전기기사실기(단답형) 전선로 해설 페이지

1) 코로나잡음 2) 소호 리액터의 소호능력 저하 3) 전선 부식 4) 통신선의 유도장해 5) 효율 저하 및 손실 발생

[해설]

코로나 방전은 전선 표면 주위 공기가 국부적으로 절연파괴를 일으키는 현상으로, 여기서 발생하는 고주파 잡음·손실·부식이 각각 다른 형태의 장해로 나타난다.

• 코로나 방전 시 발생하는 고주파 성분이 라디오·통신 수신에 잡음(코로나 잡음)을 유발한다.
• 코로나에 의한 저항분 전류가 소호 리액터의 정상적인 소호 동작을 방해해 소호능력을 저하시킨다.
• 방전에 의한 오존·질산 생성물이 전선 표면을 산화시켜 부식을 촉진한다.
• 코로나 방전 자체가 전력손실(코로나손)이어서 송전효율이 떨어지고, 고주파 전류가 인근 통신선에 유도장해를 일으킨다.

1) 복도체 사용 2) 지름이 큰 전선 사용 3) 가선금구 개량

[해설]

코로나는 전선 표면의 전위경도(전계강도)가 임계값을 넘을 때 발생하므로, 방지대책은 결국 전선 표면의 전위경도를 낮추는 것이 핵심이다.

• 여러 가닥의 소도체를 사용하는 복도체(다도체)를 채택하면 등가반지름이 커져 표면 전위경도가 낮아진다.
• 지름이 큰 전선을 사용하면 표면의 곡률이 작아져 같은 원리로 표면 전위경도가 감소한다.
• 가선금구(클램프 등)의 돌기를 줄이는 개량을 하면 국부적으로 전계가 집중되는 것을 막을 수 있다.

1) 안정도 증대 2) 코로나 손실 감소 3) 송전용량 증대

[해설]

복도체는 여러 가닥의 소도체를 사용해 전선의 등가반지름을 실질적으로 키우는 효과를 내며, 이로부터 코로나 저감과 송전특성 개선이라는 장점이 파생된다.

• 등가 인덕턴스가 감소하고 정전용량이 증가해 계통의 안정도가 향상된다.
• 표면 전위경도가 낮아져 코로나 손실과 코로나 잡음이 줄어든다.
• 선로의 리액턴스가 작아지므로 동일 전압에서 송전용량이 늘어난다.

1) 꼬임현상 및 소도체 사이에 충돌발생 2) 건설비 증가 3) 단락시 대전류가 흐르면 소도체 사이에 흡인력 발생

[해설]

복도체는 소도체가 여러 가닥이라는 구조적 특성 때문에 단도체보다 시공·유지관리 비용과 사고 시 전자기력 측면에서 불리한 점이 있다.

• 바람 등에 의해 소도체끼리 꼬이거나 충돌하는 현상(소도체 진동)이 발생할 수 있다.
• 스페이서 등 부속설비가 추가로 필요해 건설비가 증가한다.
• 단락사고로 대전류가 흐르면 소도체 사이에 전자기적 흡인력이 작용해 도체가 서로 부딪힐 수 있다.

1) 전력손실 경감 2) 전압강하율 경감 3) 전압변동율 경감 4) 전력공급 증대

[해설]

동일한 전력을 보낼 때 전압을 높이면 전류가 줄어들므로, 승압의 장점은 대부분 전류 감소에 따른 손실·전압변동 개선으로 설명된다.

• 전류가 줄어드는 만큼 저항손 $P = I^2 R$ 이 줄어 전력손실이 경감된다.
• 선로 임피던스에 의한 전압강하가 줄어 전압강하율이 낮아진다.
• 부하변동에 따른 전압변동률도 함께 줄어든다.
• 같은 굵기의 전선으로도 더 큰 전력을 보낼 수 있어 전력공급 능력이 증대된다.

