가스절연개폐장치(GIS)

개요와 정의

가스절연개폐장치(GIS)는 개폐기기를 SF6 가스 절연 금속 탱크에 모은 설비다.

차단기, 단로기, 접지장치, 변성기, 피뢰기, 모선을 한 탱크에 수납하는 것이 핵심이다.

충전부는 절연 스페이서가 지지하고, 가스 절연이 이 설비의 핵심 원리다.

구성 기기와 인터록

GIS는 차단기, 단로기, 접지개폐기, 변성기, 피뢰기, 모선을 금속 용기에 넣는다.

차단기는 접점에서 생긴 아크를 SF6 가스로 소호한다. 단로기와 접지개폐기는 차단 능력이 없다.

그래서 무전류 상태에서만 조작하도록 차단기와 인터록을 둔다.

이 인터록이 GIS 조작 안전의 핵심이다.

가스 압력과 절연

SF6 가스는 공기보다 절연 강도가 높아 기기 간 간격을 줄인다.

절연 강도는 가스 압력에 대략 비례해 증가한다. 그래서 압력이 절연을 좌우한다.

압력이 낮아지면 절연과 소호 성능이 떨어지므로 밀도 감시 장치로 상시 확인한다.

AIS와 비교

GIS와 AIS는 절연 매체, 설치 면적, 환경 영향이 근본적으로 다르다.

GIS는 가스로 기기를 밀집 배치해 면적이 작고, 밀폐 구조라 오염 영향이 적다.

같은 전기 용량 기준으로 설치 면적은 AIS보다 크게 줄어든다. 도심 입지에 유리하다.

장점과 단점

GIS의 장점은 설치 면적 축소, 밀폐 보호, 저소음, 유지보수 감소다.

단점은 고장 시 보수가 어렵고, 가스압과 수분을 계속 감시해야 한다는 점이다.

추운 지방의 액화 방지 히터와 SF6 온난화 규제, 높은 건설비도 함께 기억한다.

직접 풀어 보기

단로기와 접지개폐기는 차단 능력이 없어 조작 조건이 중요하다.

그래서 차단기와 인터록으로 무전류 상태에서만 조작하도록 막는다.

방금 배운 인터록 원리를 적용해 보자.

정답은 무전류 상태다. 차단 능력이 없으니 차단기를 열고 나서 조작한다.

정리

정리하면 GIS는 충전부를 SF6 가스로 절연한 금속 탱크 수납형 개폐장치다.

장점은 면적 축소와 밀폐 보호, 단점은 보수 곤란과 가스 감시 부담이다.

최근에는 SF6 대체가스와 상태 진단이 주요 쟁점이다.