     역시 전기화학적 부식으로서 존재하는 것이 교류부식으로 주로  방식층이 외상등으로
     구멍이 뚫린 장소에서 동 테이프로 부터 대지로 교류전류가 흐르는 형태로 부식이 진행한다.
     본 현상은 교류전자유도 전압을 차폐동테이프에서 발생하고 있는 단심케이블에서 차폐
     접지단 보다 떨어진 개소에서 발생하기 쉽다.
 

      4)부식단선 개소의 양상


    직류부식의 특징은 나뭇잎이 썩은 것과 같은 형태로 볼 수 있는 동 테이프의 작은 먼지와
    다수의 구멍의 존재이다. 동테이프에 주름,결 등이 있으면 그것에 따라 발생하기 쉽다.
    수분 침입시 산소공급이  현상확대에 필요하기 때문에 직접 매설부보다도 공중 포설부,
    단말등에 많다.  즉  방식층의  구멍뚫린 부분이 직접 매설부에 있고, 그곳에서 수분이
    케이블내로 침입한다고 해도 구멍뚫린 부분에서는 부식하지 않고 그곳으로  부터 상당히
    떨어진 구멍 내에서 부식이 발생하든지 한다. 부식의 범위는 방식층 구멍뚤린 부분을
    중심으로 한 명확한 원형의 동 테이프 소실부를 가지므로 직류부식과의 판별이 용이하다.
 

4.차폐 단선 측정

       1)단선개소의 도통저항

     단선이 되었다고 해도 동 테이프 하층에는 반드시 반도전층이 존재하고 수분이 존재하므로
     양측 차폐간의 도통저항은 결코 무한대로 되지 않는다. 이것이 단선  즉,  아크 방전발생으로
     되지 않는 이유가 되지만 불안정한 저항이기때문에 float단측으로 부터의 충전전류 통과에
     수분하여 그 값이 변화, 수분이 건조등이 있어 매우 나쁜  케이스만 아크 방전 발생으로
     되는 것이다. 단선개소의 도통저항은 테스터 저항계로 측정하여 수KΩ∼수백KΩ범위인
     것이 많다.  건전한 동 테이프 저항은 수Ω∼수십Ω이므로 단선발생은 동 테이프 저항을
     측정하면  초기의 값과 비교해보면 발견할 수 있게 된다.즉, 포설 통전후의 초기치를 측정
     하고  그것을 기본으로 하여 비교해야 한다.

       2) 차폐단선 저항 측정방법

             정전상태에서 그림2와 같이 체크한다.

차폐단선측정방법그림


             아날로그 테스터로 저항측정 모드로 선택하여 T1 , T2 , T3 의 저항측정하면
            다음과 같이 된다.
                T1 : RA + RB  (ohm)
                T2 : RB + RC (ohm)
                T3 : RA + RC (ohM)                여기서  RA는 R상의 동TAPE저항치이고,
                     RB는 S상의 동TAPE저항치이고, RC는 T상의 동TAPE저항치가 된다.
              활선상태에서의 차폐단선 저항측정에 관해서는 별도의 기회를 갖고 기술해볼
             생각이다.

 

5. 차폐 단선후 케이블 절연파괴까지의 시간


     전술과 같이 단선발생은 파괴를 의미하는 것은 아니다. 방식층 절연불량 발생 케이블은
     전체 포설케이블의 약20% ∼30%라고 생각되지만, 단선발생은 그것의 10%정도의 확률을
     추정한다. 현재 사용하고 있고 전기파괴사고로 이르지 않는 차폐단선케이블이 가끔 발견
     되지만 그 발견확률은 2∼3%정도이다. 그리고 이와같은 케이블이 발견된다고 하는 것
     자체가 단선이 발생하여 파괴사고로 이르는 데에 년(年)oder의 여유가 있을 수 있다고 말할
     수 있지만  그렇다고 해서 모두 단선 케이블에 그것만큼의 여유가 있다고는 말할 수 없다.
    최악의 경우에는 1주 혹은 그것이하의 여유밖에 없을 지도 모른다. 그러나 완전단선 또는
     아크방전 발생의 이전단계에서 동테이프 저항치가  초기치로부터 단선치로 이르는 데는
     적어도 月oder정도의 여유가 있을 것이다.

                 
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