지중선로 케이블 설계
1. 일반사항
이 기준은 66㎸ 이상 지중수전선로의 설계 및 시설에 대하여 적용하며, 가공수전선로 대비 건설공사의 기간과 그 공사비가 많이 소요되므로 아래의 사항외 관계법규와 규정 준수는 물론 장기계획 등을 고려 신뢰성 있고 경제적인 설계가 되도록 한다.
1) 설계시 유의사항
지중송전선로는 건설공사 기간이 장시간 소요되고 그 공사비가 많이 소요되므로 설계시 관계법규 및 규정을 준수하고 장기계획 등을 고려하여 신뢰성이 있고 경제적인 설계가 되도록 하여야 한다.
2) 경과지 선정
지중 송전선로 경과지는 다음 사항을 충분히 고려하여 선정하여야 한다.
(1) 장래의 송전계통 구성과 수요분포의 동향
(2) 공공용지의 효율적 이용
(3) 선로건설 및 운영의 경제성, 시공성, 안전성
(4) 도시계획, 도로의 개설 및 확장계획
(5) 타 시설물과의 현황 및 건설계획
(6) 도로의 굴곡 및 고저차
(7) 화학적 영향이나 열을 받을 우려가 있는 지 여부
(8) 각종 재해(수해, 염진해, 화재, 산사태, 지반조건, 진동 등)의 영향
(9) 기설 관로, 전력구, 케이블 등과의 연결 및 효율적 이용
(10) 지역환경과의 조화
(11) 법적 제한
(12) 케이블 다회선 포설에 의한 송전용량 및 유도장애의 영향
(13) 교통상황
3) 지중수전선로의 적용개소
(1) 가공선의 건설이 다음과 같이 불가능하거나 곤란한 경우
(2) 법규상의 제한
(3) 용지상의 제한
(4) 협정상의 제약
(5) 안전, 지역환경과의 조화, 경제성 등의 면에서 종합적으로 유리한 경우
(6) 기술적 및 설비 보안상 지중선이 타당하다고 인정되는 경우에 건설한다.
2. 전력 케이블(Cable)의 일반적 개요
1) 케이블 호칭 및 약호
케이블의 호칭은 일반적으로 공칭전압, 절연체 재질, 금속차폐 종류, 방식층의 종류, 공칭 단면적 순으로 하며 약호는 다음과 같이 표시한다.
(1) 공칭전압 : 154㎸, 66㎸
(2) 절연체 재질 : 가교폴리에틸렌(XLPE : Cross-Linked Polyethylene) 약호 : C 또는 X(동일한 표기임)
(3) 금속차폐층 종류 : 동(Cu) 또는 알루미늄(Al) 약호 : C(Cu) 또는 A(알루미늄)
(4) 방식층 종류 : 비닐(PVC) 또는 폴리에틸렌(PE) 약호 : ZV(비닐) 또는 ZE(폴리에틸렌)
(Z는 알파벳 끝의 기호로 케이블에서는 방식층을 뜻함)
케이블의 호칭 및 약호의 예
호칭 | 약 호 | |
알루미늄 차폐 | 동 차폐 | |
154㎸ 가교폴리에틸렌 절연알루미늄차폐 또는 동차폐비닐방식층 단심 400㎟ | 154㎸ CAZV 1C × 400㎟ | 154㎸ XCZV 1C × 400㎟ |
154㎸ 가교폴리에틸렌 절연알루미늄차폐 또는 동차폐폴리에틸렌방식충 단심 400㎟ | 154㎸ CAZE 1C × 400㎟ | 154㎸ XCZE 1C × 400㎟ |
2) 케이블 구조
초고압 전력케이블은 도체, 내부반도전층, 절연층, 외부반도전층, 차폐층, 방식층으로 구성된다.
(1) 도체(Conductor)
도체는 IEC228 규정한 나연동선 또는 AL연선의 소선을 꼬아 만든 압축원형연선 또는 분할압축원형연선으로 구성된다.
(2) 내부반도전층(Inner semiconductive layer)
반도전층은 전력케이블의 전계완화 및 전계를 균일하게 하고 도체/절연체간의 직접 접촉에 의한 열화반응을 억제할 목적으로 사용되며 반도전성 테이프 및 반도전 열경화성 컴파운드로 구성된다.
(3) 절연층(Insulation layer)
절연층은 내부반도전층, 외부반도전층과 함께 XLPE를 압출하여 제조한다.
이 3개의 층은 동시 압출되며, 고온․고압의 제조공정에 의하여 가교된다. 가교방식은 질소 건식가교방식을 사용한다.
(4) 외부반도전층(Outer semiconductive layer)
외부반도전층은 절연체위에 절연체외 동시에 반도전성 컴파운드를 동심원상으로 균일하게 압축하여 형성한다.
(5) 차폐층(Metallic sheath)
차폐층은 연동선이나 동차폐 혹은 알루미늄 차폐를 사용한다. 동차폐는 기계적, 전기적 특성이 우수하며, 이에 따라 금속 차폐층의 두께를 줄일 수 있다.
(6) 방식층(Jacket)
방식층은 차폐층을 전기적, 화학적 부식으로부터 보호하기 위하여 PVC나 PE로 구성 된다.
3) 절연재료의 구비조건
(1) 절연저항이 양호하고, 유전손실이 적을 것
(2) 파괴전압이 높고, 절연 성능이 장기간 안전될 것
(3) 내 Treeing, 내 코로나성이 우수할 것
(4) 가요성 및 내마찰성이 우수할 것
3. 케이블의 선정
사용전선은 예상 부하용량을 통한 부하전류계산, 단락전류계산 및 허용전류계산으로 사용전선을 선정한다. 허용전류는 제작사의 카탈로그를 참조하거나, KS C IEC규격에 따라 계산할 수 있다.
(1) 송전케이블 사용추이
① 송전케이블은 우수한 절연성능을 가진 유침지 케이블부터 시작되어 SL케이블에서 OF케이블로 변천하였고, 154㎸ 및 345㎸용까지 개발되었다. OF케이블에 비하여 XLPE케이블은 절연유가 필요하지 않으므로 급유설비가 필요 없고, 케이블설비에서 누유가 없고 보수가 용이하며, 방재대책이 용이하고, 송전손실이 적은 장점이 있다. 따라서 앞으로 건설되는 케이블은 OF가 불가피한 경우를 제외하고는 XLPE(일반적 기존표현 CV)케이블을 사용 한다.
② 현행 사용제도 및 원칙정립
가. 구매시방서 상의 품명 : 154㎸ 특고케이블(154KV XLPE Cable)
나. 전력케이블의 굵기
케이블의 굵기는 방식층의 재질 및 공칭 단면적에 의해 표와 같이 구분한다.
케이블의 종류
방식층의 재질구분 | 선심수 | 도체의 공칭 단면적 [㎟] | |
폴리에틸렌[PE] | 폴리염화비닐[PVC] | 단심 | 200, 400, 600, 800 |
케이블 선정
345㎸ 이상 선로 | OF 케이블 사용 |
154 ㎸ 이하 선로 | X LPE 케이블 사용 원 칙 ( X LPE 케이블 시공이 불가 한 경우 제 외 ) |