절연열화 현상

Pole-type 지중화 (地中化)

개폐기는 지상에 변압기는 주상설치, 고압은 지중으로 저압은 가공으로 배선하여 비용을 절감하고 고객수요에 따라 유연히 대처가능하며 보도 협소개소에 시공가능하나 저압선의 가공시공에 따른 도시경관 저해 및 변압기 점검시 고소작업차가 필요하다.

 

지중 공급지역 (地中供給地域)

지중전선로가 이미 시설되어 지중으로 공급되고 있는 지역을 말한다.

 

지중배전 공급예정 지역 (地中配電供給豫定地域)

공업단지, 주택단지 조성 및 신도시 개발 등의 지역에서 사업주체, 입주자, 지방자치단체 등이 지중배전선로를 시설 요청하거나 법령에 따라 지중으로 공급예정인 지역을 말한다.

 

가공선로 지중화 예정지역 (地中化豫定地域)

가공배전선로를 지중으로 변경하기 위하여 지중화 예정지역으로 선정․공고된 지역으로서, 향후 지중화를 대비하여 신증설 고객을 대상으로 지상기기 설치공간 확보 및 인입구조물 등을 미리 설치하도록 하여야 하는 지역을 말한다.

 

가공선로 지중화 확정지역 (地中化確定地域)

지중화 계획공사의 기본설계서가 작성되고, 지중화 예산을 확보하여 당해 년도부터 지중화사업을 시행하는 것으로 확정․공고된 지역 또는 이미 지중화사업을 시행해 나가고 있는 지역을 말한다.

 

블록 (Block /신규업무처리지침)

지중화 사업 시행범위를 정함에 있어서 도로(이면도로 포함)로 구분하여 획정된 구역을 말한다.

 

CNCV (Cross-linked polyethylene(XLPE)

insulated, Concentric Neutral Conductor and PVC sheathed power cable)

기존의 폴리에틸렌 절연체를 내열성, 내화학 약품성이 우수한 가교 폴리에틸렌 절연체로 전환하여 지중배전선로에 적용

 

CNCV-W(Cross-linked polyethylene(XLPE)

insulated, Concentric Neutral Conductor with water blocking tapes and

PVC sheathed power cable) 기존의 CNCV 케이블에 내외부 부풀음테이프를 적용하여 수밀성을 강화한

케이블

 

FR-CNCO-W (Flame Retardant type Cross-linked polyethylene(XLPE)

insulated, Concentric Neutral Conductor with water blocking tapes and halogen

free polyolefin sheathed power cable)

기존의 CNCV-W 케이블에 폴리올레핀 외피를 적용하여 난연성을 강화한 케이블로 전력구 등 화재에 취약한 곳에 적용

 

TR-CNCV-W

(water Tree Retardant type Cross-linked polyethylene(XLPE)

insulated, Concentric Neutral Conductor with water blocking tapes and

PVC sheathed power cable)

기존의 CNCV-W 케이블의 절연체를 트리억제형 가교폴리에틸렌 절연체로 전환하여 수트리 고장을 예방한 케이블

 

TR-CNCE-W(water Tree Retardant type Cross-linked polyethylene(XLPE)

insulated, Concentric Neutral Conductor with water blocking tapes and

Extruded-to-fill polyethylene jacketed power cable)

기존의 TR-CNCV-W 케이블 내부 반도전층에 Supersmooth 반도전 컴파운드를 사용하고 난연성 외피에 중성선을 삽입하여 수밀구조를 향상시킨 케이블

 

TR-CNCE-W/AL(water Tree Retardant type Cross-linked polyethylene

(XLPE) insulated, Concentric Neutral Conductor with water blocking

tapes and Extruded-to-fill polyethylene jacketed Aluminum power cable)

기존의 TR-CNCE-W 케이블과 특성은 동일하나 도체에 Al을 사용하여 경제성을 향상시킨 케이블

 

가교 폴리에틸렌 (cross link polyethylene : XLPE)

폴리에틸렌은 선상구고의 분자 구조를 갖고 있어 고주파 특성은 대단히 좋지만 열에 약하다는 결점 때문에 방사선 조사 등을 통해 특성의 개선을 도모하고자 여기에 화학 첨가물 (유기과산화물)을 넣거나 전자선을 사용해서 가교(cross linking) 반응을 일으켜 입체 망상구조로 개선한 것으로 내열성, 내화학 약품성이 우수한 을 화학 가교 폴리에틸렌 또는 가교 폴리에틸렌이라고 한다. 주로 고압전력용 케이블의 절연물로 널리 사용하고 있다.

