송전선의 1선 지락사고 시 송전선과 병행 가설된 통신선이 받는 전자유도장해

출처 : 전기기술인협회 협회지

 

1. 전자유도전압의 크기

송전선에 1선 지락사고 등이 발생해서 영상전류가 흐르면 통신선과의 전자적인 결합에 의해서 통신선에 커다란 전압, 전류를 유도하게 되어 통신용 기기나 통신 종사자에게 손상 및 위해를 끼치거나 또는 통신이나 통화를 불가능하게 하는 유도장해를 일으킨다.

[그림1]에 나타낸 것과 같이 송전선의 각 선에 Ia, Ib, Ic 의  전류가 흐르고 있을 때 이와 병행해서 가설된 통신선이 받는 전자유도전압 Em 은 송전선의 각 선과 통신선과의 상호 인덕턴스 M 일때 식(1)과 같이 계산할 수 있다.

정상 시에는 3상 전력선의 각 상전류가 거의 평형이기 때문에 영상전류는 극히 작은 값이 되어 전력선으로부터의 유도장해는 거의 없다. 그러나, 송전선에 고장이 생겼을때, 특히 1선 고장이 발생하게 되면 상당히 큰 영상전류가 대지전류로 흐르게 되어 이것이 통신장해를 일으키게 된다.

[참고문헌]송길영, 최신 송배전공학, 동일출판사. pp. 260-270, 1999.2.20

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2. 전자유도 영향과 경감대책

 1) 전자유도에 의한 장해 영향

구분	제한값	유도발생설비	장해영향
사고시 유도전압	송전선 : 650V 배전선 : 430V	접지방식의 전력선 - 345, 154 kV 송전선로 - 22.9kV-y 배전선로	통신설비의 절연파괴 인명 감전 위험 통신 측 피뢰기 동작
상시 유도전압	인체 위험 : 50V 기기 오동작 : 15V		인명 감전 위험 통신 기기의 오동작
상시 유도 잡음전압	통신케이블 : 1.0mV		통화 잡음 발생 통화 품질 저하

 2) 유도 장해 경감 대책

 전자유도전압을 경감하기 위해서는 식(1)에서 영상전류(Io)를 줄이든지 송전선과 통신선 사이의 상호인덕턴스(M)를 줄이든지 또는 양 선로의 병행 길이를 줄여야 한다.

 

 - 전력선 측에서 취해야 할 유도장해 방지 대책

  ① 통신선로와 송전선로 사이의 거리를 멀리 이격한다 (M의 저감)

  ② 고속도 지락보호계전 방식을 채택해서 고장선로를 신속하게 차단한다. (고장지속시간의 단축)

  ③ 송전선과 통신선 사이에 차폐선을 가설한다. (M의 저감)

  ④ 중성점 저항접지 방식을 채택할 경우 저항값을 가능한 큰 값으로 한다. (기유도전류의 억제)

 

 - 통신선로 측에서 취해야 할 유도장해 방지 대책

  ① 연피 통신케이블을 사용한다. (M의 저감)

  ② 통신선에 우수한 피뢰기를 설치한다. (유도전압을 강제적으로 저감시킨다)

  ③ 통신선의 도중에 중계코일(절연변압기)을 넣어서 구간을 분할한다 (병행 길이의 단축)

  ④ 배류 코일 등으로 통신선을 접지해서 저주파수의 유도전류를 대지로 흘려 주도록 한다. (통신잡음의 저감)

 

3. 차폐선 설치에 따른 차폐효과

 1) 차폐선 (Shielding wire) 의 개념

   전력선과 통신선 사이에 대지와 단락시킨 전선을 전력선에 근접해서 설치한 것임.

 2) 차폐 효과 개념 

   차폐선은 단락되어 잇으므로 여기에 단락전류가 흐르게 되면, 이단락전류에 의해 통신선에 자속이 발생하게 되고 송전선 전류에 의해 발생되었던 자속과는 위상이 180도 반대이므로 결국 M의 값을 줄이게 되어 통신선에 생기는 유도전압이 감소된다.

[참고문헌] 송길영, 최신 송배전공학, 동일출판사. pp. 260-270, 1999.2.20