가공송전선로 뇌차폐

1. 개 요

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  ① 일반적으로 가공송전선에 발생하는 사고는 뇌격, 산불, 풍수해 등 자연재해가 대부분임

  ② 이중 뇌격은 가공송전선을 완전히 보호할 수 없고, 효과적인 내뢰설계를 통하여 어느 정도 피해를 줄일 수 있음.

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2. 송전선 뇌격 침입경로 및 현상분석

침입경로	현 상 분 석
제 1경로	○ 송전선로에 뇌격을 받아 전력선 상호간이나 철탑의 지지점으로 Flashover  (직격뢰로 최악의 경우)
제 2경로	○ 철탑 또는 가공지선이 뇌격을 받아 철탑 전위가 상승하여 철탑으로부터 도체로 Flashover하는 철탑 역섬락
제 3경로	○ 철탑에 뇌격을 받아 뇌격 전류의 파두부가 급증하기 때문에 가공지선으로 부터 전력선으로 Flashover하는 경간 역섬락
제 4경로	○ 송전선 근방에서 낙뢰로 송전선 도체에 뇌 과전압이 유도되어 이상의 직격뢰, 역섬락, 유도뢰에 의해 송전선의 정지,     애자파손, 전선손상 등의 피해 발생

3. 내뢰대책 기본원리

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  ▣ 가공선로를 뇌격으로부터 완벽하게 보호하는 것은 경제성을 고려한 관점에서는 곤란 함. 따라서 내뢰대책 기본원칙은

   ① 가공지선으로 송전선에 낙뢰 시 직접 침입하는 것을 막고

   ② 철탑 또는 가공지선에 뇌격 시 뇌격전류가 급준한 파두를 가지고 있거나 파고치가 높아서 역 Flashover 발생 방지

   ③ Flashover가 발생해도 설비피해나 공급에 지장이 없을 것

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4. 뇌격 보호대책

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가. 가공지선의 다중화

  ① 일반적으로 직격뢰를 방지하기 위하여 가공지선 1조 또는 2조로 설치하고 있으나, 3조로 확대하여 차폐각을 (-)로 하여 2회선

       뇌사고율을 60% 이하로 경감

  ② 본 방식은 뇌의 차폐 실패로 인한 사고감소 목적과 전력선과의 결합률을 높여 유도와 역섬락 저감 효과도 있음.

  ③ 송전선로의 중요성, 경과지내의 뇌격 위험도등을 종합적으로 검토하여 가공지선 조수, 차폐각, 전력선과의 이격거리 등을 결정

 

[가공지선과 차폐각 Θ]

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나. 철탑 하부에 차폐선 설치

  ① 전력선 하부 또는 중앙부에 지선을 설치하여 결합률 증대

  ② 차폐실패 방지대책으로 2회선 사고가 20~10% 정도 저감 효과

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다. 선로용 피뢰기 설치

  ▣ 산화아연(ZnO)소자의 우수한 특성과 소형화로 설치가 용이하여 송전선 애자련 간에 적용

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라. Arcing horn, Arcing ring 설치

  ① 뇌격에 의한 Flashover 발생 시 애자련이 아크로 파손되는 것을 방지하기 위하여 설치

  ② 뇌 방전 시 애자의 섬락경로를 By-pass하여 애자 간 연면방전을 방지하여 애자와 전선을 보호

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마. 철탑 각 접지저항 저감

  ① 철탑 혹은 가공지선 뇌격 시 철탑 각 부분의 전위가 상승하고 특히, 가공지선과 전력선간 전위차가 애자의 임계 섬락전압을

       초과할 때 역섬락 발생

  ② 이때 충분하게 탑 각의 접지저항이 낮은 경우 전력선과 가공지선 상의 전위차가 낮아지게 되고, 철탑하부의 부 진행파가 본래의

       뇌파를 감소시키는 효과가 더욱 커짐.

  ③) 이와 같이 접지저항을 저감시키기 위하여 침상접지봉, 매설지선 시공 등을 이용함.

  ④ 접지저항 기준치(한전 설계기준)

    ○ 154kV T/L : 15 [Ω] 이하

    ○ 345kV T/L : 20 [Ω] 이하

    ○ 765V T/L : 15 [Ω] 이하