 

내부 반도전층 (內部半導電層, Inner Semiconducting Layer)

전력 케이블의 전계 완화 및 도체와 절연체 간의 공극을 메워 틈에서의 부분 방전을 방지하고 전계 분포를 고르게 함으로써 절연체의 절연 내력을 높여주며, 도체와 절연체간의 직접접촉에 의한 열화반응을 억제할 목적으로 케이블의 도체와 절연체 사이에 반도전성 콤파운드를 동심원상으로 균일하게 압출하여 형성한 것을 말한다.

 

외부 반도전층 (外部半導電層, Outter Semiconducting Layer)

절연체 위에 절연체와 동시에 반도전성 콤파운드를 동심원상으로 균일하게 압출하여 형성한 것으로 22.9kV CNCV 케이블 등에 사용하는 외부 반도전층의 두께는 0.5mm정도이다. 폴리에틸렌계의 플라스틱 절연체와 카본블랙(Carbon Black)이라는 도전체를 혼합하여 만든 재료로 절연층과 중성선 사이의 전기력선 분포를 고르게 하여 준다. 케이블 접속공사를 할때는 반도전층에 솔벤트 세척포를 문질러 반도전체의 구성재료인 카본이 세척포에 묻어나와 도전 성분이 없어지게 되어 사고의 원인이 되므로 주의하여야 한다.

 

지중케이블 전기적 특성시험 (電氣的特 性試驗, Electrical Characteristic Test)

전력케이블의 수명을 결정하는 요소는 내전압특성으로 케이블에 인가되고 발생되는 전압에 대해 특성을 유지 할 수 있는가 하는 것이 케이블 사용여부를 판정하는 기본사항으로 케이블 손실 특성을 파악한다

 

케이블 도체 직류저항 측정 (導體直流抵抗 測定, DC Conductor Resistance Test)

상온에서 휘스톤 브리지 법 또는 이에 준하는 방법에 의하여 측정하고 ㎞당 20℃로 환산한 결과가 기준값 이하이어야 한다.

 

케이블 절연저항 측정 (絶緣抵抗測定, Insulation Resistance Measurement)

상온에서 각 도체와 차폐간에 100V이상의 직류전압을 가하고 1분간 충전 후의 절연저항을 직편법 또는 초절연계 등으로 측정한 후 ㎞당으로 환산한 결과가 기준값 이상이어야 한다.

 

케이블 정전용량 측정 (靜電容量測定, Electrostatic Capacity Measurement)

상온에서 각 도체와 차폐간의 정전용량을 1,000㎐ 교류 브리지법 또는 이에 준하는 방법에 의하여 측정한후 ㎞당으로 환산한 결과가 기준값 이하여야 한다.

 

케이블 교류내전압 측정 (交流耐電壓測定, AC Withstanding Voltage Measurement)

케이블 출하 전 제조 공정 중 발생한 절연체의 결함 유무를 확인하는 시험으로 52kV/5분에서 절연파괴가 없어야 한다.

 

케이블 유전정접(tanδ)측정 (誘電正接測定, Dielectric Loss Tangent Measurement)

케이블의 절연체에 직류전압을 인가하면 충전 흡수전류만 흐르나, 교류전압을 인가하면 케이블의 절연체 내 에너지 손실이 발생하여 절연체에는 충전전류(IC)와 손실전류(IR)의 합산전류가 흐르며, 이때의 손실각을 δ로 할 때 tanδ를 dielectric loss로 정의하여 이를 측정한다. ※ tanδ는 케이블의 손실정도 판정과 케이블의 절연 열화정도를 판정함.

 

케이블 부분방전 측정 (部分放電測定, Partial Discharge Measurement)

케이블 완성품을 시험하여 절연체 제조 후 7일 이상 경과 후 측정하고 도체와 차폐간에 교류 전압을 52㎸까지 서서히 전압 상승시킨 후 1분간 유지하며 측정하며 측정값이 5pC 이하여야 한다.

