케이블의 손실과 그 감소대책

케이블의 손실과 그 감소대책

 

1.  저항손
  1) 저항손 발생원인

   ①초전도체를 제외한 모든 도체는 도체의 고유저항에 따르는 저항을 가지고 있다. 저항은 다음 식으로 계산한다.

저항식

   ②교류에서는 표피 효과에 의해서 실효 저항이 증가한다.
   ③저항을 가진 도체에 전류가 흐르면 다음식으로 표시되는 유효전력 손실이 발생한다.

      P = I^2R [W]

  2) 저항손 감소대책

   ①고유저항이 작은(도전율이 큰) 도체를 사용한다.

   ②도체단면적을 크게 한다.

   ③표피 효과를 방지하기 위해 직류송전을 한다.
   ④초전도 도체를 사용한다.

   ⑤송전전압을 승압해서 전류를 감소시킨다.

 

2. 유전체손

  1) 유전체손의 발생원리
   ①유전체에 교류전압이 인가될 때 발생하는 손실은 두 가지가 있다. 하나는 누설 콘덕턴스에 전류가 흘러서 발생하는 전도 손실(Conduction loss)이고, 다른 하나는 교류 전기장에서 원자 또는 분자의 운동이나 회전에 의해 발생되는 유전 손실(Dielectric loss)이다.

   ②절연상태가 좋은 유전체에 매우 높은 주파수의 고주파가 인가될 때 발생하는 유전체손은 거의 모두 Dielectric loss 라고 볼 수 있다. 이 유전손실을 계산하는 공식은

유전손실 계산공식

  2) 유전체손 감소대책
  ①직류송전방식을 채택한다.
  ②케이블 절연을 양호하게 유지해서 누설 콘덕턴스가 작게 함과 동시에 유전체 역률각을 작게 한다.
  ③윗식에서 이론적으로는 케이블의 유전율이 작은 것을 사용하고, 주파수와 전압을 낮추면 유전체 손은 감소하겠으나 이는 현실적으로는 불 가능한 일이다.

 

3. 연피손(금속시스손)
  1) 금속시스손 발생원인

   ①납, 알루미늄, 철, 스테인리스 스틸 등의 도전성 외피를 갖는 단심 케이블에 교류전류가 흐르면 도체로부터의 전자 유도 작용에 의해 시스에 전압이 유기되고 이 전압에 의해 전류가 흘러서 손실이 발생한다.
   ②시스손은 시스의 저항률이 작을수록, 전류가 클수록, 주파수가 높을 수록, 단심 케이블 간의 이격거리가 클수록 커진다
  2) 금속 시스 손 감소대책
   ①단심 케이블은 가능한 한 이격거리가 작게 시공한다.
   ②케이블을 정 3 각형으로 배치하거나 충분히 연가 해서 각상 선로 정수가 불균형이 되지 않도록 한다.
   ③케이블 시스를 전 구간에 걸쳐 연속적으로 접속하지 말고 적당한 간격으로 절연하여 시스에 흐르는 전류를 감소시킨다.
   ④금속 시스를 적정한 방법으로 접지해서 시스전압을 억제한다.