1) 변압기, 차단기 등의 절연레벨이 높아지므로 기기가 비싸진다< 기기관점> 2) 전선로, 애자 등의 절연레벨이 높아지므로 건설비가 비싸진다<선로관점>

[해설]

승압은 전류 측면에서는 유리하지만 절연 수준을 높여야 하는 대가가 따르므로, 기기와 선로 양쪽에서 비용이 상승하는 것이 단점이다.

• 변압기·차단기 등 기기의 절연레벨이 높아져야 하므로 기기 가격이 비싸진다.
• 전선로·애자 등 선로 설비도 절연레벨을 높여야 하므로 건설비가 상승한다.

1) 소호리액터 접지시 직렬공진에 의한 이상전압 상승 방지 2) 통신선의 유도장해 경감 3) 선로 정수 평형 4) 각 상의 전압강하를 동일하게 한다

[해설]

연가는 3상 선로의 각 상이 선로 구간마다 위치를 바꿔가며 배치되도록 하여 각 상의 인덕턴스·정전용량을 균등하게 만드는 조치이다.

• 각 상의 선로정수가 같아지므로 선로정수 평형이 이루어지고 각 상의 전압강하도 동일해진다.
• 선로정수가 불평형이면 인접 통신선에 유도되는 전압도 불균형해지는데, 연가로 이를 상쇄해 통신선 유도장해를 줄인다.
• 소호리액터 접지 방식에서는 선로정수 불평형이 직렬공진을 일으켜 이상전압을 발생시킬 수 있는데, 연가로 이를 방지한다.

1) 주상변압기 탭 조절 2) 병렬콘덴서 설치 3) 직렬 콘덴서 설치 4) 고정 승압기 설치 5) 자동전압 조정기 설치

[해설]

배전선의 전압 조정은 변압비를 바꾸는 방법과 무효전력·리액턴스를 보상하는 방법으로 크게 나뉜다.

• 주상변압기의 탭을 조절하면 변압비가 바뀌어 2차측 전압을 직접 조정할 수 있다.
• 병렬(분로) 콘덴서를 설치하면 진상 무효전력을 공급해 전압강하를 줄인다.
• 직렬 콘덴서는 선로의 유도성 리액턴스를 상쇄해 전압강하를 줄인다.
• 고정 승압기나 자동전압조정기(SVR 등)를 설치해 전압을 직접 승압·조정할 수도 있다.

코로나가 발생하기 시작하는 최저 전압이다.
$E_0 = 24.3\,m_0\,m_1\,\delta\,d\log_{10}\dfrac{D}{r}\,[\mathrm{kV}]$
m₀: 전선 표면계수, m₁: 날씨계수, δ: 상대공기밀도, d: 전선 지름[cm], D: 선간거리[cm], r: 전선 반지름[cm]

[해설]

코로나 임계전압은 전선 표면의 전위경도가 공기의 절연파괴 강도에 도달해 코로나 방전이 시작되는 최저 전압을 의미한다.

$E_0 = 24.3\,m_0\,m_1\,\delta\,d\log_{10}\dfrac{D}{r}\,[\mathrm{kV}]$

여기서 전선 표면계수 $m_0$와 날씨계수 $m_1$은 전선 표면이 거칠거나 비·눈이 올 때 임계전압을 낮추는 저감계수이고, $d$는 전선 지름[cm], $D$는 선간거리[cm], $r$는 전선 반지름[cm]이다.

상대공기밀도 $\delta$는 기압이 낮고 기온이 높을수록 작아져 임계전압을 떨어뜨리므로 고지대·고온에서 코로나가 발생하기 쉽고, 반대로 전선이 굵을수록 임계전압이 높아져 코로나가 잘 발생하지 않는다. 굵은 전선·복도체를 코로나 방지대책으로 쓰는 이유가 여기에 있다.

내부 Z( 임피던스)가 없고, 전압의 크기·위상이 부하의 증감에 관계없이 불변하는 용량 무한대의전원

[해설]

무한대 모선은 실제로는 존재하지 않는 이상적인 전원 모델로, 계통 해석에서 부하 변동이 전원측 전압에 영향을 주지 않는다고 가정할 때 사용하는 기준점이다.

