동심중성선 케이블


동심중성선 케이블

극속한 경제 발전과 국민생활 수준 향상으로 국내발전설비는 계속해서 단락용량이 증가하는 추세이고, 지락 및 단락등 고장전류 증가로 수용가의 인입선로 선정에 관심을 가져야 한다

또한 기존 케이블 경년 변화로 인하여 열화 등으로 트리열화에 따른 공급신뢰도 저하로 부하측의 재산 및 인명의 막대한 손실을 초래할 수 있다

인입케이블은 기본 차수층에서 난연성 , 트리보호용으로 진화되고 있는 추세이다.

구성

XLPE 케이블의 구조

1)도체

  • KSC3101에 적합한 연동 소선들을 원형으로 압축성형한다
  • 수밀형에서 소선틈 사이에는 적당한 수밀 컴파운드를 충전한다.

2)내부 반도전층

  • 반도전층 컴파운드를 도체와 동심원상으로 압출성형하며, 대(大)도전체의 경우 표면을 평활하게 하기 위하여 도체와 반도전 압출층 사이에 반도전성 테이프 등의 분리재를 사용할 수도 있다.
  • 도체면의 전하분포를 고르게 하여 절연체의 절연내력을 향상시킨다

3)절연체

  • 가교폴리에틸렌(XLPE)을 내 외부 반도전층과 3중 동시 압축성형하고 건식가교 한다. XLPE(CrossLinkedPolyethlene)은 내열, 내오존, 내코로나 등의 특성이 우수하다
  • 수트리억체형은 가교폴리에필렌에 특수한 첨가제를 첨가하여 수트리 현상을 억제할수도 있도록 특성을 개선한 것이다
  • 수트리를 억제할수 있는 방법에는 절연체 내에서는 Void가 함유하는 물을 흡수하는 친수기성기를 가지는 첨가제를 절연재료에 첨가하는 방법, 수트리발생을 억제하기위한 첨가제로 Organometallic Compound를 첨가하는 방법 등 여러가지가 있으나 주로 Organometallic Compound를 첨가하는 방법이 사용되고 있다.

4)외부 반도전층

  • 반도전성 컴파운드를 압출성형하며 절연체와는 분리 가능하다
  • 전기력선의 분포를 개선하여 절연체의 절연내력을 향상시킨다.

5)중성선 차수층

물이 침투하면 흡수하여 자기부풀음 특성을 가지는 테이프를 사용하여 (발포성 차수테이프라 한다) 외부 반도전층과 중성선 사이는 전기적으로 연결시키기 위하여 반도전성 부풀음 테이프를 감아 주로, 중성선과 시스 사이는 비도전성 부풀음 테이프를 감아준다.

6)중성선

KSC 3101에 적합한 연동선들을 도체 단면적의 1/3만큼 동심원형으로 꼬아 붙인다.

7)시스

  • 일반 케이블에서 PVC컴파운드를 압출성형한다
  • 난연성 케이블인 FR-CNCV에서는 무독성 난연수지를 압출성형한다

동심중성선 CV케이블의 종류

http://ftz.kr/2021/02/2826/

구조상의 변천과정에 따라 종류와 특징을 기술한다

1)CVCN

  • 한국전력공사 표준 규격에서 정한 중성선층의 수밀처리가 되지 않은 동심중성선CV케이블을 말한다. 전에는 일반수용가에 사용되었지만 시설기준의 강화에 따라 근래에는 사용되지 않는다
  • CVCN : 동심중성선 가교 폴리에틸렌절연 비닐시스 케이블
    XLPE Insulated, Concentrix Netutral Conductor And PVC Sheathed power Cable

2)CNCV

  • 한국전력공사 표준 규격에서 정한 중성선층의 수밀처리가 된 동심중성선 CV케이블을 말한다. 중성선층 안쪽과 바깥쪽에 발포성 차수테이프(부풀음 테이프)를 사용한 것이다. CNCV는 현재에도 사용되고 있으나 CNCV-W로 대체되고 있다
  • CNCV : 동심중성선 가교 폴리에틸렌절연 차수형 비닐시스 케이블
    XLPE Insulated, Concentrix Netutral Conductor With Water Blockung Tapes And PVC Sheathed power Cable

