전력 케이블 열화 진단

열화 진단이란

전력 케이블 열화 진단은 절연체의 상태를 측정해 열화 정도를 판정하는 기술이다.

케이블은 지중에 묻혀 겉으로 드러나지 않으므로 상태를 미리 알아내야 한다.

진단은 정전 상태에서 하는 방법과 활선 상태에서 하는 방법으로 나뉜다.

열화의 원리

수트리는 수분이 절연체와 반도전층 경계에 스며들어 전계가 걸릴 때 자라는 열화다.

수트리가 자라면 유전손실이 커져 tanδ가 증가하고 누설전류가 늘어난다.

공극이 생기면 그 안에서 부분방전이 발생한다. 부분방전은 절연 파괴 전 단계의 신호다.

그래서 측정량의 증가 경향과 기준값 비교로 절연 상태를 판정한다.

정전 진단과 활선 진단

진단은 케이블을 정전하는지 여부에 따라 정전 진단과 활선 진단으로 나뉜다.

정전 진단은 시험전압을 인가하므로 정밀하지만 정전이 필요하다.

활선 진단은 운전 중 신호를 측정하므로 정전 없이 추세를 관리할 수 있다.

정리하면 정밀 판정은 정전 진단, 추세 감시는 활선 진단이 맡는다.

판정 기준

판정은 측정값을 기준값과 비교해 양호, 주의, 불량으로 나눈다.

직류누설전류는 누설전류 크기와 성극비로, tanδ는 구간 기준으로 판정한다.

이 표의 값은 기고 문헌의 기준이며 해당 시방서 기준과 대조해야 한다.

판정 기준은 법령값이 아니므로 적용 전에 시방서와 확인한다.

성극비 계산 예제

성극비는 인가 후 1분 후 전류를 10분 후 전류로 나눈 값이다.

가령 1분 전류 12μA, 10분 전류 10μA이면 성극비는 1.2이다. 양호에 해당한다.

반대로 1분 전류 9μA, 10분 전류 10μA이면 성극비는 0.9로 불량이다.

두 값 모두 1 안팎의 범위라 계산이 타당하다.

헷갈리는 점과 한계

앞의 문제 답은 불량이다. 성극비 0.8은 1 미만이기 때문이다.

직류 시험은 전압이 높아 반복 측정 시 절연 손상을 유발할 수 있다.

tanδ는 케이블이 길면 전자유도 영향으로 오차가 커진다.

국부 열화는 평균적인 tanδ 값에 묻혀 작게 측정될 수 있다.

정리

앞의 문제 답은 주의다. tanδ 0.3%는 0.2~0.5% 구간에 속하기 때문이다.

정리하면 정전 진단은 정밀 판정에, 활선 진단은 추세 감시에 쓰인다.

두 방식을 병행하고 측정 이력을 쌓으면 열화 추이로 교체 시기를 정할 수 있다.