내부 임피던스가 0이므로 부하전류가 아무리 변해도 전압강하가 발생하지 않고, 전원 용량이 무한대이므로 전압의 크기와 위상이 부하의 증감과 무관하게 항상 일정하게 유지된다.

이 개념은 발전기 안정도 해석이나 단락용량 계산에서 계통을 단순화하기 위한 기준 전원으로 널리 쓰인다.

유도성 리액턴스를 보상하여 선로의 전압강하를 감소 시킴으로써 계통의 안정도를 증대시킨다

[해설]

직렬 콘덴서는 선로에 직렬로 연결되어 선로의 유도성 리액턴스를 용량성 리액턴스로 상쇄(보상)함으로써 전압강하를 줄이는 설비이다.

선로 리액턴스가 줄어들면 부하전류에 의한 전압강하($IX$ 성분)가 작아지고, 그 결과 송전단과 수전단 사이의 전압위상차 여유가 커져 계통의 안정도가 향상된다.

병렬 콘덴서가 역률 개선을 목적으로 하는 것과 달리, 직렬 콘덴서는 선로 자체의 리액턴스 보상이 목적이라는 점이 구분 포인트다.

- 전원측 1) 공급전압을 승압한다 2) 단락용량이 큰 계통에서 공급한다 3) 전용 계통으로 공급한다 - 수용가측 1) 부스터 설치 2) 직렬 콘덴서 설치 3) 직렬 리액터 설치

[해설]

플리커는 부하의 급격한 전류 변동(용접기·전기로 등)이 선로 임피던스에 전압강하를 일으켜 전압이 순간적으로 흔들리는 현상으로, 대책은 전원측에서 임피던스를 낮추는 방법과 수용가측에서 변동분을 흡수·보상하는 방법으로 나뉜다.

• 전원측: 공급전압을 승압하거나 단락용량이 큰(임피던스가 작은) 계통·전용 계통에서 공급하면 같은 전류 변동에도 전압강하가 줄어든다.
• 수용가측: 부스터나 직렬 콘덴서·직렬 리액터를 설치해 부하 변동에 따른 전압변동분을 상쇄·억제한다.

1) 직렬 콘덴서 방식 2) 3권선 보상변압기 방식

[해설]

플리커를 일으키는 부하의 무효전력(리액턴스분) 변동을 수용가측에서 직접 보상하는 방법으로, 선로 리액턴스를 상쇄하는 방식과 변압기 구조로 보상하는 방식이 있다.

• 직렬 콘덴서 방식은 선로에 직렬로 콘덴서를 넣어 부하의 유도성 리액턴스 변동분을 상쇄한다.
• 3권선 보상변압기 방식은 별도의 3차 권선으로 변동하는 무효전력을 흡수·보상해 전압변동을 줄인다.

모선 점검시에도 부하의 운전을 무정전 상태로 할 수 있어 전원공급의 신뢰도가 높다

[해설]

이중 모선은 하나의 모선 계통을 예비 모선과 함께 이중화한 구조로, 한쪽 모선을 점검·보수하는 동안에도 다른 모선으로 부하에 전력을 계속 공급할 수 있다는 점이 핵심 장점이다.

모선 절체(전환) 시에도 부하 운전을 정지시키지 않는 무정전 전환이 가능해 전원공급의 신뢰도가 높아진다.

1) 무정전 전력공급이 가능하다 2) 공급 신뢰도가 높다 3) 전압 변동률이 낮다 4) 부하증가에 대한 적응성이 좋다

[해설]

스폿 네트워크 방식은 2회선 이상의 배전선을 네트워크 변압기·네트워크 프로텍터를 통해 하나의 모선에 병렬로 연결하는 수전방식으로, 다중 공급경로를 갖는다는 점에서 여러 장점이 파생된다.

