전기공사산업기사 전선의 진동과 도약 — 이도와 전선 하중

전선의 진동과 도약은 가공 송전선로에서 전선의 처짐과 하중 조건을 함께 살피는 개념으로 이어진다. 이도는 전주 사이에 걸린 전선이 중간에서 아래로 처지는 정도를 뜻한다. 이도가 작으면 전선에 걸리는 장력이 커져 바람이나 진동에 끊어질 위험이 생긴다. 이도가 크면 장력은 줄지만 전선이 좌우로 크게 흔들려 상호 접촉이나 감김 현상이 생기고, 지면과의 안전거리를 확보하려고 지지물을 더 높여야 한다.

이도는 전선 1m당 하중과 경간의 제곱에 비례하고, 허용 인장하중과 8배 관계에 반비례한다. 계산에서는 최대 인장하중을 안전율로 나누어 허용 인장하중을 먼저 구한다. 풍압하중은 수평 방향, 자중과 빙설하중은 수직 방향이므로 세 하중을 단순히 더하지 않고 벡터합으로 합성한다. 합성하중을 구한 뒤 이도 공식에 대입한다.

지지점에 고저차가 없는 경우 전선 길이는 경간보다 조금 길다. 전선 길이는 경간에 8d²/(3S)를 더한 값으로 구한다. 여기서 d는 이도, S는 경간이다. 이도가 커질수록 전선 길이의 보정량도 커진다.

장거리 경간을 갖는 송전선로에서는 자중과 풍하중에 의한 인장하중이 커지므로 단선을 막을 인장강도가 필요하다. ACSR은 겉의 알루미늄이 전류를 옮기고 속의 강심이 무게를 지탱하므로 인장강도가 커서 장거리 송전선로에 쓰인다. 경알루미늄선은 인장강도가 약해 장경간에 부적합하고, 중공전선은 코로나 손실을 줄이기 위한 것이라 인장강도와 관련이 없다.

송전선로를 장시간 연속 사용할 때는 절연재와 접속부의 열화를 고려해 허용 온도를 억제한다. 일반적인 전력용 전선의 연속 사용 최고 온도는 90℃ 수준으로 규정된다. 120℃, 150℃, 200℃는 일반 전선 기준으로는 너무 높아 특수 내열 케이블에서나 볼 수 있는 값이다.

가공지선은 철탑 꼭대기에 설치하는 접지된 도선으로, 송전선 위를 덮는 우산 역할을 한다. 가공지선은 전선과 지선 사이의 정전용량을 추가해 대지용량을 증가시키고, 그 결과 유도뢰 전압을 감소시킨다. 1선지락 사고 때는 지락전류의 일부가 지선을 통해 돌아가므로 인근 통신선의 전자유도 장해를 덜어 준다.