개념 한 쪽
땅속에 묻힌 전력케이블은 겉에서 고장을 볼 수 없어 회로를 이용해 고장 지점까지의 거리를 계산한다. 가공전선로는 바람에 의한 진동과 처짐, 낙뢰를 다스리는 대책이 따로 필요하다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「케이블의 고장점 탐색법 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 접속 기기로 고장 종류 판별 | 1 | 전원과 검출 기기에 대응하는 고장을 가리기 |
| 가공선 진동 방지 대책 판별 | 1 | 방진 대책이 아닌 보기를 골라내기 |
| 경간 차와 철탑 형식 연결 | 1 | 불평형 장력이 큰 곳에 쓰는 철탑을 가리기 |
머리(Murray) 루프법은 브리지 회로로 전력케이블의 고장 지점까지 거리를 구하는 대표적인 방법이다. 기본형은 직류전원과 검류계를 접속해 1선 지락의 위치를 찾는다. 전원과 검출 기기를 무엇으로 두느냐에 따라 찾을 수 있는 고장이 갈린다.
교류전원과 수화기를 접속하면 소리로 판정하는 방식이 되어 단선 고장점을 검출한다. 고장점을 경계로 신호음이 달라지는 것을 듣고 위치를 안다. 직류와 검류계를 쓰는 지락형과 구분해 기억한다.
지중선로는 케이블 안에서 도체들이 절연물을 사이에 두고 가깝게 붙어 있다. 그래서 가공선로보다 인덕턴스는 작고 정전용량은 크며, 충전전류도 커진다. 간격이 좁고 절연물의 유전율이 큰 것이 두 효과를 동시에 만든다.
가공전선로에는 진동과 처짐, 낙뢰에 대한 대책이 필요하다. 진동은 진동 제지권이나 토쇼널 댐퍼 같은 댐퍼류를 설치하고 클램프를 가벼운 것으로 바꾸거나 클램프 부근을 보강해 잡는다. 경동선을 ACSR로 교체하는 것은 인장강도와 허용 전류를 늘리는 대책이지 진동 방지와는 거리가 멀다.
철탑은 쓰이는 곳에 따라 나뉜다. 양쪽 경간의 차가 커서 장력 불평형이 큰 곳에는 내장형 철탑을 쓰며, 형상이 E자를 닮아 일명 E 철탑이라 부른다. 직선형은 직선 구간, 각도형은 선로가 꺾이는 곳, 인류형은 선로 끝에서 전선을 당겨 매는 곳에 쓴다.
이도는 전선이 중간에서 아래로 처지는 정도다. 이도가 크면 장력은 줄지만 전선이 크게 흔들려 상호 접촉이 생기고 안전거리를 확보하려고 지지물을 높여야 한다. 이도의 대소가 지지물 높이를 좌우한다.
케이블 고장 탐색 문제는 접속 기기를 뒤바꿔 함정을 만든다. 교류전원과 수화기를 접속했다고 했는데 지락을 찾는다고 하면 틀리다. 직류와 검류계는 지락, 교류와 수화기는 단선으로 짝지어 판별한다.
지중선로와 가공선로의 비교는 인덕턴스와 정전용량의 방향을 뒤집어 낸다. 지중선로가 인덕턴스는 크고 정전용량은 작다고 하면 틀리다. 간격이 좁고 유전율이 크면 인덕턴스는 작아지고 정전용량은 커진다.
진동 방지 문제는 댐퍼와 클램프 대책 사이에 ACSR 교체를 섞어 넣는다. ACSR 교체는 인장강도 향상이 목적이므로 방진 대책으로 옳지 않다. 철탑 문제는 경간 차라는 조건과 E 철탑, 곧 내장형을 연결해야 답이 된다.
지중전선로인 전력케이블의 고장을 검출하는 방법으로 머리(Murray)루프법이 있다. 이 방법을 사용하되 교류전원, 수화기를 접속시켜 찾을 수 있는 고장은?
정답 ④ · 머리(Murray) 루프법은 전력 케이블의 1선 지락 고장 위치를 찾는 데 주로 사용되는 브리지 회로 방식입니다. 다만, 문제에서 교류 전원과 수화기(전화기)를 사용한다고 명시되어 있는데, 이는 일반적인 저항 브리지 방식인 머리 루프법의 특성과는 거리가 있으나, 수험생의 답안 선택과 기출 문제의 맥락을 고려하여 제시된 정답을 검증합니다.
머리 루프법에 교류전원+수화기를 쓰면 소리로 단선 고장점을 찾는다(직류+검류계는 지락).
가공 전선로의 전선 진동을 방지하기 위한 방법으로 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 가공 전선로의 진동 방지를 위해서는 진동 에너지를 흡수하는 댐퍼 설치, 클램프의 무게를 가볍게 하는 방법 등이 사용됩니다. 경동선을 ACSR(강심 알루미늄 교연선)으로 교체하는 것은 선로의 인장 강도나 허용 전류를 높이기 위한 목적이지, 진동 방지를 위한 대책으로는 거리가 멉니다.
전선 진동 방지는 댐퍼 설치·클램프 경량화 등 에너지 흡수 대책이고, ACSR 교체는 인장강도 향상이 목적이다.
송전선로는 장시간 연속 사용할 경우에 전선 접속 장소의 열화 등을 고려해서 허용 온도를 억제하고 있다. 다음 중 전선의 연속 사용 최고 온도로 가장 적절한 것은?
정답 ① · 송전선로를 포함한 전력 케이블의 허용 최고 온도는 전선의 절연 피복 재질과 열화 특성에 의해 결정됩니다. 일반적으로 송전용 가공 전선이나 특수 케이블을 제외한 일반적인 전력용 전선의 연속 사용 최고 온도는 약 60~90℃ 수준으로 규정되어 있습니다.
전선의 연속 사용 최고 온도는 절연재와 접속부의 열화를 고려해 90℃로 제한된다.
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