• 한 회선이 고장 나도 다른 회선이 즉시 부하를 이어받아 무정전 전력공급이 가능하고 공급 신뢰도가 높다.
• 여러 변압기가 병렬 운전되어 임피던스가 낮아지므로 부하변동에 따른 전압변동률이 작다.
• 병렬 회선이 여유용량을 제공하므로 부하증가에 대한 적응성이 좋다.

거리방항 계전기를 설치하여 어느 회선에서 모선 방향으로 고장전류가 유입되는지 파악하여 모선내 고장인지 외부고장인지를 판별하는 방식

[해설]

각 인출회선에 설치한 거리방향계전기가 고장전류의 유입 방향을 개별적으로 판정하고, 이 방향 정보들을 상호 비교해 모선 내부고장과 외부고장을 구분하는 모선보호 방식이다.

정상 시 부하전류는 모선에서 각 회선으로 유출되지만, 모선 내부에서 고장이 나면 모든 회선의 전류 방향이 일제히 모선 쪽 유입으로 반전되므로 이 반전을 검출해 고장을 판별한다.

반대로 외부(회선)고장에서는 사고 회선만 모선에서 빠져나가는 유출 방향이 되고 나머지 회선은 유입 방향이 되어 방향이 엇갈리므로, 모든 회선이 유입 방향이 되는 내부고장과 구별된다.

CT 2차측을 차동 접속 한 후 과전류계전기(OCR)를 설치한 것으로서 모선에 유입, 유출하는 전류의 총계가 다른것을 이용하여 고장을 검출하는 방식

[해설]

모선에 접속된 모든 회선의 CT 2차측을 차동 결선하여 유입전류와 유출전류의 차(합)전류가 0이 아니면 과전류계전기(OCR)가 동작해 고장을 검출하는 방식이다.

정상 상태나 외부고장에서는 각 회선에서 모선으로 들고 나는 전류의 총합이 이론상 0이 되어 계전기가 부동작하지만, 모선 내부고장이 발생하면 전류 평형이 깨져 차전류가 생긴다.

회선 수만큼 CT를 차동 접속해야 하므로 회선이 많을수록 CT 오차에 의한 오동작 가능성이 커지는 점이 방향비교방식과 다른 특징이다.

모선에 접속된 각 회선의 전류 위상을 비교하여 모선내 고장인지 외부고장인지를 판별하는 방식

[해설]

모선에 접속된 각 회선 전류의 위상을 서로 비교하여, 모든 회선의 위상이 일치하면 모선 내부고장, 어느 한 회선의 위상만 반대로 나타나면 외부고장으로 판별하는 방식이다.

모선 내부고장에서는 모든 회선이 고장점을 향해 모선으로 전류를 공급하므로 각 회선 전류의 위상이 서로 같아지지만, 외부고장에서는 사고 회선으로 전류가 빠져나가므로 그 회선만 나머지 회선과 위상이 약 180° 어긋난다.

전류의 크기가 아니라 위상 관계만으로 판정하므로 CT비 오차나 포화의 영향을 전류차동방식보다 적게 받는다.

1) 보수 업무가 비교적 적음 2) 도시에 적합 3) 차폐케이블을 사용해서 유도장해 경감 4) 보안 유지가 용이 5) 기상 여건에 영향이 없음

[해설]

지중전선로는 전선을 지하에 매설해 기상 조건의 영향을 받지 않고 도시 미관과 보안 유지에 유리하다는 점이 가공전선로 대비 핵심 장점이다.

• 바람·낙뢰·수목 접촉 등 기상 재해의 영향을 받지 않아 보수 업무가 비교적 적다.
• 지지물이 필요 없어 건물이 밀집한 도시 지역 시설에 적합하다.
• 차폐케이블을 사용해 통신선에 대한 유도장해를 경감할 수 있다.
• 전선이 노출되지 않아 감전·접촉 사고 위험이 적어 보안 유지가 용이하다.