※ 시험용 케이블의 단말부에서 코로나가 발생하지 않도록 충분한 처리 필요

 

케이블 인정시험 (認定試驗, Certificate Test)

초기개발 또는 자재의 성능에 영향을 줄 수 있는 설계나 재료의 변경시 시행하며 인정시험에 대한 판정은 당사 또는 국제시험기관 인정기구협의회의 상호인정 협정에 서명한 인정기구로부터 인정받은 공인시험기관의 시험성적서에 의한다. 규격에 적합하게 생산되는지를 확인하기 위해 주기적으로 시행하는 것은 주기인정시험이라 한다.

 

케이블 검수시험 (檢收試驗, Inspectable Test)

인정시험에 합격한 자재에 한하여 자재납품시 시행하며 장기과통전시험 및 가속수트리시험은 최근 5년 이내의 시험성적서에 의한다.

 

케이블 참고시험 (參考試驗, Reference Test)

자재의 성능에 대한 기술자료를 확보하기 위한 시험으로 인정시험과 동시 시행을 원칙으로 하며, 시험결과는 합격, 불합격에 영향을 미치지 않는다.

 

케이블 성능확인시험 (性能確認試驗, Performance Verification Test)

당사에 납품중인 자재의 성능확인을 위해 당사에서 납품대기 또는 납품된 자재에서 임의 발췌하여 시행하는 시험이다.

 

절연열화 현상 (絶緣劣化, Insulation Aging)

절연체의 수명이란 열화(AGING)에 의하여 결정된다. 케이블의 열화요소로는 내부요소와 외부요소로 나눌 수 있는데 내부요소로는 케이블의 제조조건, 절연분자구조, 반도전층의 형태, 습기층, 압출방법, 잔여부산물, 반도전층 및 절연체의 불순물,사용온도 및 주기, 산화도와 부분 방전등이 있고 외부요소로는 절연체의 외상 접속불량, 기계적응력, 수분의 침투, 외부의 열방산 등으로 구분된다. XLPE케이블에 있어서 열적(熱的) 열화는 내부온도의 상승에 따라서 절연체 내부 유전체 손실의 증가나 기계적 특성의 변화에 따라 발생되는 탄

소결합(carbon-chain) 산화로부터 발생되며 열화에 따라 발생되는 현상은 다음과 같다.

1)유전체 손실(tan δ)이 증가하고 물리화학적인 파괴가 일어난다.

2)절연체와 도체 및 절연체와 시스간의 분리가 일어난다.

3)부분 전하의 이동현상이 나타난다.

따라서 케이블의 열화현상은 거의 단독요인으로는 발생하지 않고 대부분이 상호 여러 가지 요인이 복합적으로 겹쳐서 발생한다고 설명할 수 있다.

 

트래킹(Tracking) 열화

절연물 표면에 전계가 존재할 때 연면 방향으로 탄화도 전로가 형성되는 현상이며 , 절연물 연면 방향의 절연 성능에 나쁜 영향을 준다.

도전전류의 Joule 열에 의하여 표면의 수분이 증발하면 도전로가 끊어지면서 미소 불꽃 방전이 발생되어 탄화생성물이 형성되고 연속 반복적인 방전에 의하여 절연체 표면이 침식되면서 결국에는 절연파괴로 이어진다.

 

수 트리 (Water Tree)

물과 전계가 공존하는 조건하에서 전극의 돌기나 상처 및 절연체 내부의 이물질 또는 보이드(void) 등에서 미소한 침식현상을 수반하는 열화형태를 말한다. 벤티드형과 보우타이형이 있다.

 

벤티드 수 트리 (Vented Water Tree)

절연체의 경계면(접촉면)에서 발생하여 절연체 중심부로 성장하는 트리를 지칭하며 1년에10~1,000㎛정도 느리게 성장하기 때문에 수 년이 지나야 절연체의 바깥부분에 도달할 수 있는데 일반적으 로 보우타이 트리와 비교하여 초기 성장은 느리지만 대부분의 경우 더 큰

크기로 성장하는 특징이 있다.