超高壓 送電系統에서의 코로나現象에 대하여 發生原因, 各種障害, 防止對策에 대하여 설명하라.                         (□87 제28차, □93 제40차)

1. 發生原因

가공송전선로는 전선에는 나선, 지지물에는 철탑과 애자를 사용하고 있으며, 전선의 절    연은 애자와 그 주위의 공기에 의존하고 있다. 공기는 절연물로 볼 수 있는데 그 절연    내력에는 한도가 있어서 기온,기압의 표준상태(20℃, 760□Hg)에서는 직류로는 약       30kv/□, 정현파교류 실효치로는 약 21kv/□ 이상의 전위경도를 부여하면 그 절연은     파괴된다. 송전전압이 높아져 전선표면의 電位頃度가 위와 같이 破裂極限電位傾度를     超過하면 공기의 絶緣性이 部分的으로 破壞되어 音 및 光을 수반한 corona放電이 일어    난다.

이 코로나臨界電壓은 송전선로의 기하학적 배치(도체반경,선간거리 등)으로 부터 이론    적으로 구해지는 값에 전선의 표면상태, 날씨,상대공기밀도등의 요인을 계수로 보정되    는 식으로 표시할 수 있다.

송전선로의 설계에는 당연히 코로나臨界電壓이 通常運轉電壓보다 높도록 선정된다. 그    러나 전력계통의 확대와 함께 초고압의 도입, 굵은 Al선의 사용에 의해 전선표면에 부    착되는 먼지등의 오염물이나 전선표면의 손상 또는 미소돌기부분으로 인하여 이부분의    전계가 국부적으로 커져, 코로나임계전압이하에서도 코로나가 발생하는 일이 있다.

2. 各種障害

2-1. 電力系統에 미치는 影響

① 코로나에 의한 電力損失의 發生

코로나 발생에 의하여 생긴 선로전압과 같은 극성의 공간전하는 대지 혹은 다른선으로    이동한다. 이때 전계중을 이동하는데 필요한 에너지는 전원에서 코로나損으로 공급된    다. 이 때문에 부하전류에 의한 전선의 오옴損과 함께 전력손실이 되므로 송전효율을    저하시킨다. 일반적으로 코로나손은 전압의 2승에 비례한다.

② 코로나雜音에 의한 電力線搬送裝置의 機能低下

송전선로상에서 코로나방전시 발생하는 코로나 pulse는 선로를 따라 좌우로 전파되어    광범위한 주파수spectrum을 가진 코로나잡음이 된다. 이것이 전력선반송을 이용한 보    호relay나 반송통신설비에 잡음장해를 일으켜 信賴度를 低下시킨다.

③ 送電線의 腐植 促進

코로나로 인한 화학작용에 의해 전선의 지지점,전선접속부,바인드선등에 부식을 촉진시    킨다.

④ 電線의 코로나 振動

우천시의 코로나로 인하여 전선의 진동현상(코로나진동)이 발생하는 경우가 있는데 약    간이지만 전선이 疲勞劣化된다.

⑤ 進行波 波型의 變形

뇌서어지등의 진행파가 코로나방전을 수반하여 송전선상을 진행하면, 코로나방전개시    전압보다 높은 부분의 파형이 일거러져 감소된다.

⑥ 高調波 電壓電流의 發生

코로나방전은 교류파형중의 전압최대치 부근에 나타나며, 코로나전류가 흐르면 고조파    전압전류가 발생한다. 이것은 유도장해의 원인이 되며 파형을 왜곡시킨다.

⑦ 消弧리액터接地系統의 消弧能力低下

1선지락시에서의 건전상의 대지전압상승으로 인한 코로나발생은 고장점의 잔류전류 유    효분을 증가시켜서 소호능력을 저하시키기 때문에 소호리액터 접지방식의 송전선로에    서 문제가 되는 경우가 있다. 또, 건전시라도 코로나의 발생으로 인하여 전선단면적이    등가적으로 커져 대지정전용량이 증가하므로 부족보상이 된다.

2-2 周圍環境에 미치는 影響

① 코로나 雜音으로 인한 電波障害

코로나방전시 과도적으로 발생하는 코로나펄스가 선로를 따라서 전파되기 때문에 송전    선로 주변에서 라디오나 텔레비젼의 수신장애를 초래하는 경우가 있다. 코로나 잡음레    벨은 수백KHz까지는 거의 주파수에 관계없이 일정하며 그 이상에서는 주파수에 역비    례해서 저하되므로 중파라디오에의 영향이 일반적으로 크다.

또 송전선로와 근접 혹은 교차하는 배전선이 있으면 코로나펄스는 근접점 혹은 교차점    부근에서 배전선으로 유도 이행하여 송전선로에서 떨어진 지역에서도 라디오나 텔레비    젼의 수신장해를 미치는 경우가 있다.

② 可聽코로나 雜音

전선의 표면이나 애자장치등에서 발생하는 코로나방전에서 공간으로 직접 방사되는 부    분방전음은 가청주파수 성분을 많이 포함하므로 부근의 주민들로부터 불평을 듣는 경    우가 있다.

③ 通信線 誘導障害

코로나로 인한 고조파전류중 제3조파 성분은 중성점전류로서 나타나기 때문에 중성점    직접접지방식의 송전선로에서는 부근의 통신선에 유도장해를 끼칠 우려가 있다.

3. 코로나 抑制對策

① 굵은 電線을 使用한다

코로나 개시전압이 정상적인 운전전압보다 높아지도록 굵은 전선을 사용한다.

② 多導體를 使用한다.

154kV 혹은 345kV 이상 송전선로에서는 등가적으로 굵은 도선을 사용한 것과 똑같은    효과를 나타내는 복도체 또는 4도체 방식을 채용하고 있다.  최근 시공하는 765kV송    전선로에서는 6도체 방식을 채용하고 있다.

③ 架線金具를 改良한다.

국부적으로 강한 전계가 생기지 않도록 애자장치(애자, 접속금구류 등) 및 전선부속품    (클램프,스페이서 등)의 형상을 연구 개량한다.

④ 電線表面을 매끄럽게 한다.

가선시에 전선의 표면이나 金具부분에 상처가 생기지 않도록 시공한다.