1) 고장점 발견 및 복구가 어렵다 2) 공사기간이 길고 건설비가 비싸다 3) 송전용량이 작다 4) 신규수용에 탄력성이 없다

[해설]

지중전선로는 전선이 땅속에 있어 고장점을 찾기 어렵고 공사비가 비싸다는 점이 가공전선로 대비 핵심 단점이다.

• 고장 위치를 직접 눈으로 확인할 수 없어 발견과 복구에 시간이 오래 걸린다.
• 굴착·매설 공사가 필요해 건설비가 비싸고 공사기간이 길다.
• 방열 조건이 가공선보다 나빠 동일 굵기 대비 송전용량이 작다.
• 증설이나 이설이 어려워 신규 수용 증가에 탄력적으로 대응하기 힘들다.

1) 유효전력 및 무효전력 제어 2) 송배전선로 보호 및 기기보호 3) 전압의 변성과조정 4) 전압의 집중과 배분

[해설]

변전소는 발전소에서 생산된 전력을 수용가에 공급하기까지 전압을 변성·조정하고 전력 계통을 보호·제어하는 중계 설비이다.

• 부하 변동에 따라 유효전력과 무효전력을 제어해 계통 안정을 유지한다.
• 차단기·계전기를 통해 송배전선로와 변전기기를 사고로부터 보호한다.
• 변압기로 전압을 승압·강압하여 송전과 배전에 맞게 조정한다.
• 여러 계통에서 들어온 전력을 집중시킨 뒤 각 수용가로 배분한다.

계전기의 입력이 급변했을때 변화전 전기량을 일시적으로 잔류 시키는 것

[해설]

계전기의 기억작용(memory action)이란 입력량이 급변한 순간에도 판정 오류를 막기 위해 변화 직전의 전기량을 일시적으로 잔류시켜 판정에 이용하는 기능이다.

예를 들어 모선 근방 3상 단락사고처럼 전압이 순간적으로 0에 가깝게 떨어지면 방향판정 기준이 사라지므로, 고장 직전의 전압·위상을 짧은 시간 기억해 방향계전기가 올바른 방향을 판정하도록 돕는다.

1) 기기의 절연레벨 경감 2) 보호계전기의 확실한 동작 3) 지락사고선의 선택차단 4) 1 선지락시 건전상의 전위상승 억제

[해설]

송배전선로에서 중성점을 접지하는 목적은 이상전압을 억제하고 지락사고 시 보호계전기가 확실하게 동작하도록 하기 위함이다.

• 1선 지락 시 건전상의 전위 상승을 억제해 기기의 절연레벨을 경감할 수 있다.
• 지락전류를 크게 흘려 보호계전기가 확실하게 동작하도록 한다.
• 지락전류의 크기·방향을 이용해 고장 회선을 선택차단할 수 있다.

1선지락 시 건전상의 전위가 상전압의 1.3배 이하가 되도록 중성점을 접지한 것

[해설]

유효접지란 1선 지락사고 시 건전상의 전위 상승이 상전압의 1.3배 이하가 되도록 계통의 중성점을 접지하는 방식을 말한다.

중성점 직접접지처럼 지락전류를 충분히 크게 흘려 이상전압을 낮은 수준으로 억제함으로써 기기의 절연레벨을 경감할 수 있는 접지방식의 판정 기준으로 쓰인다.

1) 수용밀도가 높은 지역에 공급 될 경우 2) 뇌풍수해 등 사고에 높은 신뢰도가 요구될 경우 3) 보안상의 가공전선로를 건설할 수 없는 경우 4) 도시 미관을 중요시 하는 경우

[해설]

송전선로를 지중화하는 것은 수용밀도가 높은 도심에서 가공선로 건설이 곤란하거나 높은 신뢰도·미관이 요구될 때 선택하는 방식이다.

• 수요가 밀집한 지역에서는 부지 확보가 어려워 지중화가 불가피하다.
• 낙뢰·태풍 등 기상재해에 대한 높은 공급 신뢰도가 요구되는 경우 채택한다.
• 보안상 가공전선로 건설이 제한되는 구간에 적용한다.
• 도시 미관을 해치지 않아야 하는 지역에서 선호된다.

