송전선로 구성 시 고려사항

가공선로와 지중선로의 정의

 

송배전 선로를 구성하고자 할 때는 가공선로와 지중선로를 이용한다. 일반적으로 송전선로는 가공전선로를 사용하며, 지지물과 전선 및 케이블, 애자 및 가선 금구류로 구성되어 있다. 가공선로란 높은 전주, 철탑 등을 애자 등의 지지물로 하여 공중에 가설한 전선로를 말하며, 지중선로란 땅 속에 매설한 전선로를 말한다.

1) 전선의 종류

전선이란 전력 또는 전기신호를 보내기 위해 사용되는 선류를 전선이라고 한다. 이러한 전선은 나선과 절연선이 있으며, 나선은 구리로 만드는 것이 일반적이나 용도에 따라 알루미늄선과 강선 등도 사용된다. 나선은 다시 단선과 연선으로 나누어지고 절연전선은 나선의 겉 부분을 고무, 비닐, 면, 에나멜과 같은 절연 물질로 감아놓은 것이다. 가공 송전선로용의 전선으로는 경동연선과 강심 알루미늄 연선이 많이 사용되고 있다. 전선을 선택할 때는 도전율이 크고, 기계적 강도가 높으며, 내부식성이 있어야 한다. 또한, 유연성이 크야하고 비중이 작으며 가격이 저렴해야 경제적이다. 마지막으로 가선이 용이하여야 작업 시간이 단축된다.

2) 복도체

발전소에서 생산한 전기를 송배전 선로를 이용하여 송전하게 되는데 고전압의 송전선에서는 전선 주변의 전기장이 강하기 때문에 코로나 방전이 생기고 이로인해 전력 손실과 라디오 주파수에 잡음을 일으키는 장애가 발생한다. 복도체는 코로나 방전이 일어나는 것을 방지하기 위해 설치하는데 철탑에 연결된 송배전 선로를 보면 하나의 상에 연결된 도체의 수가 2개 이상인 것을 복도체라고 한다. 복도체를 이용하면 전선의 등가 반지름이 증가하므로 인덕턴스는 감소하고 정전용량은 증가하여 안정도가 향상된다. 또한 코로나 발생을 억제한다. 복도체의 간격을 일정하게 유지하기 위해서는 스페이서를 사용하는데 이 스페이서는 소도체의 상호 접근과 충돌을 방지하기 위해 사용된다.

3) 전선의 굵기 선정

전선의 굵기를 선정할 때는 가장 중요한 것이 경제적인가이다. 그렇기에 켈빈의 법칙을 이용하여 전선의 굵기를 계산하게 되는데 전선의 단위길이당의 연간 손실 전력량의 비용과 건설 시 구입한 전선의 단위 길이당의 이자와 감가상각비를 가산한 연간 경비가 같게 되는 전선의 굵기를 말한다.

 

4) 전선의 이도

가공전선로에는 바람, 온도, 빙설 등의 날씨 영향을 많이 받아 흔들리거나 수축되고 쳐지는 등 전선에 변화가 일어나게 되는데 이것을 방지하기 위해 적절한 이도를 주어야 한다. 이도란 전선의 지지점을 연결하는 수평선으로부터 최대 수직길이를 말하는데 전선의 이도가 없는 경우는 날씨 상태나, 기후변화 등에 의해 전선의 장력이 증가하게 되고 이로 인해 전선이 단선되는 사고가 발생할 수 있다. 이러한 이도는 지지율의 높이를 결정하는 중심이 된다. 이도가 너무 크면 전선이 좌우로 흔들려 지락사고가 발생한다. 또한 이도가 너무 작으면 전선의 장력으로 인해 단선이 발생하는 것이다.

5) 전선의 진동

전선과 직각방향으로 미풍이 불어오는 경우 그 전선 배후에 와류가 생기고 와류로 인해 수직방향으로 진동하는 교번력이 생긴다. 이러한 현상은 ACSR 등과 같이 전선의 지름이 크고 가벼운 전선의 경우 쉽게 발생한다. 진동이 지속되면 지지점에서 전선의 피로현상이 발생하여 단선까지 가게 된다. 이러한 현상을 억제하기 위해서는 전선의 지지점에 가까운 곳에 추를 달아서 진동을 감소시키는 방법과 지지점 부근의 전선을 보강하는 방법이 있으며, 가공지선에 별도의 선을 첨가하여 보강하는 방법 등이 있다.

 

복도체를 사용하는 경우는 소도체의 간격을 유지하기 위해 스페이서를 사용한다. 이 스페이서는 댐퍼의 기능을 겸하는 스페이서 댐퍼를 설치하면 공사비를 절감할 수 있어 경제적이다. 전선 주위에 부착된 경우 빙설이 어떤 원인으로 떨어지면 전선이 갑자기 장력을 잃게되어 반동적으로 도약하면서 상부 전선과 접촉하여 단락사고를 일으키는 수가 있다. 이를 방지하기 위해 철탑에 전선의 오프셋을 충분히 취하도록 한다. 오프셋이란 수직 배치된 전선 상호 간의 수평거리의 차이를 말한다.