전기공사산업기사 송배전선로의 운용과 보호등 — 후비보호·지락사고·안정도

계전기 보호는 주보호와 후비보호의 이중 구조로 이루어진다. 주보호가 고장을 잡아내며, 주보호 자체가 정지하거나 결함이 있어 동작하지 못할 때 대신 동작하는 것이 후비보호계전기다. 후비보호는 주보호가 먼저 동작할 시간을 준 뒤 움직여야 하므로 동작시간을 지연시키는 등 주보호와 정정값을 다르게 설정한다. 송전선로에서 거리계전기의 후비로 고장선택계전기를 쓰는 것도 대표적인 실제 방식이다.

송전선로에서 가장 많이 발생하는 사고는 지락사고다. 번개, 비, 바람, 새, 나뭇가지, 애자 표면의 오염 등으로 전선이 대지와 이어지면서 생긴다. 단락사고는 대부분 지락이 먼저 생겨 그것이 원인이 되어 일어나는 2차 사고에 가깝고, 단선이나 지지물 전도는 빈도가 훨씬 낮다.

전력계통의 안정도는 발전기들이 동기를 잃지 않고 계통에 연결된 상태를 유지하는 능력이며, 정태·과도·동태 안정도의 세 가지로 분류한다. 정태 안정도는 느린 부하 변동에 대한 능력, 과도 안정도는 단락사고 같은 급격한 충격에 대한 능력, 동태 안정도는 그 중간으로 제어장치 동작까지 고려한 능력이다. 안정도를 높이려면 고장이 계통에 영향을 주는 시간을 짧게 줄여야 하므로 고속 재폐로 방식이 향상 대책이 된다. 반대로 송전 리액턴스를 증가시키면 전력 전달이 어려워져 안정도가 나빠진다.

근접한 통신선에는 유도장해가 생긴다. 정전유도는 전력선의 영상전압이 정전용량 결합으로 나타난 것이고, 전자유도는 대지로 돌아가는 영상전류가 만드는 자속이 통신선을 감아서 생긴다. 평상시에는 3상 전류가 대칭이라 자기장이 상쇄되지만, 1선 지락 사고가 나면 대칭이 깨진 영상전류가 흘러 심한 전자유도장해를 일으킨다. 억제 대책으로는 송전선 도선의 배치 순서를 주기적으로 바꾸는 연가를 쓰며, 유도전압은 통신선 전체 길이가 아니라 접근(병행) 구간의 길이에 비례한다.

개폐조작시에도 이상전압이 생긴다. 회로를 개방할 때가 폐로할 때보다 크고, 무부하일 때가 전부하일 때보다 크다. 특히 무부하 송전선의 충전전류를 차단할 때 재이행 현상으로 최대의 이상전압이 발생하며, 크기는 보통 상규 대지전압의 2~4배 수준이고 지속시간은 매우 짧다. 또한 낙뢰 전류가 탑각 접지저항을 흐르면 탑 전위가 상승해 애자에 역섬락이 일어나므로, 탑각 접지저항을 줄이는 것이 근본 대책이다. 이상 전압시 섬락이 일어나면 초호환은 애자 대신 혼 간극에서 아크를 발생·소호시켜 애자를 보호한다.