1) 핀 애자 2) 현수 애자 3) 저압 인류 애자 4) 라인포스트 애자 5) 인류 애자

[해설]

가공전선로에는 설치 목적과 전압에 따라 핀 애자, 현수 애자, 인류 애자, 라인포스트 애자 등 여러 형태의 애자가 쓰인다.

• 핀 애자는 저·고압 배전선로에서 완금 위에 고정해 전선을 직접 지지할 때 쓰인다.
• 현수 애자는 여러 개를 직렬로 연결해 쓰며, 연결 개수로 사용전압에 맞출 수 있어 특고압 송전선로에 주로 쓰인다.
• 인류 애자는 선로 끝단이나 인류 개소에서 전선의 장력을 지지물에 전달하며, 저압용은 저압 인류 애자로 구분한다.
• 라인포스트 애자는 핀 애자의 기계적 강도를 보강한 것으로 배전선로 직선 구간의 전선 지지에 쓰인다.

- 전력선측- 1) 중성점 접지를 할 경우 저항을 크게한다 2) 송전선로를 통신선으로부터 멀리 건설한다 3) 고속도 지락보호 계전방식을 채택한다 4) 지중전선로 방식을 채택한다 5) 차페선을 설치한다 - 통신선측 - 1) 통신선에 우수한 피뢰기 설치 2) 배류코일 설치 3) 절연변압기 설치 4) 전력선과 수직 교차 5) 연피케이블 사용

[해설]

통신선 유도장해 경감대책은 전력선측 대책과 통신선측 대책으로 나뉘며, 유도의 원인이 되는 전력선의 불평형 전류·전압을 줄이거나 통신선 쪽에서 유도된 잡음을 차단하는 방향으로 이루어진다.

• 전력선측: 중성점 접지저항을 크게 해 지락전류를 제한하고, 통신선과 이격거리를 확보하며, 고속도 지락보호로 고장 지속시간을 줄이고, 지중화나 차폐선 설치로 유도를 억제한다.
• 통신선측: 피뢰기·배류코일·절연변압기를 설치해 유도전압을 차단·흡수하고, 전력선과 수직으로 교차시키며 연피케이블을 사용해 자체 차폐 효과를 얻는다.

1) 좌우 진동예 의해 다른 전선이나 수목에 접촉할 우려가 있다 2) 지지물의 높이를 좌우 한다 3) 통신선이나 도로를 횡단할 겅우 접촉할 우려가 있다 4) 장력 증가시 심한경우 단선의 우려가 있다(이도가 작을경우)

[해설]

이도(弛度)는 전선의 처짐 정도로, 그 크기에 따라 전선의 안전성과 주변 시설물과의 이격 여유가 함께 좌우된다.

• 이도가 크면 좌우로 진동하다가 인접 전선이나 수목에 접촉할 우려가 있다.
• 이도가 크면 지지물을 그만큼 높게 세워야 하므로 지지물 높이를 좌우한다.
• 이도가 크면 도로나 통신선을 횡단하는 구간에서 접촉 사고 우려가 커진다.
• 반대로 이도가 작으면 전선의 장력이 커져 심한 경우 단선의 우려가 있다.

1) 직접 매설식 2) 관로식 3) 암거식

[해설]

지중전선로의 시설방식은 매설 방법에 따라 직접매설식, 관로식, 암거식 세 가지로 구분한다.

• 직접매설식은 트라프 등에 넣은 케이블을 땅속에 직접 묻는 방식으로 공사비가 저렴하나 재시공이 어렵다.
• 관로식은 미리 관로를 매설해두고 그 안에 케이블을 인입하는 방식으로 증설·보수가 비교적 쉽다.
• 암거식은 사람이 출입 가능한 지하 공동구에 케이블을 부설하는 방식으로 다수 회선을 수용할 때 쓰인다.

