고압 케이블 라인의 지속적인 테스트

Oliver Watts

필드: 검사 및 시험

China

1. 고압 케이블 라인 상수 테스트의 정의

고압 케이블 라인 상수 테스트는 케이블 라인이 가동되기 전이나 주요 유지보수 후에 저항, 인덕턴스, 커패시턴스, 도전도와 같은 전기 파라미터를 전문적인 기기로 체계적으로 측정하는 것을 의미합니다. 이는 케이블의 전자기적 특성을 나타내는 기본 데이터를 얻는 중요한 테스트 단계로서, 전력 시스템 부하 흐름 계산, 계전 보호 설정, 단락 전류 분석 및 케이블 운영 상태 평가에 정확한 파라미터 지원을 제공합니다.

그 핵심 가치는 두 가지 측면에서 있습니다: 첫째, 설계 값과 실제 측정 값 사이의 차이를 확인하여 파라미터 불일치로 인한 보호 오작동이나 시스템 안정성 문제를 방지하고, 둘째, 케이블 라인에 대한 "기준 파라미터 데이터베이스"를 구축하여 이후 운용 변화(절연 노화 또는 접속부 접촉 불량 등)를 식별하는 데 참고 자료를 제공합니다. DL/T 596 "전기 장비 예방 점검 규칙" 및 GB 50217 "전력 공학 케이블 설계 표준"에 따르면 220 kV 이상 케이블 라인은 가동 시 모든 상수 테스트를 완료해야 하며, 110 kV 이하 라인은 시스템 중요성에 따라 선택적으로 실시할 수 있습니다.

2. 고압 케이블 라인 상수 테스트의 전체 과정

2.1 사전 테스트 준비 단계

2.1.1 기술 데이터 수집 및 현장 조사
전압 수준(예: 220 kV, 500 kV), 케이블 모델(예: YJV22-220 kV-1×2500 mm²), 설치 방법(직접 매설, 관로, 케이블 트레이는), 길이(0.1 km 단위), 도체 재질(구리 또는 알루미늄), 절연 유형(XLPE, 유분침渍的韩语翻译如下：

1. 고압 케이블 라인 상수 테스트의 정의

2. 고압 케이블 라인 상수 테스트의 전체 과정

2.1 사전 테스트 준비 단계

2.1.1 기술 데이터 수집 및 현장 조사
전압 수준(예: 220 kV, 500 kV), 케이블 모델(예: YJV22-220 kV-1×2500 mm²), 설치 방법(직접 매설, 관로, 케이블 트레이는), 길이(0.1 km 단위), 도체 재질(구리 또는 알루미늄), 절연 유형(XLPE, 유분침윤 종이), 금속 차폐 구조(구리 테이프, 구리 선), 접지 방법(직접 접지, 교차 접지) 등의 포괄적인 케이블 라인 설계 파라미터를 확보해야 합니다. 현장 조사는 주 테스트 장소(일반적으로 케이블 종단역)와 보조 장소(대칭 변전소)의 통신 조건, 접지 시스템의 무결성, 근처 전기 장비로부터의 안전 거리(테스트 전압에 해당하는 안전 거리의 1.5배 이상), 그리고 정전기 전압계를 사용하여 유도 전압(전기화된 라인 근처의 케이블에서 수십 볼트에 달할 수 있으므로 감전 방지 조치가 필요함)을 측정해야 합니다.

2.1.2 테스트 계획 작성 및 장비 선택

"케이블 라인 파라미터 테스트 지침"에 따라, 테스트 항목(양상 저항, 영상 커패시턴스 등), 기기 모델, 배선 방법, 안전 조치 등을 포함한 세부 계획을 작성해야 합니다. 핵심 장비는 다음과 같습니다:

라인 파라미터 테스터(정확도 클래스 0.2, 주파수 범위 45–65 Hz, 출력 전류 ≥10 A);
3상 전압 조정기(용량 ≥5 kVA, 조정 범위 0–400 V);
격리 변압기(1:1 비율, 그리드 간섭 방지);
보조 도구: 온도/습도계(온도 보정을 위한 환경 온도 및 습도 기록), 방전봉(25 kV 클래스, 방전 시간 ≥5 분), 단락선(단면적 ≥25 mm² 구리 케이블, 현장 맞춤 길이), 절연 막대(3 m, 절연 저항 ≥1000 MΩ).

2.1.3 안전 조치 배치

테스트 영역은 안전 장벽으로 둘러싸고 "고압 위험" 경고 표시를 해야 합니다. 주 테스트 장소와 보조 테스트 장소 모두 무전기(통신 범위 ≥1 km)와 긴급 중지 버튼을 장착해야 합니다. 모든 테스트 인원은 절연 장갑(35 kV 클래스), 절연 신발(파괴 전압 ≥15 kV), 고도 작업 시 더블 후크 안전 벨트를 착용해야 합니다. 케이블의 원거리 끝은 다른 장비와 분리되어 임시 접지선을 설치하여 역전을 방지해야 합니다.

