전국적인 분포를 갖고 있는 배전망에 유일한 과전압 보호 및 절연보호장치인 피뢰기는 배전계통에서의 사고율을 감소시키는 중요한 역할을 수행한다. 이러한 피뢰기의 수명은 동작횟수의 증가에 의해서 서서히 열화되게 된다. 이러한 열화의 과정은 피뢰기의 저항성 전류가 증가하는 현상과 일치한다. 그러나 배전계통에서 저항성 전류를 검출하기 위한 전압요소에 대한 정보를 얻기가 쉽지않다. 본 논문에서는 이러한 피뢰기의 열화현상을 파악하기 위하여 이론적으로 피뢰기의 열화정도가 고조파의 분석만으로 가능하다는 점을 증명하고 특히 3고조파의 증가와 저항성 전류의 증가가 비례함을 현장에서 수집한 피뢰기의 실증을 통해 입증하였다. 이러한 연구결과를 현장에 적용하여 현장의 가혹한 조건의 전자계영향에도 불구하고 정밀한 피뢰기 진단이 가능하다는 결론에 도달하였다. 결론적으로 본 연구의 결과로 현장의 피뢰기 진단이 간편해지고 효율적으로 이루어 질 수 있음을 실증하였고, 앞으로 배전계통에서의 안정적인 전력공급에 기여할 것으로 기대하고 있다.
이 논문은 현재 국내에서 사용하고 있는 배전용 케이블 열화진단장치인 완화전류 측정장치의 진단기준 개선을 위한 것이다. 현재까지 사용되던 직류 고전압을 이용한 누설전류 측정법을 대체하기 위해 사용되는 완화전류 측정장치는 국내 배전선로에서 수년간 현장적용을 실시하여 많은 케이블을 교체하였다. 하지만 완화전류 측정을 통해 교체한 케이블의 상태에 대해서는 검증되지 않은 상태이므로 완화전류 측정을 통한 교체기준이 국내 케이블에 적절한지 확인할 필요가 있다. 이는 케이블 유지보수에 있어서 중요한 사항으로서 교체기준이 부적절할 경우 열화진단을 통한 고장방지 목적을 달성할 수 없거나 건전한 케이블을 교체하여 불필요한 예산을 낭비하는 원인이 된다. 본 논문에서는 현장운전중인 선로를 선택하고 열화된 케이블의 절연성능 향상을 위해 실리콘을 주입하였다. 그리고 실리콘 처리후 케이블의 운전시간에 따른 열화진단 결과와 케이블 절연파괴강도를 비교하여 진단장치의 신뢰성을 검증하고자 하였다. 이것은 1년 동안의 현장시험 결과를 정리한 것이다.
대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 합동춘계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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pp.141-142
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2008
국내 배전선로에서는 1999년부터 폴리머피뢰기를 설치하여 운영하고 있으나, 이들의 열화특성에 관한 데이터와 적합한 평가방법이 부족하여 장기적인 운영계획 수립이 어려운 상태이다. 이에 따라 본 논문에서는 폴리머피뢰기의 현장 열화인자를 인가할 수 있는 복합가속열화 시험장치를 제작하고 국내 환경조건을 모의할 수 있는 시험주기를 개발하여 폴리머피뢰기 완제품에 대한 장기신뢰성 평가법을 제안하였다. 그리고 가속열화시험 및 현장설치에 의한 전기적, 화학적 특성변화를 분석하여 폴리머피뢰기의 열화정도를 평가함으로써 본 연구에서 제안한 평가기법의 실효성을 검증하고 국산 폴리머피뢰기의 유지보수에 필요한 특성 데이터를 제시하였다.
The electrical characteristics of 3 year field-aged polymer insulators which dismounted from five regions were investigated. There was a little difference in PD inception voltage depending on the manufacturers and the regions. The results between PD and SD showed a close relation. There were no significant changes in electrical properties. So, it can be considered that the field-aged insulators are sound for the present.
본 고에서는 케이블 시스템 진단을 위하여, 열화 현상의 확인, 관련된 성질 변화의 측정과 검출방법의 개발 및 운전 지침등에 대해, 관련 문헌에 대한 조사를 토대로 정리하였으며, 이론적인 접근보다는 실제적인 것을 채택하고 케이블 사용자에 적용될 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 진단 시험에 대해서는, 진단법을 다루었거나, 현장이건 아니건 다양한 시험을 고려할 때 진단 시험으로서 정의 -"운전조건에서 케이블이나 액세서리의 사고에 원인이 될 수 있는 열화 현상을 평가하고 찾아내는 것"- 할 수 있다면 본 고에 포함시켰다. 따라서, 사고가 발생되어 교체된 케이블 샘플에 대한 실험실 시험과 현장에서의 비파괴 시험은 모두 진단시험으로 간주하여 정리하였다. 본 고에서는 고전압 OF 케이블과 사출케이블 및 액세서리에 대해 다루었으며, 열화 현상보다는 진단법에 주력하였고 DC 케이블은 제외하였다.이블은 제외하였다.
