고압 및 특고압 전력케이블의 절연진단 및 유지보수 관리방법 (4/5)

e-mail

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

          고압 및 특고압 전력케이블의 절연진단 및 유지보수 관리방법(4)
                                                                               전력기술인 2004년 2월호 기고내용
                                                         김 보경 / 메가파워테크 대표
                                                         목 영수 / 한국전력공사 중부지점 지중배전부 과장
                                                         박 대희 / 원광대학교 교수
                                                         이 관우 / 호원대학교 교수

                    목 차
                 1. 서론
                 2. 전력케이블의 사고분석,열화원인 및 절연진단 현상
                      2.1. 지중전력케이블의 사고현황 및 실태
                      2.2. 전력케이블의 절연열화요인 및 열화PROCESS
                      2.3. 전력케이블의 절연진단 현상,문제점 및 대책
                 3. 정전상태에서의 전력케이블 절연진단법 상세
                      3.1 절연저항측정법
                      3.2. 직류누설전류법
                      3.3. 직류내전압시험
                      3.4. 유전정접법(Tanδ측정)
                      3.5. 전위감쇄법(직류전압감쇄법)
                      3.6. 등온완화전류법
                      3.7. 기타 진단법
                 4. 활선상태에서의 전력케이블 절연진단법 상세
                  4-1. 직류성분법
                     4-2. 직류전압중첩법
                     4-3. 활선Tanδ법
                     4-4. 저주파중첩법
                     4-5. 교류중첩법
                     4-6. 직류BIAS법
                     4-7. 맥동검출법
                 5. 국내에서의 활선절연진단법 동향 및 적용사례
                 6. 전력케이블 유지보수방법
                 7. 맺은 말

4. 활선상태에서의 전력케이블 절연진단법 상세
     활선상태에서 전력케이블의 절연상태를 진단하는 방법은 여러 가지가 개발되어있고,
     현재도 계속 연구중인 방법들이 있다. 이것을 정리하면 표26와 같다.

                    표26. 활선열화진단법의 사용상황

진단법의 종류

열화형태. 이상현상

수트리

전기트리

부분방전

발열현상

직류전압중첩법

A

A

B

직류성분법

A

A

활선Tanδ법

A

저주파중첩법

A

A

교류중첩법

A

A

직류BIAS법

A

A

맥동검출법

A

B

접지선전류법

A

A

손실전류고조파법

A

A

온도측정법

A

부분방전전하법

B

B

B

초음파(AE)법

B

C

B

           A: 실적, 현장측정자료 있음, B: 연구중, 시작품과 측정자료 있음, C: 연구검토단계

     여기서는 제품이 개발되어 사용중이거나, 현장시험중인 방법중에서 직류성분법,
     직류전압중첩법,활선Tanδ법, 저주파중첩법,교류중첩법,직류BIAS법,맥동검출법에
     대해 그원리와 특징을 설명하고자 한다.

  4-1. 직류성분법
    1) 측정원리
      교류전압이 인가된 수트리열화CV케이블의 접지선에 흐르는 충전전류(교류전류)에는
      nA∼uA정도의 미소직류성분이 포함되어 있다. 이러한 직류성분의 발생 상황설명을
      그림19을 통해 설명되고 있다. 그림19은 내도수트리를 Model화한 것으로,
      도체측이 -극성으로 되면 수트리의 선단으로부터 전하가 공급되어, 차폐동Tape로
      이동한다. 도체측이 +로 되면 차폐동Tape으로부터 공급은 조금밖에 안된다.
      즉 전원전압의 + -극성의 사이클에서 전하의 거동이 달라 그림20와 같이 전원전압의
      피크치 부근의 전류파형이 왜곡되어 비대칭으로 된다.
      이 비대칭성분은 직류와 많은 교류성분으로 구성되어있다고 보고되고 있다.

                                 그림19. 수트리의 정류작용Model

                             그림20. 수트리 발생케이블의 충전전류파형

   2) 측정회로 및 측정결과
      그림21는 직류성분법의 측정회로도이고, 측정시에는 접지용변압기(GPT), 고압배전선,
      피측정CABLE,진단장치로 및 대지로 폐회로가 구성된다.

                                             그림21. 직류성분 측정회로도

      진단장치에서 측정되는 직류성분은 매우 미소한 값이지만 이 직류성분이 CV케이블의
      열화신호이기 때문에 그림21과 같은 측정회로를 사용하여 직류성분만 검출한다.
      이러한 직류성분을 교류성분과 분리하여 검출하기 위해서는 직류성분 검출감도가
       0.1nA정도가 필요하며, Low-Pass Filter사용하여 직류성분만 검출하고 있다.

    3) 판정기준
      표27에 직류성분의 판정기준예를 나타냈다.
                                       표27. 직류성분법의 판정기준 예

판정

Printer표시

직류성분(nA)

재측정주기

불량

A

100이상

조기 교체필요

중주의

B1

10이상∼100미만

1년이내

경주의

B2

1이상∼10미만

3년이내

양호

C

1미만

5∼7년주기

판정유보

*

쉬스절연저항이 1Mohm이하

     4) 특징 및 측정시의 유의점
        직류성분법의 특징과 측정시의 유의점은 다음과 같다.
         (1) 특징
             ①. 별도의 과전용 전원장치가 불필요하다.
             ②. 접지선을 이용하여, 충전부에 접촉하지 않고 측정할 수 있으므로,
                  안전 및 간편하다.
         (2) 유의점
             ① 직류성분전류는 미약하기 때문에 쉬스 절연저항값이 작으면 미주전류의
                영향을 받기 쉽다. 따라서 미주전류와 직류성분전류의 판별이 필요하여,
                몇가지의 미주전류 제거법이 개발되어 있다.
             ② 케이블 단말부의 표면누설저항이 낮으면 쉬스절연저항 값이 낮아지는
                것 같은 현상이 발생하여 측정오차의 원인으로 되기 때문에 단말부 청소와
                우천시에 측정은 피하는 것이 좋다.
             ③별도의 전원을 교류에 중첩하지 않는 직류성분법에서는 특고압CV케이블
                에서의 열화진단은 불가능하다.

  4-2 직류전압중첩법
     (1) 측정원리
        GPT(또는 접지변압기)의 1차 중성점을 통하여 고압모선에 직류50V를 교류전압에
        중첩시키고,활선상태에서 전력케이블 도체와 차폐동Tape간에 흐르는 직류누설
        전류를 측정하여 절연저항을 산출하는 것이다.
     (2) 측정회로 및 측정결과
        그림22은 직류전압중첩법의 측정회로도이고, 측정시에는 접지용변압기(GPT),
        고압배전선,피측정 CABLE,측정기,대지 및 직류전원으로 폐회로가 구성된다.
        그림23은 종래의 정전진단법으로 측정한 절연저항치와 직류전압중첩법으로
        측정한 절연저항치와 관계를 나타낸 것으로, 종래의 정전진단법인 고압직류누설
        전류법의 DATA와 많은 상관관계를 갖고 있다는 것을 알 수 있다.

중략

이하 부분은 하단의 pdf 파일 참조

PDF file Down Load 전력기술인협회지 2004년 2월호

Korean

English

Japanese