3)CNCV-W

  • 중성선층의 수밀처리 외에 도체부분까지 수밀처리한 케이블을 말한다.
  • 도체를 구성하는 원형소선을 압축연선하고, 수밀 컴파운드를 소선 사이에 충전하여 도체에 수분침투를 방지하는 구조이다
  • CNCV-W : 동심중성선 가교 폴리에틸렌절연 수밀형 비닐시스 케이블

4)FR-CNCO

  • CNCV에서 비닐시즈(재질:PVC)를 무독성 난연시즈로 대체한 것이다.
  • 무독성 난연수지로서 할로겐 프리 폴리올레핀이 사용되고 있다.
  • 근래에 케이블트레이 배선 시 난연기준 강화에 따라 많이 사용되고있다
  • FR-CNCO : 동심중성선 가교 폴리에틸렌 절연 폴리올레핀시스 난연 케이블

5)TR-CNCO

  • CNCV에서 절연체로 사용되는 가교폴리에틸렌을 수트리 억제형 가교 폴리에틸렌으로 대체한것이다.
  • 가교폴리에틸렌에 특수한 첨가제를 첨가하여 수트리(Water Tree)현상을 억제할 수 있도록 특성을 개선한 것이다.
  • TR-CNCO : 동심중성선 수트리 억제형 가교 폴리에틸렌절연 비닐시스 난연케이블

6)FR-CNCO-W

  • CNCV-W의 시즈를 PVC 대신 할로겐 프리 폴리올레핀을 사용한 것이다. 근래에 많이 사용되고있다
  • FR-CNCO-W 동심중성선 가교 폴리에틸렌절연 수밀형 폴리올레핀시스 난연 케이블

7)TR-CNCV-W

  • CNCV-W에서 절연체로 사용되는 가교폴리에틸렌을 수트리 억제형 가교폴리에틸렌으로 대체한것이다. .
  • TR-CNCV-W : 동심중성선 수트리 억제형 가교 폴리에틸렌절연 수밀형 비닐시스케이블

동심중성선 굵기 산정방법
(배선규정 참조)

1)지락전류 계산

\[I_g=\frac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}[A]\]

2)접지선 굵기 계산

나동선 접지선 굵기 계산

\[A=\sqrt{\frac{8.5\times 10^{-6}\times t}{\log (1+\frac{\theta}{274})}}\times I_s[mm^2]\]

전력케이블의 차폐층 접지

1)차폐층의 유기전압

  • 정전유도
    전력케이블과 통신선과의 상호 커패시턴스에 의해 정전적 결합에 의한 정전유도현상 발생
  • 전자유도
    전력케이블과 통신선과의 인덕턴스에 의한 전자적 결합에 의한 전자유도현상이 발생되어 전력손실, 인체감전이 발생하므로 이를 제거하기 위하여 케이블 종단부에 차폐층 접지

2)차폐층 설치원리 및 접지방식

  • 설치원리
    전력케이블과 피유도체 사이에 다른 접지도체가 있으면, 전계 혹은 자계를 약하게 하는 작용을 하는데 이 접지도체를 차폐체라고 하며, 그 효과를 차폐계수 k로 나타낸다
\[k=\frac{V’}{V}\]

V’ : 차폐도체가 있을 때의 유기전압,
V : 차폐도체가 없을 때의 유기전압

  • 차폐층 접지방식

3)효과

  • 상시 유도전압의 제한 :
    전력케이블 상시 운전 시 회로의 불평형으로 통신선의 길이 방향으로 생기는 상시유도 전압의 감소
  • 상시 유도 잡음전파의 제한 :
    통신회로 선간에 나타나는 상시 유도 잡음점압을 제한하여 통화 품질의 향상, 제어관계 기기의 오동작방지
  • 이상시 유도전압의 제한 :
    단락, 지락사고 시 어떤 정상 상태에서 다른 이상 상태로 변해가는 과정에서 통신선의 길이 방향으로 생기는 이상시 유도전압 감소

사용기기의 선정
사용기기의 선정L(전선)

동심중성선 케이블
초전도 케이블
케이블의 절연과 열화
수트리
케이블의 단절연
케이블 손실
케이블의 시험에 대표적으로 적용되는 항목8가지


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