애자의 정전용량과 섬락전압 | 건조, 주수, 유중, 충격파 섬락전압

전력선로에서의 안전한 운영을 위해 애자의 정전용량과 섬락전압은 중요한 요소입니다. 정전용량은 애자의 절연 상태를 나타내며, 섬락전압은 전력선로에서의 섬락 위험을 평가하는 데 사용됩니다. 따라서 이러한 두 가지 요소를 이해하고 관리하는 것은 전력선로의 안정성과 신뢰성을 확보하는 데 필수적입니다.

애자의 정전용량

애자의 정전용량은 양 전극 간에 자기 또는 유리에 의해 연결되어 있어 발생합니다. 이 정전용량은 다음과 같은 특징을 갖습니다

정전용량의 존재

애자의 양 전극 간에는 정전용량이 존재하며, 이는 자기나 유리에 의해 연결된 상태에서 발생합니다.

외부 요인의 영향

애자 표면에 수분이나 먼지 등이 쌓이면 도전성 피막을 형성하여 정전용량이 증가합니다.

정전용량의 범위

핀애자의 건조 상태에서의 정전용량은 10~30㎊이며, 주수 상태에서는 20~40㎊로 측정됩니다.

현수애자의 경우, 애자 레이어의 개수에 따라 다르며, 일반적으로 10~45㎊ 정도이며, 56개 이상에서는 대략 10㎊으로 일정합니다.

특정 애자의 정전용량

예를 들어, 254×146㎜ 크기의 15000 Lbs 현수애자의 자기애자는 평균 30.7㎊, 유리애자는 평균 41.4㎊로 나타납니다.

또한, 256×146㎜ 크기의 25,000 Lbs 애자의 경우 자기애자는 평균 36.5㎊, 유리애자는 평균 44.4㎊의 정전용량을 갖습니다.

 

애자의 섬락전압

애자의 섬락

건조 섬락전압

애자의 건조 섬락전압은 애자의 양 전극 간에 상용주파전압을 가했을 때 공기를 통해 아크가 발생하는 전압을 의미합니다. 이는 전력선로의 안전성을 평가하는 중요한 지표 중 하나입니다.

 

애자의 건조 섬락전압은 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 대표적으로는 온도, 기압, 상대습도 등의 환경 조건이 있습니다. 일반적으로 온도 20℃, 기압 70㎜Hg, 상대습도 65~85%의 조건을 기준으로 측정되며, 이러한 조건을 표준으로 합니다.

 

온도와 기압이 표준온도, 표준기압과 다른 경우 다음을 반영하여 계산합니다.

 

상대공기밀도 δ = 0.386 × b 273 + t

(b는 측정기압 ㎜Hg , t는 측정시 온도 ℃)에 따른 보정

 

애자의 건조 섬락전압은 전압의 파형과 애자의 형태, 크기, 오손의 정도, 외기 밀도, 온도 등에 따라 달라집니다. 이러한 요인들은 섬락전압의 정확한 측정과 평가에 영향을 미칩니다.

 

전력선로에서 안전한 운전을 위해 애자의 건조 섬락전압을 정확하게 평가하고 관리하는 것이 중요합니다. 이를 통해 전력선로의 안전성을 유지하고 전력 공급의 신뢰성을 보장할 수 있습니다.

 

주수 섬락전압

주수 섬락전압은 비가 오거나 주수 상태에서 애자 표면이 젖었을 때의 섬락 특성을 나타냅니다. 이는 전력선로가 뇌우 등의 주수 상태에서 섬락의 위험이 있을 때 중요한 역할을 합니다.

주수 섬락전압을 측정하기 위해 표준적인 주수시험이 수행됩니다. 이 시험에서는 다음과 같은 조건이 적용됩니다

 

• 주수각도 : 45°의 각도에서 주수가 이루어집니다.
• 주수량 : 매분 3㎜의 주수량이 적용됩니다.
• 주수에 사용하는 물의 고유저항 : 주수에 사용되는 물의 고유전기저항은 10,000 Ω-㎝로 설정됩니다.

 

이러한 조건 하에서 주수 섬락전압을 측정하여 전력선로의 주수 상태에서의 섬락 위험을 평가하고 대비하는 데 사용됩니다. 주수 상태에서의 섬락 전압 측정은 전력선로 운영 및 안전성 관리에 있어서 중요한 요소 중 하나입니다.

유중 파괴전압

유중 파괴전압은 애자를 구성하는 자기 또는 유리의 절연 내력을 나타내는 것으로, 애자를 절연유 속에 넣고 그 양극 간에 상용주파수 전압을 가하여 자기 또는 유리를 관통 파괴시켰을 때의 전압을 의미합니다.

 

이때 애자 표면에는 실제의 파괴전압보다 상당히 낮은 전압에서 유중 코로나가 발생할 수 있습니다. 이는 애자를 손상시키는 주요 요인 중 하나입니다. 따라서 유중 파괴전압을 고려할 때는 이러한 유중 코로나 발생 가능성을 주의 깊게 고려해야 합니다.

 

건전한 애자의 유중 파괴전압은 섬락전압보다 훨씬 높습니다. 이는 공기 중에서 섬락이 생기기 전에 애자가 파괴되지 않도록 설계되어 있기 때문입니다. 따라서 유중 파괴전압은 애자의 안정성과 신뢰성을 평가하는 중요한 지표 중 하나로 간주됩니다.

 

 

충격파 섬락전압

충격파 섬락전압은 송전선로에서 가장 빈번하게 발생하는 충격파 전압에 대한 절연의 세기를 나타내는 지표입니다. 이는 전력선로 운영 중에 발생할 수 있는 가장 가혹한 조건을 고려하여 측정됩니다.

 

표준충격파의 파형은 일반적으로 1.2×50㎲를 사용합니다. 이는 파형의 상승시간이 1.2마이크로초이고 하강시간이 50마이크로초임을 의미합니다.

 

애자의 충격파 섬락전압은 일반적으로 섬락 치의 50%로 나타냅니다. 이는 충격 전압을 가했을 때 섬락의 회수가 6회 이상이고, 전압이 인가된 횟수가 15~30회에서 50%의 수준일 때의 인가전압 파고치를 의미합니다.

충격파 섬락전압은 전력선로 운영 중에 발생할 수 있는 강력한 충격파로부터 애자를 보호하는 데 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 전력선로의 안전성과 신뢰성을 유지할 수 있습니다.

 

맺음말

애자의 정전용량과 섬락전압은 전력선로의 안전한 운영을 위해 지속적으로 모니터링되고 관리되어야 합니다. 이러한 노력을 통해 전력선로 시스템의 안정성을 유지하고 잠재적인 위험을 방지할 수 있습니다. 따라서 안전한 전력 공급을 위해 애자의 정전용량과 섬락전압에 대한 주의를 기울이는 것이 중요합니다.

 

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