송전선로의 진동과 방지대책

 

 

1. 개 요

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 가. 가공송전선로에 5m/s 정도의 미풍이 전선과 직각에 가까운 방향으로 불 때는 그 전선주위에 공기의 소용돌이가 생기고,

       이 때문에 전선의 연직방향으로 교번력이 작용하여 전선은 상하로 진동하게 된다.

 나. 이 진동수가 전선의 경간 및 단위길이 당 무게 등에 의해서 전해지는 고유진동수와 같게 되면 공진을 일으켜서 진동을 계속하게

       된다.

 다. 실측에 의하면 진동주파수는 중공전선에는 4 ~ 5Hz, ACSR에서는 6 ~ 25Hz에서 진동의 경도가 가장 많이 일고 있다고 한다.

       또 진동의 절점간 거리는 3~10m 정도이고, 상하로 진동되는 진폭은 전선지름의 0.5~2배 정도라고 한다.

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2. 송전선 진동의 종류 및 특성

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가. 진동의 종류

 ▣ 다도체 송전선로에 가해지는 진동은

   ① 미풍진동

   ② 서브스판(Sub-span)진동

   ③ 갤로핑(Galloping)진동

   ④ 단락전자력에 의한 진동 등

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나. 미풍진동 특성

  ① 현수 지지점 부근에서 전선에 피로를 누적시켜 소선을 단선시킴

  ② 단도체에서 발생하는 진동현상으로 다도체의 경우는 소도체간의 간섭 때문에 크게 발생되지 않음

 

 

다. 서브스판(Sub-span)진동 특성

  ① 전선 수평방향으로 진동하는 현상으로 풍속이 클수록 진동 폭이 큼

  ② 전선의 직경이 커질수록 진동이 쉽게 발생 됨

  ③ 풍속 10m/s 이상에서 발생된다고 하나, 실제로는 스페이서 댐퍼 설치로 진동진폭이 크게 감쇠 됨

  ④ 스페이서 댐퍼 설치간격과 전선의 장력에 따라 진동현상은 다름

  ⑤ 송전선로에 대한 진동특성 중 특히 중요하게 고려해야 함

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라. 갤로핑(Galloping)진동 특성

  ① 주로 착빙설에 의한 공기역학적 불안전성과 강풍에 의해 발생

  ② 가공전선에 착빙이나 착설에 의해 그 형상이나 표면의 상태가, 공기의 흐름에 대해 상하 비대칭인 경우 발생

  ③ 착설의 빙화(氷花), 고드름의 부착, 진눈깨비, 습설(濕雪)의 착빙화, 상승기류에 의한 착빙, 전선의 사풍 등에 의해 발생 함.

마. 단락전자력에 의한 진동

  ① 다도체 송전선로에서 1상에 연결된 여러 가닥의 도체가 근접 병행시 전기적으로 전류에 의한 전자 흡인력과 정전 반반력이

       동시에 작용하여 발생 함.

  ② 장력이 증가 할수록 진동폭이 작아짐

  ③ 장력이 증가 할수록 전선간의 충돌현상이 늦게 나타나며, 전선간 충돌지속 시간도 상당히 짧아진다.

 

3. 송전선 진동 방지대책

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가. 미풍진동 방지

  ① 스톡브리지 댐퍼(Stock Bridge Damper) 설치

    ⊙ 단도체 및 다도체 가공송전선

    ⊙ 345kV 가공지선

 

 나. 프리홈드 아마로드(Preformed Amour Rod)

   ⊙ 현수형 크램프 사용개소

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 다. 서브스판(Sub-span)진동 방지

   ① 스페이서 댐퍼 설치

     ⊙ 4도체 이상 가공송전선

   ② 스페이서 설치

     ⊙ 복도체 가공송전선

 

라. 갤러핑(Galloping)진동 방지

  ① 경과지 선정 시 착빙설 우려지역 회피

  ② 전선의 착빙설 방지대책 강구(난 착설 전선사용 등)

  ③ 특수형 철탑 설계(전선 수평배열 등)

  ④ 상간 스페이서(Spacer) 설치

  ⑤ 갤러핑 댐퍼 설치