애자의 구비조건 및 선정
송전선로용 애자가 구비해야 할 일반적인 요건과 애자의 종류를 쓰시오.
3상 2회선 송전선로의 애자 개수를 결정할 때 고려해야 할 사항을 기술하시오.
애자의 역할
1) 송전선과 철탑 등의 지지물과 전기적 절연
2) 전선을 지지하기 위한 기계력 제공
애자의 구비조건
1) 선로의 상규전압 및 내부 이상전압에 대하여 절연내력 클 것
2) 비․눈에 대해서 충분히 표면저항이 크고, 누설전류가 작을 것
3) 상규 송전전압에서 코로나 방전 일으키지 않을 것
4) 전선의 자중에 외력(바람, 눈, 비 등)이 더해질 때 충분한 기계적 강도
5) 내구성, 경제성
애자의 종류
1) 핀애자: 33kV 이하의 전선로에 사용
2) 현수애자: 우리나라 모든 송전선로에 현수애자를 사용하며, 사용전압에 따라서 애자련을 구성하여 사용함
3) 장간애자: 경년열화가 적고 표면 누설길이가 길어서 해안지방이나, 화학공장 지대에 사용
4) 지지애자: 발․변전소나 개폐소의 모선, 단로기 기타의 기기를 지지하거나 연가용 철탑 등에서 점퍼선 지지하는 용도로 사용한다.
애자의 개수 선정시 유의 사항
연능률(η) 검토: 애자의 이용률 감소 측면
Vn: 애자 1련의 섬락전압,
V1: 애자 1개의 섬락전압, n: 애자의 개수
(1) 다수의 애자를 1련으로 사용하면 선로와 철탑사이의 불균등 전계의 형성(각 애자가 가지는 정전용량의 불균일 의미)각 애자에 전압분포가 불균등하다.
(2) 전선과 가장 가까운 애자일수록 전압부담 큼
(3) η=1.0으로 개선하는 방법
– 애자 자체 정전용량을 증가시켜 철탑 및 선로에 대한 정전용량 상대적 무시
– Arcing horn(초호각), Arcing ring(초호환) 설치로 전계분포를 균등하게 함
– 단애자 설치(각각의 애자의 정전용량을 다르게 함)
[애자련의 등가회로 및 전압분담]
[초호각 및 초호환]
내부 이상전압
송전선로의 무부하 충전전류 개폐시 상규대지전압의 최대 3~4배 발생하는데, 강우시에도 이 값에 충분한 절연내력을 갖춰야 한다. 그래서 상용주파 주수 섬락시험 전압(50kV)이 상규대지전압의 4배 이상이 되도록 한다.
※ 주수 섬락 전압 : 비에 젖은 애자가 섬락 할 때의 전압
불량 애자의 포함 고려 -> 1~2개 추가
불평형 절연
– 2회선 동시에 가선된 경우 동시 섬락 방지하기 위해 한 회선에 1~2개 의 애자를 추가하여 가설한다.
염진해나 오염지구에서 애자 추가
145[kv]송전선로의 1련의 애자수 결정
- 상규 대지전압 : 154/√3=88.9[kV]
- 내부 이상전압 고려 : 88.9*4=356[kV]
- 주수섬락전압(50kV)사용 : 356/50=7.1개
- 불량애자 포함 고려 : 7.1+(1~2)=8.1~9.1
- 보통 9~11개의 애자 사용
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