전력설비 고장타입과 전력케이블 부분방전 진단기술

전력설비 고장타입과 전력케이블 부분방전 진단기술

전력설비 고장 타입

전력설비의 고장 타입은 크게 세가지로 나눌 수 있습니다.

먼저 초기 고장의 타입입니다. 이는 설비 운영 초기 시 외부적인 환경 요인에 적응하지 못해 발생하는 문제 또는 설계, 제작 결함 및 시공 문제로 발생됩니다. 이 기간은 시간이 경과함에 따라 고장율이 저하되는 특징이 있습니다..

두번째로는 우발 고장에 의한 고장 타입입니다. 초기 고장 시기가 지나면 시간의 경과에 상관없이 일정기간 동안 계속되며 우발적인 고장이 발생되는 경우입니다. 이 기간은 고장율이 낮으며, 주기적 진단으로 안정된 운전을 할 수 있습니다.

마지막으로 열화 및 마모에 의한 고장인데요, 이는 구성 부품의 열화나 마모에 의해 발생되며, 시간이 증가함에 따라 고장율이 증가하고 설비의 기능 유지 및 수명 연장을 위한 정밀진단이 필요한 단계입니다.

여기서는 마지막 타입인 열화 및 마모에 의한 고장을 예방 할 수 있는 전력케이블 부분방전 진단에 대해 알아보도록 하겠습니다.

전력케이블 부분방전 진단 기술이란

배전반, 변압기, GIS(Gas-Insulated Switch gear: 가스절연개폐장치), Cable 등의 사고는 제작 불량, 사용기간 경과에 따른 마모, 열화 및 접촉 불량에 의해 고장을 유발합니다. 주기적 진단 및 정밀점검 등을 통해 사고 요인을 어느 정도 파악 할 수 있으나 진단방법 및 기기 상태 분석에는 한계가 있기 때문에 전력케이블 부분방전 기술을 통한 예지 정비가 필요합니다.

전력케이블 부분방전 진단 기술이란 활선상태에서 전력케이블 내부 이상 시 발생되는 부분방전 신호를 센서와 부분방전 신호취득 장치를 통하여 실시간으로 전력케이블의 상태를 감시 분석·진단하는 시스템입니다.

케이블 부분방전은 케이블에 국부적으로 분포하는 전하를 갖는 전자기적 펄스로서, 케이블을 따라 전파됩니다. 접지선에 HFCT(High Frequency Current Transformer : 고주파 전류 변환기)를 설치하여 고주파 대역의 부분 방전을 검출합니다. 진단장치는 HFCT를 케이블 종단부의 접지선을 관통 시켜 케이블 열화 시 발생되는 200kHZ~25MHZ 대역의 고주파부분방전을 검출하는 것입니다.

전력케이블 부분방전 진단 기술 실효성

부분방전은 케이블 고장의 전조 증상입니다. 이를 모니터링함으로써 사전에 발견할 수 있다면 케이블 고장을 예방하고 적기 교체 계획을 수립할 수 있습니다. 그러나 부분방전은 발생했다가 사라졌다하는 현상이 반복적으로 나타날 수 도 있습니다. 케이블에 이상이 발생해도 부분방전이 소멸하는 시점에 검사할 경우 문제가 발견되지 않기 때문에 상시 모니터링 시스템을 갖추는 것이 적절합니다. 간혹 업계에서 부분방전 모니터링이 큰 효과가 없다는 지적이 나오는 이유도 이 같은 부분방전 잠복기의 영향이 적지 않을 것입니다. 부분방전의 경우 신호가 매우 작기 때문에 모니터링 시 라디오 주파수 등과 겹치는 경우도 적지 않은 것으로 나타났습니다. 이와 관련 오신호를 포착하는 것을 예방하기 위해 안테나를 바깥에 설치, 노이즈 신호를 측정한 뒤 부분방전 센서의 주파수와 비교해 외부 노이즈를 제거하는 방법도 있습니다. 활선 상태에서의 부분방전 모니터링 기술은 최근 수년 간 현장에 일부 도입되고 있지만 여전히 안정되지 않았다는 평가를 받고있습니다.
“전력케이블을 진단하는 기술은 여러 가지가 있으며, 부분방전 모니터링이 만능은 아닙니다. 그러나 부분방전이 검출된다면 틀림없이 이상이 있는 것이며 부분방전이 검출됐으나 문제를 찾지 못하는 것은 진단하는 업체의 능력보다는 잠복기와 노이즈 등 여러 요인의 영향 때문입니다.
부분방전 모니터링 시스템을 통해 지속적으로 관찰하고 빅데이터화함으로써 관리한다면 틀림없이 유의미한 결과를 낼 수 있을 것입니다.