2.2 현장 테스트 실행 단계

2.2.1 테스트 배선 및 위상 확인
양상 파라미터 테스트를 예로 들면, 배선 절차는 다음과 같습니다:
(1) 원거리 끝에서 3상 도체(A, B, C)를 단락 및 접지합니다; 한쪽 끝에서만 금속 차폐를 접지합니다(교차 접지 시스템의 경우, 교차 접지 박스에서 결합 링크를 분리하고 각 섹션을 개별적으로 테스트합니다);
(2) 주 테스트 끝에서 전압 조정기와 격리 변압기를 통해 A상에 AC 전압(일반적으로 380 V)을 가하며, B상과 C상을 열어둡니다; 라인 파라미터 테스터의 전압 및 전류 샘플링 선을 연결합니다.
위상 확인: 멀티미터를 사용하여 각 상의 전압 위상을 측정하여 동일 이름의 상 연결이 올바른지 확인하고, 잘못된 위상 순서로 인한 측정 오류를 피합니다.

2.2.2 파라미터 측정 절차
양상 저항(R1) 및 반응(X1): A상에 테스트 전류(일반적으로 5–10 A)를 가하고, 전압과 전류의 크기 및 위상각 차이를 측정하여 R1 = U/I·cosϕ 및 X1 = U/I·sinϕ 공식을 사용하여 계산합니다. 테스트를 3번 반복하고 평균값을 취하며, 테스트 사이에는 최소 1분 간격을 두어 도체의 발열로 인한 저항 값 변화를 방지합니다.
영상 커패시턴스(C0): A, B, C상을 단락하고 테스터의 고압 단자에 연결하고, 금속 차폐를 접지하고 100 V를 가하여 Schering 다리 원리를 사용하여 커패시턴스를 측정합니다. 서로 다른 전압 수준(50 V, 100 V, 200 V)에서 선형성을 확인해야 하며, 편차는 ≤2% 이어야 합니다.
절연 저항(Rins): 2500 V 메가옴미터를 사용하여 도체와 차폐 사이의 절연 저항을 측정합니다. 전압 적용 후 1분 후의 값을 기록하고 동시에 환경 온도를 기록합니다. 20°C 기준 값으로 변환하기 위해 R20 = Rt × 10^(0.004(t−20)) (t는 측정 온도) 공식을 사용합니다.

2.2.3 데이터 기록 및 유효성 평가
각 파라미터 테스트를 완료한 직후, 기기 읽기, 환경 온도 및 습도, 테스트 시간, 이상 사항(예: 전압 변동, 이례적인 소음)을 기록해야 합니다. 데이터 유효성 기준은 다음과 같습니다:

동일한 파라미터에 대한 3번의 반복 측정 결과의 상대편차 ≤5%;
설계 값과 양상 임피던스의 편차 ≤10%(설치 길이 오차를 고려);
온도 보정 후 절연 저항은 ≥1000 MΩ·km (XLPE 케이블의 표준).

고압 케이블 테스트.jpg

2.3 테스트 후 처리 단계

2.3.1 안전 방전 및 배선 제거
테스트 후, 먼저 전압 조정기의 전원을 차단합니다. 그런 다음, 방전봉을 사용하여 케이블 도체와 차폐에 대해 "다중 방전"을 수행합니다(각 방전은 ≥1분, 30초 간격). 잔여 전압이 ≤50 V임을 확인한 후에야 단락선과 테스트 선을 제거합니다. 교차 접지 시스템의 경우, 교차 접지 박스에서 결합 링크를 다시 연결하고 연속성을 측정하여 적절한 연결을 확인합니다.

2.3.2 데이터 보정 및 보고서 작성
GB/T 3048.4 "전기 배선 및 케이블의 전기 테스트 방법"에 따르면, 측정된 파라미터는 온도와 주파수에 대해 보정해야 합니다:
저항 온도 보정:
구리 도체: R₂₀ = Rₜ / [1 + α(t − 20)] (α = 0.00393/°C);
커패시턴스 주파수 보정:
테스트 주파수가 50 Hz와 다르다면, C₅₀ = Cf × (1 + 0.002∣f − 50∣)로 보정합니다.
테스트 보고서는 테스트 표준(예: DL/T 475), 기기 교정 인증 번호, 파라미터 비교표(설계 값 대비 측정 값), 결론적 평가(예: "합격", "재테스트 권장")를 포함해야 합니다.