개념 한 쪽
단거리 송전선로의 구성을 볼 때 선로정수와 4단자 정수, 복도체의 등가 반지름, 충전전류의 관계를 함께 확인한다. 저항과 누설 컨덕턴스를 무시한 무손실 선로에서는 특성임피던스를 L과 C의 비로 구한다. 가공 송전선과 케이블은 특성임피던스의 크기 범위가 크게 다르므로 선로 종류를 먼저 구분한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「단거리 송전선로의 구성」의 공개 문제 2개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 복도체 등가 반지름 계산 | 1 | 2도체 복도체의 등가 반지름 식 판별 |
| 머리 루프법 고장 검출 | 1 | 교류전원과 수화기로 찾는 고장 종류 판별 |
단거리 송전선로의 구성을 볼 때 저항 R과 누설 컨덕턴스 G를 무시한 무손실 선로에서는 특성임피던스 Z0를 √(L/C)로 구한다. 가공 송전선의 특성임피던스는 보통 400Ω 안팎이고 300~500Ω 범위로 본다. 케이블의 특성임피던스는 30~50Ω으로 가공선보다 훨씬 작다.
4단자 정수 A, B, C, D 중 B는 송전선로의 직렬 임피던스 성분에 해당한다. 송전선로를 병렬로 운전하면 합성 직렬 임피던스는 한 선로 값의 절반인 Z/2가 되고, 한 선로를 정지하면 B는 Z가 되어 두 배로 커진다. 이때 C 성분은 절반이 되는 대칭 구조로 판단한다.
복도체는 코로나 방전을 줄이려고 도체를 여러 가닥으로 묶은 구성이다. 소도체 n개의 등가 반지름은 D=(r·d^(n-1))^(1/n)로 구한다. 소도체가 2개이면 n=2를 대입해 D=√(rd)가 된다.
충전전류는 전선과 대지 사이의 정전용량 때문에 선로가 콘덴서처럼 작용하여 흐르는 전류이다. 단위길이당 충전전류에 선로 길이를 곱해 총 충전전류를 구한다. 3상3선식에서 각 선의 대지 정전용량 Cs와 선간 정전용량 Cm이 있으면 1선의 작용 정전용량은 Cs+3Cm가 된다.
지중전선로인 전력케이블의 고장 검출에는 머리 루프법을 사용한다. 직류전원과 검류계를 쓰는 방식은 1선 지락 위치를 찾고, 교류전원과 수화기를 접속하는 방식은 소리로 단선 고장점을 찾는다. 가공 전선로의 진동 방지는 댐퍼 설치와 클램프 경량화 등으로 하고, 경동선을 ACSR로 교체하는 것은 인장강도와 허용전류 향상 목적이라 방진 대책과 구분한다.
복도체 등가 반지름에서 소도체가 2개이면 √(rd)가 되고, r과 d의 지수 자리를 바꾼 식은 틀리다. 머리 루프법은 전원과 검출 기기로 대상 고장이 갈리므로 직류와 검류계, 교류와 수화기의 대응을 뒤바꾸면 안 된다. 충전전류는 3상 합계로 주어진 단위길이당 값에 길이만 곱하고 3을 다시 곱하지 않는다. 특성임피던스는 가공선 400Ω 안팎과 케이블 30~50Ω으로 구분한다.
송전선에서 저항과 누설 컨덕턴스를 무시한 개략 계산에서 송전선의 특성임피던스의 값은 보통 몇 Ω 정도인가?
정답 ② · 문제는 저항과 누설 컨덕턴스를 무시한 이상적인 송전선의 특성임피던스 Z0의 대략적인 크기를 묻는다. 공중 가공 송전선의 경우 Z0 = √(L/C)로 약 수백 옴 수준이며 일반적으로 약 400 Ω대, 즉 300∼500 Ω 범위가 대표값이다.
특성임피던스 Z0=√(L/C), 가공 송전선은 보통 약 400Ω(300~500Ω) 정도다.
단위길이당 인덕턴스 및 커패시턴스가 각각 L 및 C 일 때 고주파 전송선로의 특성임피던스는?
정답 ④ · 문제는 단위길이당 인덕턴스 L과 커패시턴스 C를 갖는 무손실 전송선로의 특성임피던스를 묻는 문제이다. 무손실 선로에서 특성임피던스 Z0는 Z0 = sqrt(L/C)로 주어지며 L이 분자, C가 분모에 들어가는 비의 제곱근 형태이다.
고주파 전송선로의 특성임피던스 Z₀=√(L/C), 단위길이 L과 C의 비의 제곱근이다.
가공 송전선로를 가선 할 때에는 하중 조건과 온도조건 등을 고려하여 적당한 이도를 주도록 하여야 한다. 다음 중 이도에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ④ · 가공 송전선의 이도(Sag)는 전선의 처짐 정도를 의미합니다. 이도의 크기는 전선의 하중, 장력, 온도 등에 따라 결정되며, 이도가 클수록 지지물(전주)의 높이를 높여야 안전거리를 확보할 수 있으므로 지지물의 높이를 좌우하는 결정적인 요인이 됩니다.
이도는 전선의 처짐으로, 이도가 크면 전주를 높여야 하므로 이도의 대소는 지지물 높이를 좌우한다.
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