맨홀, 전력구내에 케이블 및 접속함을 설치하기 위해서는 먼저 앵글형 지지대 또는 강관형 지지대를 설치하여야 한다. 케이블 지지대는 맨홀 및 전력구내에 설치되는 케이블 및 접속함 자중에 의한 수직하중과 케이블 포설시가해지는 수평하중에 견디어야 하므로 시공에 철저를 기하여야 한다. 특히 맨홀 및 전력구내부에는 습기가 많아 방식용 도금이 벗겨지지 않도록 운반 및 시공시 주의가 요구된다.
케이블 인입시 손상을 방지하기 위하여 케이블이 타시설물에 접촉 우려가 있는 장소에는 로라, 쉬트 및 ELP 관 등을 사용하여 케이블 포털시는 캐터필러 및 로러를 사용하므로 인입장력 및 측압에 대해서는 고려하지 않아도 되겠으나 인입속도 및 포설 곡률반경 등에 대해서는 관로식 케이블 포설의 경우와 같이 주의가 요구된다.
도심지간 대용량 전력수송을 담당하는 지중송전케이블의 설비 신뢰성 향상과 공사원가 절감을 위해 적정 포설길이의 결정과 접속함의 최적 배치가 중요하며, 이러한 시스템 설계에 있어서 허용 포설장력과 측압은 여러 중요 요소 중 하나가 된다. 특히, 허용측압 계산과정에서 적용중인 최대 측압값에 대한 실증적 검증과 건정성 확인시험을 통해 케이블 특성에 가장 적정한 값을 도출하고, 실 계통에 적용함으로서 최적 시스템 설계가 구현될 것이다. 따라서 본 연구에서는 지중송전케이블을 관로에 포설시 곡률부에서 발생하는 측압을 여러 case별로 모의할 수 있도록 실증설비를 구축하였고, 실제 작용되는 측면하중을 로드셀을 이용하여 측정하였다. 본 연구결과로 안전율을 고려한 최적의 허용측압이 결정되었으며, 이러한 허용측압의 확대를 통해 장경간 케이블 포설의 이론 정립이 가능하게 되었다.
가공선로와 지중선로가 혼합된 배전계통에서 뇌서어지와 개폐서어지가 입상주를 통하여 유입될 수 있다. 이러한 서어지는 케이블을 따라서 이동하게 되고 케이블의 종단에서 반사된다. 이때 반사되는 서어지는 그 크기가 2배 정도가 되고 지중배전선로의 절연을 위협할 수 있다. 한전의 지중배전계통을 모의할 수 있는 모델계통을 만들고 이 계통에 서어지를 인가하여 케이블의 서어지 전파 특성을 측정하였다. 실제시험으로 측정한 결과를 EMTP 해석 결과와 비교하여 EMTP 파라미터들을 수정하였다. EMTP 해석에서 케이블 절연체의 유전율, 피뢰기의 특성곡선, 서어지의 파형을 조정하면 실증시험 결과와 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있었으며, 케이블의 말단에서 2배 정도 전압상승이 되고 분기에 의하여 복잡하게 전파되는 것을 확인하였다.
전력케이블 선로에 가해지는 전압은 상시교류전압이외에 지락 등에 의한 사용주파과전압과 뇌써지와 같은 써지성 과전압이 있다. 써지성 과전압이 케이블 심선에 침입할 경우 종단접속부나 절연접속함의 접속점은 절연통 양단 및 시스와 대지간에 고전압이 발생하여 케이블심선-시스간 시스-대지간의 써지임피던스 비에 따라 과전압이 발생하며, 이와 같이 써지성 과전압이 방식층의 충격내전압치를 초과할 경우 방식층을 보호하기 위한 대책이 필요하며 그 보호장치로 절연통 보호장치를 사용하는 것이 일반적이다. 절연통에 대한 보호대책과, 설계 제작된 절연통 보호장치에 대한 주요시험항목을 실시하여 항목별 그 특성을 검토하고 절연통 보호장치의 지중송전선로에서 사용되는 조건인 열적내량을 검증하는 충격전류시험과 침수에 의한 기밀성능을 검증하는 내수성능시험을 실시함으로써 그 중요성을 인식할 수 있었다.
대도시 전력계통망을 구성하는 지중송전선로는 154kV, 345kV OF 및 XLPE 케이블로 구성되어 있으며, 국토개발 및 도심지의 확장에 따라 설비물량은 갈수록 증가되고 있다. 국내 전력케이블은 대용량화, 소규모화 등 지속적으로 기술개발이 추진되고 있으며, 케이블 및 전력구 온도를 실시간 감지하여 운영자에게 보여주는 감시시스템도 도입되어 안정적인 전력공급을 위한 기반도 구축되었다. 최근 설비량 증가 및 대기 온도상승으로 인한 케이블 송전용량의 제한을 해소하기 위해 국내 최초로 냉각시스템을 도입할 예정이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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