GIS 가스절연개폐장치 장·단점과 진단

GIS란 무엇인가

가스절연개폐장치는 접지된 금속용기 안에 SF6 절연가스를 채운 개폐설비다.

차단기, 단로기, 접지개폐기, 모선을 금속용기 하나에 밀폐해 집적한다.

공기 대신 가스를 써서 같은 전압을 훨씬 좁은 공간에서 견딘다.

구성요소와 절연·소호 원리

구성요소는 모두 금속 외함 안에 있어 외부 오염과 염해의 영향이 적다.

절연과 소호의 원리는 SF6 가스의 높은 절연내력과 아크 소호 성능이다.

SF6는 자유전자를 흡착하고, 전류 영점에서 빠르게 재결합시켜 전류를 차단한다.

가스 압력은 일반적으로 게이지압 0.4~0.5MPa 범위로 유지하는 것이 핵심이다.

차단 동작 절차

차단 동작은 보호계전기가 고장을 검출해 차단 신호를 보내며 시작한다.

차단기 접점이 열리며 아크가 생기고, 고온 아크에 SF6 가스가 분해된다.

전류가 영점을 지나면 아크가 소멸하고 접점 사이 절연이 회복된다.

마지막으로 가스 밀도 감시 장치가 압력과 상태를 기록한다.

GIS와 AIS 비교

GIS 장점은 설치 면적 감소, 기후·오염 영향 차단, 보수 주기 연장이다.

외함 안에 절연 가스가 밀폐되어 염해와 먼지에 의한 절연 저하가 적다.

단점은 SF6 온실가스 문제, 높은 초기 투자비, 긴 복구 시간이다.

그래서 채점에서는 면적 이점과 SF6 관리 부담을 함께 제시해야 한다.

진단 기법

GIS는 밀폐 외함 때문에 내부 상태를 외부에서 직접 보기 어렵다.

그래서 부분방전, 분해가스, 수분과 밀도를 간접적으로 감시한다.

부분방전은 절연 저항 측정과 다르다. UHF 전자파, 초음파, 과도대지전압으로 검출한다.

측정 결과는 과거 측정값과 비교하는 추이 관리로 판정한다.

흔한 실수와 채점 포인트

시험에서 자주 나오는 실수를 짚어 보자.

첫 번째 실수는 부분방전 측정을 절연 저항 측정과 같다고 쓰는 것이다.

두 번째는 열화 원인을 한 덩어리로 쓰는 것이다. 전기적·기계적·열적·환경적으로 나눈다.

세 번째는 SF6 분해가스 진단, 네 번째는 수분 측정을 빠뜨리는 것이다.

정리

정리하자. GIS는 SF6 가스를 절연매질로 쓴 밀폐형 개폐장치다.

장점은 소형화·신뢰성·오염 차단, 단점은 SF6 온실가스와 고가다.

시험에서는 장단점, 진단기법, 관리 항목, 유의사항을 함께 묻는다.