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가공전선로의 진동의 원인과 대책

가공전선로의 진동의 원인과 대책
[72-2] 가공 송전선로에서 바람으로 발생하는 진동현상의 종류와 방지대책에 대하 여 설명하시오.

미풍 진동

1) 발생원인

가공송전선로에 5[m/sec] 정도의 미풍이 전선과 직각에 가까운 방향으로 불 때에는 그 전선주위에 공기의 소용돌이가 생기고 이 때문에 전선의 연직방향에 교번력이 작용해서 전선은 상하로 진동하게 된다.
이 진동수가 전선의 경간 및 단위 길이 당 무게 등에 의해서 정해지는 고유진동수와 같게 되면 공진을 일으켜서 진동을 유지하게 된다.

2) 영향

이와 같은 현상을 가공송전선로에서 전선의 진동(Conductor vibration)이라고 하는데 이 진동이 계속되면 전선은 지지점에서 반복되는 응력을 받아서 피로현상을 나타내고 드디어는 단선사고나, 철탑과 같은 지지물에 취부되어 있는 볼트 조임을 이완시켜 본래의 강도를 저하시키게 된다.

3) 방지 대책

⦁진동에너지 흡수: Stock-bridge damper, Spacer damper, Tortional damper
⦁지지점 응력 완화: Armour rod(동일한 재질의 전선을 보강하여 묶음)

스톡브릿지 댐퍼
스페이서 댐퍼

도약(Sleet Jump)

1) 발생원인

어떤 원인으로 전선에 부착했던 빙설이 떨어지면 갑자기 장력을 잃게 되어 반동적으로 높게 뛰어 오르면서 상부 전선과 접촉해서 단락사고를 일으킨다. 전선에 붙은 빙설은 전선의 온도, 바람 등 어떤 조건이 되면 거의 일제히 탈락한다.

2) 영향

지상의 전선, 지선, 병가 통신선에 접근하여 단락 또는 지락되어 이로 인한 용단, 소선의 절단이 생기는 경우가 있다. 또 내장 경간의 경우에는 전선 도약시 장력이 크게 변하게 되어 완금이나 지지물에 휨 등을 유발시키는 경우도 있다.

3) 방지대책

⦁철탑의 Off-set을 충분히 한다.

→ 상-중-하 수평 이격거리, 수직선간 이격거리를 크게

⦁경간 단축

⦁가능한 빙설의 영향이 적은 Route 선정

전선이격거리(철탑)
154 [kV]A [mm]B [mm]C [mm]
보통지역7,0009,2007,200
다설지역8,00014,10010,300

갤로핑(Galloping)

1) 발생원인

주로 복도체(다도체)에서 발생하며, 착빙설에 의해 공기역학적 비대칭성이 되고, 강풍에 의해서 양력이 생기면 상하진동, 진폭이 큰 진동을 하기 때문에 단락사고의 원인이 된다.

2) 특징

⦁진동 주파수 : 0.1~0.5Hz 정도, 진폭 : 수십[m]

⦁장력이 커서 Spacer, 애자 금구류의 피로 유발

3) 갤로핑의 크기 결정요소

경간, 전선의 종류, 전선 지지점의 강성 및 장력, 착빙현상, 착빙중량, 착빙의 경간내 분포, 바람의 변동 및 분포 등의 많은 요인에 의하여 결정된다.

4) 방지 대책

⦁상간 절연 Spacer를 채용하여 선간단락을 방지한다.

⦁Damper 채용으로 진동 흡수

⦁매끈한 전선, 난착빙 Ring 채용

⦁Galloping이 발생하기 어려운 장소로 Route 선정

갤로핑현상과 상간절연스페이서

서브스판(Sub-Span) 진동

다도체 방식의 고유 진동현상으로, 후류중의 소도체가 공기역학적으로 불안정하게 되어 발생하는 자여진동현상으로 갤로핑과 동일한 대책이 필요하다.

코로나 진동

1) 코로나 발생으로 전선은 진동하며 진폭은 수 cm정도이다.

2) 방지대책

코로나 임계전압을 증가시키기 위해서 굵은 전선을 채용하거나 등가적으로 동일한 효과를 낼 수 있는 복도체의 채용

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