1) 알루미늄피 케이블 2) 가교 폴리에틸렌 절연비닐 시스 케이블

[해설]

특고압 지중전선에는 절연성능과 내열특성이 우수한 알루미늄피 케이블과 가교 폴리에틸렌 절연비닐시스 케이블(CV케이블)이 주로 사용된다.

알루미늄피 케이블은 금속 외피로 기계적 강도와 차수성을 확보하고, 가교 폴리에틸렌은 절연내력과 허용온도가 높아 특고압 대용량 송전에 적합해 특고압 지중선의 표준 케이블로 채택된다.

1) 대지전압 상승이 거의 없다 2) 변압기 단절연이 가능해서 부속설비의 중량, 가격을 경감시킬 수 있다 3) 피뢰기의 책무를 경감 시키고, 효과는 증대시킬 수 있다 4) 보호계전기 동작이 확실하다

[해설]

3상4선식은 중성선을 별도로 두어 대지전압을 상전압 수준으로 낮게 유지할 수 있는 것이 가장 큰 장점이다.

• 중성점이 접지된 중성선이 있어 대지전압 상승이 거의 없다.
• 변압기 단절연이 가능해 부속설비의 중량과 가격을 줄일 수 있다.
• 이상전압이 억제되어 피뢰기의 책무(부담)를 경감시키면서도 보호 효과는 높일 수 있다.
• 지락전류가 확보되어 보호계전기 동작이 확실하다.

1) 기기에 대한 충격이 크다 2) 차단기가 동작하는 일이 많다 3) 통신선에 유도장해를 일으킨다 4) 과도안정도가 나빠진다

[해설]

3상4선식은 중성점이 직접 접지되어 있어 지락사고 시 지락전류가 커지는 것이 각종 단점의 근본 원인이다.

• 큰 지락전류로 인해 기기에 가해지는 전기적·기계적 충격이 크다.
• 지락사고가 잦아 차단기가 동작하는 빈도가 많아진다.
• 큰 지락전류가 흐르면서 인접 통신선에 유도장해를 일으킨다.
• 지락전류 차단에 따른 계통 충격으로 과도안정도가 나빠진다.

1) 기계적강도가클것 2) 절연내력이 클 것 3) 누설전류가 적을 것 4) 가격이 저렴할 것 5) 내구력이 클 것

[해설]

전선로용 애자는 절연물로서 전선을 지지하는 동시에 대지와 절연을 유지해야 하므로 기계적 강도와 절연내력이 우선적으로 요구된다.

• 전선의 장력과 자중을 견딜 수 있도록 기계적 강도가 커야 한다.
• 충전부와 접지부 사이 전기적 파괴를 막도록 절연내력이 커야 한다.
• 표면을 따라 흐르는 누설전류가 적어야 절연 성능을 유지한다.
• 내구성이 크고 가격이 저렴해 대량 시설에 경제적이어야 한다.

① 3
② 2
③ 12

[해설]

특고압 가공전선이 저·고압 가공전선과 제1차 접근상태로 시설될 때는 사고 시 저압 계통까지 위험이 파급되지 않도록 특고압측에 제3종 특고압 보안공사를 적용해 전선의 굵기·지지물 안전율 등을 강화한다.

기본 이격거리는 2[m]로 정하되, 사용전압이 60,000[V]를 넘는 구간부터는 전압이 높아질수록 섬락 위험이 커지므로 10,000[V] 단수마다 12[cm]씩 이격거리를 가산해 전압에 비례한 절연 여유를 확보한다.

① 0.8
② 0.4
③ 0.6

[해설]

고압 가공전선이 가공약전류전선과 접근할 때는 유도장해와 섬락 위험을 막기 위해 나전선은 0.8[m], 케이블은 0.4[m] 이상의 이격거리를 두도록 정한다.

케이블은 자체 절연·차폐 성능이 나전선보다 우수하므로 요구 이격거리가 절반 수준으로 완화되며, 지지물 사이 간격도 저압은 0.3[m] 이상, 고압은 0.6[m] 이상(케이블이면 0.3[m] 이상)으로 저압보다 고압에서 더 큰 여유를 요구한다.