고전압설비의 열화상태를 분석하기위해 현장에서 실시하는 대표적인 절연진단시험으로 절연저항, 성극지수, 유전정접, 부분방전시험이 수행되고 있다. 이들 시험중에 부분방전시험은 국부적인 열화진단이 가능하여 현재 가장 신뢰성 있는 진단방법으로 이용되고 있지만, 변압기와 케이블의 경우 우수한 절연특성으로 부분방전 발생량이 미소하고, 현장의 주변노이즈로 인하여 효과적인 측정이 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 현장진단에 적용 할 수 있고, 일반적인 절연물의 열화정도분석이 가능한 유전정접시험을 이용하여 실제 산업현장에서 측정한 고전압 변압기와 케이블의 유전손실계수의 경향성을 분석하였다.
국내의 강교 도장 시방에 등재되어 있는 도장계에 대한 공용수명 예측을 위하여 현장 열화도 평가 및 촉진 내후성 시험을 수행하였고, 평가 결과에 대한 회귀분석을 통하여 열화모델을 도출하였다. 현장 적용 실적이 없는 도장계에 대해서는 국외 연구 결과 및 본 연구에서 수행한 촉진 내후성 시험 결과를 참고하여 염화고무계 및 우레탄 마감 도장계의 현장 열화도 평가 결과에 열화도 항목별 조정계수를 적용하여 가상의 평가 결과를 도출한 후에 회귀분석을 실시하였다. 공용수명 예측 결과는 금속용사를 적용하면 도장계의 수명을 일반 도장계 대비 2배 이상 연장시킬 수 있다는 것을 보여주었다.
본 연구는 현장조사 및 실내시험을 바탕으로 궤도형식별 열화에 영향을 미치는 핵심매개변수를 도출하였다. 기존 궤도 열화모델은 자갈궤도에 국한된 모델로서 콘크리트궤도의 열화평가는 연구된 것이 없는 실정이다. 본 연구에서는 운행선 궤도형식별 다양한 궤도구조의 특성이 반영된 열화요인을 도출하고자 궤도구성품의 성능수준 및 상태평가를 위한 실내시험을 수행하였다. 또한 궤도유지관리 이력데이터에 대한 분석을 통해 궤도열화 및 유지관리에 영향을 미치는 매개변수를 도출하였다. 현장조사, 궤도유지관리 이력데이터 분석 및 현장시료를 이용한 궤도구성품의 성능시험을 통해 궤도성능기반의 궤도열화 매개변수는 궤도침하 및 궤도지지강성에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 도상자갈과 방진패드인 것으로 분석되었다.
최근 전력설비의 절연을 위해 고분자 재질의 절연물이 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 고분자 재료는 현재까지 주로 사용되어 온 세라믹 재질과는 달리 환경에 의한 열화를 동반하게 된다. 최근에 현장에 적용되기 시작한 고분자 재질의 절연물에 대한 장기 열화특성을 평가하기 위한 연구들이 다수 진행되고 있는 것도 이러한 이유 때문이다. 피뢰기의 경우에도 기존의 세라믹 애관을 고분자 재질의 애관으로 대체하기 시작하여 일부 제품들이 현장에서 우수한 특성을 보이는 것으로 보고되고 있으나 장기신뢰성에 대해서는 명확하지 않은 상태이다. 본 논문에서는 국내에서 제작되어 현장사용중인 폴리머 피뢰기를 발취하여 사용기간중 성능상의 변화를 분석하고 가속열화시험을 통해 성능의 변화를 관찰하고자 하였다.
본 연구는 전동기의 부분방전에 의해 발생되는 전자파를 측정하여 전동기의 열화상태를 진단할 수 있는 진동기 절연열화 진단시스템을 설계하였다. 청장 전동기에서 부분방전에 의한 전자파를 on-line으로 측정하고, 측정된 데이터로부터 정량화된 특징 데이터를 추출한 후 전자파의 평균 에너지 분포를 이용하여 전동기의 절연열화 상태를 판단하는 방법을 제시하였으며, 현장에서 사용 중인 Megger시험과 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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