케이블의 열화 원인과 진단법

 

케이블의 열화 원인과 진단법

 

1. 케이블의 열화원인

1) 전기적 원인

상시 운전 전압이나 과전압, 서지 전압 등에 의해서 부분단전, 전기Tree, 물Tree 등이 발생하여 케이블을 열화.

2) 열적 원인

이상온도 상승, 열신축(열싸이클) 등에 의해서 열적으로 변화되어 버리거나 기계적인 손상 및 변형을 일으켜서 장기적 요인과 복합작용으로 열화. 열에 의해서 재질자체가 화학적으로 변화.

3) 화학적 원인

각종 화학물질 등에 의해서 Cable의 절연외피를 부식시키거나 화학반응으로 변질, 화학물질이 절연층을 투과하여 도체에 닿으면 화학Tree를 일으켜서 케이블의 절연열화.
4) 기계적 원인

기계적 압력이나 인장, 충격 또는 외상에 의해서 케이블이 기계적으로 손상 변형되어 전기적 원인과의 복합작용으로 열화. 피복의 손상으로 침수되어 절연이 파괴

5) 생물적 원인

개미나 쥐, 벌레 등이 Cable의 외피나 절연 등을 갉아 먹는 원인으로 케이블이 손상

 

2. 케이블 열화에 대한 대책

1) 케이블 제작 시에 케이블 내에 기포, 불순물, 절연층의 비균질성이 없도록 하고 절연체와 도체 사이의 계면을 매끄럽게 한다.

2) 도체 사이에 콤파운드 충진 케이블에 물이 침입하지 못하도록 한다.

3) 케이블의 반도전 층을 균일하게 배치한다.

4) 유전율이 서로 다른 각각의 절연층을 균일하게 배치한다.

5) 첨가제를 혼입하여 전계의 집중을 방지

6) 케이블을 보관 또는 포설 시 단말처리 철저히

7) 케이블 포설 장소는 습기나 화학물질이 적은 곳을 택한다.

8) 케이블 포설 시 기계적 스타레스를 받지 않도록 주의한다.

9) 방풍케이블을 사용

 

3. 절연열화 진단법

1) 직류고압법

절연물에 직류전압을 인가하면 순시 충전전류, 흡수전류(분극에 의한 전류), 누설전류가 흐르는데 누설전류의 크기로 절연상태를 판정

2) tanδ 법

tanδ 값, tanδ -전압특성, tanδ -온도특성 등으로부터 절연물의흡습, 보이드(Void)등에 의한 절연열화 정도를 조사하는 시험

3) 부분방전 측정법

공극, 외상 등 결합부분에서 발생하는 부분방전의 크기와 빈도를 측정하는 방법.

작류전압에 의한 방법과 중심긱과 또는 저주파를 이용하는 방법

4) 절연저항법

1,000~2,000[V] 메거로 도체와 대지간의 절연저항을 측전하는 방법으로 2,000[MΩ] 이하 주의를 요한다.

5) 수Tree 활선 진단장치

고압 케이블 시스접지상에 흐르는 누설전류 직류성분을 검출하는 것

 

4. 자연열화에 의한 케이블의 절연파괴, 절연열화 여부를 정확히 판단함으로써 케이블 사고에 의한 정전시간 단축, 최근에는 활선상태에서 케이블의 절연열화를 진단하는 기술이 개발.