[장점]
① 1선 지락 시 전위상승(이상전압)이 낮음
② 지락전류가 커 보호계전기 동작이 확실
③ 선로·기기의 절연레벨을 낮출 수 있음

[단점]
① 큰 지락전류로 통신선 유도장해가 큼
② 큰 지락전류로 기기에 기계적 충격
③ 과도안정도가 나쁨

[해설]

중성점 직접접지방식은 중성점을 저항 없이 직접 접지해 지락전류를 크게 흘림으로써 이상전압을 낮추는 대신, 그 큰 지락전류 자체가 여러 부작용을 낳는 방식이다.

• 1선 지락 시 건전상의 전위 상승이 낮아 기기의 절연레벨을 낮게 설계할 수 있다.
• 지락전류가 커서 보호계전기가 확실하게 동작한다.
• 다만 그 큰 지락전류로 인해 인접 통신선에 유도장해가 크게 발생한다.
• 또한 큰 지락전류가 흐를 때 기기에 가해지는 기계적 충격이 크고 과도안정도가 나빠진다.

(1) 상대공기밀도. 표준상태(20℃, 760mmHg) 공기밀도에 대한 비로, 기압 b가 높으면 커지고 기온 t가 높으면 작아진다.

(2) 전선 표면의 상태계수. 매끈한 단선은 1에 가깝고, 거칠거나 오손된 전선·연선일수록 작아진다.

(3) ① 코로나 손실(전력손실)
② 통신선 유도장해(코로나 잡음)

(4) ① 굵은 전선(복도체·다도체)으로 표면 전위경도를 낮춘다
② 가선 금구류 돌출부를 없애 표면을 매끈하게 해 임계전압을 높인다

[해설]

이 식은 전선 표면의 전위경도가 공기의 절연내력을 넘으면 코로나가 발생한다는 원리에서, 공기 상태와 전선 표면 상태를 보정해 코로나 임계전압을 구하는 식이다.

$\delta$는 표준상태(20℃, 760[mmHg]) 공기밀도에 대한 비인 상대공기밀도로 기압 b가 높을수록 커지고 기온 t가 높을수록 작아지며, $m_0$는 전선 표면의 상태계수로 매끈한 단선은 1에 가깝고 거칠거나 오손된 전선·연선일수록 작아진다.

코로나가 생기면 코로나 손실(전력손실)과 코로나 잡음에 의한 통신선 유도장해가 나타나므로, 대책은 전선 표면의 전위경도를 낮춰 임계전압을 높이는 방향으로 굵은 전선이나 복도체를 채용하고 가선 금구류의 돌출부를 없애 표면을 매끈하게 하는 데 초점을 둔다.

전선에 바람이 스칠 때 생기는 미풍진동(aeolian vibration)을 흡수·억제해 지지점 부근의 피로 단선을 막는다.

[해설]

댐퍼는 가공송전선이 약한 바람에 스칠 때 발생하는 미풍진동(aeolian vibration)의 에너지를 흡수해 진동을 억제하는 장치이다.

미풍진동이 지속되면 전선이 지지점(클램프)에 물린 부분에서 반복 굽힘에 의한 피로가 누적되어 단선 사고로 이어질 수 있으므로, 댐퍼를 전선 지지점 부근에 설치해 이를 예방한다.

을종 풍압하중은 가섭선에 두께 6[mm], 비중 0.9의 빙설이 부착된 상태로, 갑종의 0.5배로 계산한다.

(1) 두께 : 6[mm]
(2) 비중 : 0.9

[해설]

을종 풍압하중은 빙설이 많은 지방에서 가섭선(전선)에 빙설이 부착된 상태를 가정해 산정하는 하중 기준이다.

부착되는 빙설의 두께는 6[mm], 비중은 0.9로 정하며, 이 조건에서의 풍압을 갑종 풍압하중의 0.5배로 계산해 적용한다.