지중 전선로의 가설
(1)지중 전선로를 건설하는 이유: 도시의 미관을 중요하게 생각하는 경우, 수용 밀도가 현저하게 높은 대도시 지역에 전력을 공급하는 경우, 낙뢰, 풍수해에 의한 사고로부터 높은 공급 신뢰도가 요구되는 경우, 보안상 등의 이유로 가공 전선로를 건설할 수 없는 경우
(2)지중 케이블의 포설 방식
-직접 매설식: 지하에 트러프를 묻고, 그 안에 케이블 포설 후 모래를 채우는 방식
장점: 공사가 간단하여 경제적이다. 케이블 융통성이 좋다. 케이블의 온도 상승이 적어 전류 용량을 크게 할 수 있다.
단점: 케이블이 손상되기 쉽다. 사고 시 수리가 어렵다. 재시공이나 증설이 곤란하다. 케이블 포설 가닥 수에 한계가 있다.
-관로식: 적당한 간격마다 맨홀(M/H)을 만들고 그 사이에 관로 설치 후 케이블을 끌어 넣는 방식
장점: 케이블 손상이 적다. 케이블의 재시공/증설이 용이하다. 고장점 탐지가 용잏하고 고장 시 일부 구간의 케이블 교체가 용이하다.
단점: 직접 매설식에 비해 건설비가 증가한다. 맨홀의 침수 우려가 있다. 신축에 의한 케이블 시스 피로가 크다. 온도 상승이 커 전류 용량이 감소한다.
-암거식: 지하에 완전이 넓은 지하 터널(전력구)에 케이블-트레이를 설치 후 케이블을 포설하는 방식
장점: 케이블 손상이 적다. 관로식보다 전류 용량이 크다. 고장 시 케이블 교체가 용이하다. 다량의 케이블 포설이 가능
단점: 공사비가 가장 고가이다. 공사 기간이 가장 길다. 경과지 선정에 주의해야 한다. 시공 중 민원 발생 소지가 있다.
지중 전선로 케이블 종류 및 고장점 측정법
(1) 송전용 주요 케이블
CV Cable(XLPE cable:가교 폴리에틸렌 절연 비닐 외장 케이블): Cross Linked Polyetylene insulated Vinyl Sheathed Cable) 적용: 특고압 이하 배전 선로에서 대부분 사용, 154[kV], 345[kV] 선로에 사용
-CV 케이블의 특징: 내열성이 OF 케이블에 비해 우수하고 사용 온도가 높아 송전 용량이 증대된다. 전력구 화재의 가장 큰 원인이 되는 절연유가 없어 안전하다. 케이블 유전체손이 적어 유전체손에 의한 케이블 온도 상승이 적다. 경량으로 취급이 용이하고 가용성이 좋다. 접속 시공 방법이 OF 케이블보다 용이하다. OF 케이블에 필요한 급유 설비, 경보 설비 등의 부대 설비가 불필요하다.
OF Cable(Oil Filled Cable) 적용: 154[kV] 이상 지중 송전 선로나 발전소 구내의 특고압 이상 전선로로 사용되고 있다.
-OF 케이블의 특징: 절연체의 두께를 얇게 할 수 있다. 접속이 매우 까다롭고 전기 화재의 발생 원인이 되기도 한다.
접지 공사: 방식 조치를 하지 않은 지중 케이블의 피복 금속체는 접지 공사를 하여야 한다.
(2) 케이블 고장점 측정법
머레이 루프법(Murrat Loop Method): 브리지 평형 원리를 이용하여 고장점까지의 거리를 측정하는 방법이다.
-머레이 루프법의 특징: 케이블 도체 저항을 이용한 브리지 평형 원리를 이용한 측정 방법이므로 측정 정밀도가 높고 오차는 1[%] 정도 이하이다. 케이블 고장의 대부분이 1선 지락 고장이기 때문에 적용 범위 및 사용 실적이 가장 많다. 측정기의 조작 및 운반이 용이하다.
이 외에도 펄스 레이더법, 수색 코일법, 정전 용량 브리지법 등이 있다.
전력 설비의 보호 및 측정
(1)접지 공사
중성점 접지의 목적: 지락 고장 시 건전상의 전위 상승을 억제하여 기기의 절연 레벨을 경감, 낙뢰, 아크 지락, 기타에 의한 이상 전압의 억제, 지락 고장 시 접지 계전기의 동작 확보, 1선 지락 시 아크 지락을 빨리 소멸시켜 계속해서 송전을 유지
(2)계통 접지 방식
저압 전로의 보호도체 및 중성선의 접속 방식에 따른 접지계통의 분류: TN 계통, TT 계통, IT 계통
계통접지에서 사용되는 문자의 정의
-제1문자 -전원계통과 대지의 관계, T: 한 점을 대지에 직접 접속. I: 모든 충전부를 대지와 절연시키거나 높은 임피던스를 통하여 한 점을 대지에 직접 접속
-제2문자 -전기설비의 노출도전부와 대지의 관계, T: 노출도전부를 대지로 직접 접속, 전원계통의 접지와 무관. N: 노출도전부를 전원계통의 접지점(교류 계통에서는 통상적으로 중성점, 중성점이 없을 경우는 선도체)에 직접 접속
-그 다음 문자(문자가 있을 경우) -중성점과 보호도체의 배치, S: 중성선 또는 접지된 선도체 외에 별도의 도체에 의해 제공되는 보호기능. C: 중성선과 보호 기능을 한 개의 도체로 겸용(PEN 도체)
(3)접지 계통의 분류
-TN계통: 전원 측의 한 점을 직접접지하고 설비의 노출도전부를 보호도체로 접속시키는 방식으로 중성선 및 보호도체(PE도체)의 배치 및 접속 방식에 따라 다음과 같이 분류한다. TN-S 계통은 계통 전체에 대해 별도의 중성선 또는 PE 도체를 사용한다. 배전계통에서 PE 도체를 추가로 접지할 수 있다. TN-C 계통은 그 계통 전체에 대해 중성선과 보호도체의 기능을 동일 도체로 겸용한 PEN 도체를 사용한다. 배전게통에서 PEN 도체를 추가로 접지할 수 있다. TN-C-S 계통은 계통의 일부분에서 PEN 도체를 사용하거나, 중성선과 별도의 PE 도체를 사용하는 방식이 있다. 배전계통에서 PEN 도체와 PE 도체를 추가로 접지할 수 있다.
-TT계통: 전원의 한 점을 직접 접지하고 설비의 노출도전부는 전원의 접지전극과 전기적으로 독립적인 접지극에 접속시킨다. 배전계통에서 PE 도체를 추가로 접지할 수 있다.