CV 케이블 열화

열화의 정의

CV 케이블 열화는 열·전계·기계적 외력·환경 요인이 절연 성능을 떨어뜨리는 현상이다.

쉽게 말하면 절연체가 시간이 지나며 조금씩 약해지는 것이다.

열화는 겉으로 드러나지 않고 서서히 진행되어 예측이 어렵다.

절연체와 반도전층의 경계

CV 케이블은 도체, 내부·외부 반도전층, 가교폴리에틸렌 절연체, 시스로 이루어진다.

열화는 절연체와 반도전층의 경계에서 가장 먼저 시작된다. 절연체 전체로 확대되어 절연파괴에 이른다.

전계는 도체 표면에서 가장 크다. 보이드나 이물이 있으면 국부 전계가 훨씬 커진다.

전계 집중과 온도

열화는 전계가 한곳에 몰리는 데서 출발한다. 단심 동축 구조의 전계는 아래 식으로 나타난다.

식에서 전계는 도체 표면(r=a)에서 가장 크다. 보이드나 이물이 있으면 국부 전계가 훨씬 커진다.

열화 속도는 온도에 크게 의존하며, 아레니우스 식으로 설명된다. 온도가 높을수록 빨라진다.

열화 원인의 분류

열화 원인은 열적·전기적·기계적·환경·화학적 열화로 나뉜다.

열적 열화는 과부하와 고온에서, 기계적 열화는 인장과 굴곡에서 생긴다.

환경·화학적 열화는 외피가 손상된 뒤 수분이 침투하면서 진행된다. 원인마다 대책을 짝지어 쓴다.

전기트리와 수트리

전기적 열화는 전기트리와 수트리로 나뉜다. 두 트리는 원인이 서로 다르다.

전기트리는 국부 고전계와 부분방전이 원인이고, 수트리는 수분 침투가 원인이다.

수트리는 제작 과정에서 수분이 남아 있으면 특히 쉽게 생긴다. 육안으로 식별하기 어렵다.

직접 풀어 보자.

진단과 정리

진단은 정전 상태와 활선 상태로 나누어 생각한다. 정전 진단은 판정 원리가 명확하다.

활선 진단은 운전 중 측정이 가능하지만 노이즈 영향을 받는다.

열화 원인은 전기·열·기계·환경 범주로 나누고 원인마다 대책을 짝지어 쓴다.

절연파괴는 열화가 누적되어 절연이 전기적으로 뚫리는 최종 상태다. 이상으로 열화를 정리했다.