전기공사기사 - 전력설비(2)

1. 송전선로의 이도 및 실제 길이

이도 : 전선이 최고 높은 지점에서 밑으로 내려온 길이[m]

#이도의 변화에 따른 영향

이도가 너무 작으면 장력이 커져서 단선될 가능성이 증가

이도가 너무 크면 전선의 흔들림이 커지고 전선 지지물의 높이가 이도에 비례하여 증가

 

따라서 송전선로 가설 시 이도 값을 적정하게 선정하여 전선의 흔들림을 적절하게 조정하고 전체적으로 철탑 지지물의 공사비 등을 종합하여 검토한다. 

# 전선의 인장 강도[kg] T1 = 전선의 수펑 장력(인장 하중)[kg] T × 안전율 k

 

# 장력 T [kgf] = 소선 수 × 소선 1가닥의 인장 강도 / 안전율

# 소선 1가닥의 인장 강도[kgf] = 철선의 단위 면적당 인장 강도[kgf/㎟] × 철선의 단면적[㎟]

# kg : 질량

# kgf : 힘의 단위

 

# 안전율을 고려하는 경우 T는 인장강도, 고려하지 않는 경우 T는 인장하중

 

 

2. 전선의 하중 (이도 계산 시)

# 전선 자중 Wc [kg/m]

수직 하중

전선 자체의 하중

 

# 빙설 하중 Wi [kg/m]

수직 하중

저온계에서만 적용

전선 주위에 상,하 두께 6mm 이상, 비중 0.9[g/㎤]의 빙설이 균일하게 부착된 상태에서의 하중

 

# 풍압 하중 Ww [kg/m]

수평 하중

바람에 의해 전선 및 철탑이 수평으로 가해지는 하중

철탑 설계 시 가장 문제가 되는 하중

 

# 부하 계수 = 합성 하중 W [kg/m] / 전선 자중 Wc [kg/m]

 

# 전선의 도약에 의한 단락 방지

1. 겨울철 온도가 내려가면 눈은 전선에 부착되어 빙설이 된다. 이 빙설은 수직 하중으로 작용하므로 각 상의 전선들이 밑으로 처지게 된다.

2. 온도가 올라가면 빙설이 녹으면서 전선에서 탈락되어 그 반동력으로 전선이 위로 튀어올라 다른 상의 전선과 상간 단락 사고를 일으킨다. 

3. Off - set : 전선의 도약으로부터 전선을 보호하기 위해 철탑의 암(Arm)의 길이를 다르게 설치하여 전선 도약 시 선간 단락 사고를 방지한다. 

 

 

 

3. 선로의 충전 전류 및 충전 용량

# 작용 정전 용량

전선과 전선 사이에 존재하는 상호 정전 용량(Cm)과 각 상의 전선과 대지 사이에 존재하는 대지 정전 용량(Cs)을 합친 전선의 전체 정전 용량이다.  

 

# 선로의 작용 정전 용량

단상 2선식 : Cs + 2Cm [F]

3상 3선식 : Cs + 3Cm [F]

 

# 1선당 충전 전류 I[A]

I = wCE

Y 결선, △ 결선에 상관없이 3상에서의 상전압 E와 선간 전압 V는 √3E = V 의 관계를 갖는다. 

 

# 3상 송전선로에 충전되는 충전 용량 Q[kVA]

Q = 3EI = 3wCE×E

Y 결선 시, √3E = V → wCV×V이고, △ 결선 시, E = V → 3wcV×V이다.

정전 용량 C가 동일하다면 충전 용량은 △ 결선이 3배 더 크다. 

충전 용량 Q가 동일하다면 반대로 정전 용량은 Y 결선이 3배 더 크다.

구분	Y 결선	△ 결선
충전 용량 Q[kVA]	1배	3배
정전 용량 C[F]	3배	1배

 

 

4. 코로나

# 코로나 현상의 정의

송전선로에 일정 이상의 계통 전압이 가해졌을 때, 전선의 공기 절연이 부분적으로 파괴되어 빛과 소리를 내면서 방전하는 현상을 코로나 방전이라고 한다. 

코로나 현상