CN/CV 전력케이블

정의

CN/CV 케이블은 도체 위에 XLPE 절연체를 입히고 그 위를 중성선과 외장으로 감싼 특고압 전력케이블이다.

절연체가 견뎌야 할 전기 스트레스가 커지므로 케이블 구조가 전계를 고르게 만드는 것이 핵심이다.

CN/CV는 여기에 동심중성선을 더해 지락 전류 귀로와 차폐 기능을 함께 갖춘 케이블이다.

구조와 층

구조는 도체, 내부 반도전층, 절연체, 외부 반도전층, 차폐층, 시스 순서로 이루어진다.

내부와 외부 반도전층은 절연체 표면의 전계 집중을 줄여 전계를 고르게 한다.

절연체는 가교폴리에틸렌(XLPE)이며 전압 절연과 내열성을 맡는다.

차폐층은 누설전류의 통로와 접지 경로가 되고, 시스는 기계적·환경적 보호를 맡는다.

열화 경로

열화는 절연체 내부 결함에서 시작한다. 공극에 전계가 집중되면 부분방전이 발생한다.

부분방전이 지속되면 탄화점이 생기고, 전기트리가 성장한다.

탄화채널이 형성되면 절연파괴가 급속히 진행된다.

그래서 설계와 진단은 모두 부분방전을 억제하고 감지하는 방향으로 이뤄진다.

CV와 CNCV 비교

CV와 CNCV는 절연체가 같고, 차이는 동심중성선의 유무에서 나온다.

CV는 금속 차폐만 가진 구조라 단심 지중선로에 많이 쓴다.

CNCV는 동심중성선이 중성선 역할을 겸해 다심 배전계통에 적합하다.

CNCV는 중성선의 단면적과 접지 저항을 설계 조건에 맞춰야 한다.

시스 유기전압 계산

앞 문제의 정답은 CNCV다. 이제 시스 유기전압을 계산 예제로 검토한다.

시스 유기전압은 단위 길이당 전압에 구간 길이를 곱해 구한다.

단위 길이당 0.2V/m에 구간 길이 400m를 곱하면 80V가 된다.

80V는 100V 이하 기준 안이라 감전 위험 측면에서 허용 범위다. 사례는 가상의 예다.

진단과 정리

진단은 운전 중 측정하는 온라인 진단과 정전 후 시험하는 오프라인 진단으로 나뉜다.

온라인 진단은 부분방전, 온도, 시스 전류를 운전 중에 측정한다.

오프라인 진단은 정전 후 외부 전압을 가해 내전압 시험과 부분방전 측정을 한다.

측정값을 장기간 축적해 추세로 판단하는 것이 핵심이다. 두 진단을 병행한다.