일반기술

다기능 컴팩트형 22.9KV 지중배전선로 준공시험장치 및 기술개발

지중 전력케이블의 포설후 준공시험은 새로 포설된 케이블의 장기 신뢰성을 좌우하는 매우 중요한 검사로서, 국내의 경우에는 22.9 kV CN/CV 지중 배전선로에 대해 46 kV의 직류 고전압을 10 분간 인가하는 직류 전압시험을 사용해 왔다. 그러나, 직류 전압시험은 케이블에 존재하는 상당히 큰 결함조차도 검출하지 못할 뿐 아니라, 직류 고전압의 사용으로 인해 케이블에 새로운 손상을 입혀 시험 후 교류 전압 통전시에 사고가 일어나는 등 문제가 도출되었다. 이에 따라, 본 연구에서는 한국전력 전력연구원의 지원으로 새로 포설된 지중 배전 케이블에 존재하는 결함을 적절히 검출할 수 있는 새로운 지중 전력케이블 준공시험 장치를 개발하였다. 새로 개발된 지중배전선로의 준공시험 장치는 세계 최초로 진동파 전압시험과 개폐충격파-부분방전 시험을 병행할 수 있도록 고안되었으며, 인버터를 이용하여 고전압을 발생시키기 때문에 장치 크기의 컴팩트화가 가능하였다. 준공시험으로 진동파 전압시험을 적용할 경우에는, 시험대상 케이블을 55 kV의 직류 고전압으로 충전시킨 뒤 인덕턴스를 통해 방전시켜 약 3 ∼ 6 kHz의 주파수를 갖는 진동파 전압이 시험대상 케이블에 가해지도록 한다. 이러한 진동파 전압을 반복하여 50회 인가하였을 때 케이블이 견뎌내면 양호한 것으로 판단된다. 만일 케이블에 결함이 존재하면 인가되는 진동파 전압으로 인해 결함에서 절연파괴가 일어나게 되고, 시험장치에 경보가 울리도록 되어있다. 모든 시험은 자동 및 수동으로 수행될 수 있다. 아울러, 개폐충격파-부분방전 시험은 약 30 kV 정도의 개폐충격파 전압을 시험대상 케이블에 인가하여 부분방전의 발생 여부를 파악하는 방법이며, 5 회의 반복 시험에서 부분방전이 검출되지 않으면 케이블이 건전한 것으로 판단한다. 이 방법 역시 시험장치의 컴팩트화와 아울러 상당히 경제적이다.이 지중 배전선로용 준공시험 장치가 개발됨으로써 국내 22.9 kV 지중배전선로에 대한 준공시험을 보다 정확하고 안전하게 수행할 수 있게 되었으며, 국내에서의 적용은 물론 시험장치의 수출 및 Turn-Key 방식의 해외 지중배전선로 공사에도 적용할 수 있어, 범세계적으로 장치의 보급과 활용이 파급되리라 기대된다.