케이블 고장점 탐지

고장점 탐지란

케이블 고장점 탐지는 케이블 종단에서 잰 전기량이나 펄스의 반사로 고장 위치를 거리로 구하는 기술이다.

지중케이블은 도로·건물 아래 매설되어 육안 점검이 불가능하다. 굴착 없이 위치를 찾는 것이 목적이다.

이 영상에서는 펄스 레이더법과 머레이 루프법을 중심으로 본다.

두 단계 탐지

단말법은 케이블 양단에서 잰 전압·전류·임피던스로 고장 구간을 대략 찾는다.

추적법은 경로를 따라 이동하며 고장점의 신호를 직접 찾는다. 정확한 지점을 찾는 데 쓰인다.

긴 지중케이블에서는 단말법으로 추적 범위를 먼저 줄인다.

실무에서는 두 방법을 순서대로 병용하는 것이 일반적이다.

펄스 레이더법 원리

펄스 레이더법은 고장점에서 특성 임피던스가 바뀌며 진행파가 반사되는 원리를 쓴다.

펄스를 보내고 반사파가 돌아오기까지의 왕복 시간 t를 잰다.

케이블 전파속도 v를 곱한 뒤 2로 나누면 거리가 된다. 2로 나누는 이유는 왕복 거리이기 때문이다.

반사 계수는 단락 고장에서 -1에 가깝고, 개방 고장에서 +1에 가깝다.

거리 계산 예제

예를 들어 왕복 시간 t가 10 μs, 전파속도 v가 1.8×10^8 m/s라고 하자.

공식 L = v·t / 2에 대입하면 고장점까지의 거리가 나온다.

이제 직접 계산해 보자.

정답은 900 m다. 1800을 2로 나눈 값이다.

지중 케이블 길이가 수 km 수준이므로 900 m는 상식 범위 안의 값이다.

머레이 루프법

머레이 루프법은 휘스톤 브리지의 평형 원리를 쓰는 저항 브리지 방식이다.

고장 케이블의 건전 측 끝을 단락하고, 검류계 지시가 0이 되도록 가변 저항을 맞춘다.

케이블 저항은 길이에 비례하므로 저항 비로 고장점까지 거리를 구한다.

적용은 1선 지락과 선간 단락에 한정된다. 3상 사고와 단선에는 쓸 수 없다.

방법 비교와 정리

세 방법을 표로 비교하면 적용 고장과 정밀도가 달라진다.

펄스 반사법은 고장 종류를 가리지 않는다. 머레이 루프법은 정밀도가 높지만 건전상이 필요하다.

정전용량법은 간단하지만 정밀한 위치 확정에는 한계가 있다.

실무에서는 방법을 조합해 대략 위치를 찾고 정밀 위치를 확정한다.