배전망에서 10kV 부하 개스킷의 적용에 관한 연구

전력 배전 운영 및 유지보수의 최일선에서 일하면서 매일 부하 스위치를 다루고 있습니다. 이들은 중압 배전 시스템의 "문지기" 역할을 하며 사용자에게 안정적인 전력 공급을 보장합니다. 빠른 경제 발전에 따라 전력 시스템의 안전성과 신뢰성에 대한 요구가 계속 증가하고 있습니다. 중압 배전 시스템은 그리드의 안정성을 위해 필수적이며, 부하 스위치는 (주요 선로 장비로서) 핵심적인 역할을 합니다. 그 주요 기능은 다음과 같습니다: ① 유지보수 또는 부하 전환 중에 배전 주선 및 분기선의 부하 전류를 닫음; ② 선로 수리 중 인원의 안전을 위한 가시적인 절연점 생성; ③ 유지보수를 위한 접지 지원. 기능 외에도 설치가 용이하고, 운전이 안정적이고, 유지보수가 적으며, 비용 효율적이어야 합니다.

부하 스위치는 간단한 소멸 장치를 갖춘 스위치 기기입니다. 구조적으로는 다음과 같은 조건을 충족해야 합니다: 열린 위치에서 가시적인 간격 (직렬 연결된 분리기를 필요로 하지 않음); 자주 접촉/아크 챔버 유지보수 없이도 많은 스위칭 작업을 견딜 수 있는 내구성; 단락 전류를 닫을 수 있는 능력 (동적/열적 안정성 요구사항을 충족하며, 단락 전류를 열지 않더라도).

1. 부하 스위치의 분류와 비교
1.1 아크 소멸 매체별 분류

부하 스위치는 아크 소멸 매체에 따라 미네랄 오일, 압축 공기, 유기물 기체 발생, SF₆ 가스, 진공 부하 스위치 등 5가지 유형으로 분류됩니다. 기능적으로는 일반 목적, 특수 목적, 특정 응용 프로그램 (예: 모터 작동, 분리기 지원 커패시터 뱅크, 빈번한 작동, 백 투 백 스위치 등)으로 나뉩니다.

1.2 진공 부하 스위치의 기술 발전과 장점

기술 발전에 따라 전통적인 부하 스위치 (미네랄 오일, 압축 공기, 기체 발생)는 SF₆ 및 진공 부하 스위치로 대체되고 있으며, 특히 후자가 널리 사용되고 있습니다. 테스트 결과, 진공 스위치는 여러 측면에서 전통적인 유형보다 우수한 성능을 보여줍니다:

• 빠른 아크 소멸: 진공 아크는 금속 증기 확산으로 인해 전류 제로에서 소멸되며, 공기나 SF₆보다 더 빠른 절연 회복을 제공합니다. 무부하 변압기, 케이블, 그리고 상공선 스위칭에 이상적입니다.

• 안전하고 깨끗함: 아크가 튀지 않아 캐비닛 구성 요소의 오염이나 손상을 방지합니다.

• 긴 수명: 작은 아크 거리, 낮은 아크 전압, 적은 접점 마모로 인해 더 많은 스위칭 사이클과 최소한의 유지보수가 가능합니다.

• 효율적인 작동: 작동 메커니즘에 필요한 닫힘 에너지가 낮고, 구조가 간단하며, 미니어처화하기 쉽습니다.

• 안정적인 접점 저항: 진공 상태에서는 산화가 발생하지 않아 장기간 저 접점 저항을 유지합니다.

2. 새로운 종류의 복합 격리 부하 스위치
2.1 전통적인 구성의 한계

기존의 부하 스위치는 아크 소멸 장치가 주 회로와 직렬로 연결되어 있습니다. 아크 챔버 설계와 재료로 인해 동적/열적 안정성이 제한되어 대용량 시스템에는 적합하지 않습니다. 이를 분리기와 함께 사용하면 유지보수가 복잡해지고, 복구 시간이 느려지고, 빈번한 유지보수가 필요하며, 초기 비용이 높아집니다.

2.2 Fla15/97 복합 격리 부하 스위치 소개

Fla15/97 야외 복합 격리 부하 스위치는 이러한 문제를 해결하며, 유럽의 전력망에서 널리 사용되고 있습니다.

2.2.1 주요 기능

이 제품은 진공 부하 스위치, 분리기, 접지 스위치의 기능을 통합하여 기술적 성능과 경제적 효율성을 균형 있게 제공하는 최적화된 다기능 장치입니다.

2.2.2 제품 특징

• 포괄적이고 고급: 진공 아크 챔버는 회로 스위칭만 처리하며 (닫힌 상태에서는 부하/단락 전류 없음), 빠른 절연 회복, 적은 접점 마모, 긴 수명, 낮은 접점 저항, 주 접점에 아크 손상 없음. 짧은 작동 거리, 소형 작동기와 호환 가능.

• 간편한 설치 및 유지보수: 진공 스위치와 분리기의 연동 작동으로 한 번에 열림/닫힘을 수행하여 오퍼레이션 오류를 방지.

• 낮은 유지보수: 간단한 구조로 진공 아크 챔버의 수명은 5,000회 작동이며, 다른 구성 요소는 30,000회 작동 가능. 내장된 작동기는 독일 Drees의 특허 기술을 사용합니다.

2.2.3 기술적 강점

• 혁신적인 스위칭 설계: 진공 아크 챔버의 직렬-병렬 스위칭 (보조 아크 소멸 시스템)으로 주 접점에 아크 영향 없음.

• 내장 절연 작동기: 주 접점과 보조 접점 사이의 명확한 분리, 열린 후 빠른 절연 회복.

• 신뢰성 있는 절연: 구리 장력 밴드로 절연 거리를 유지.

• 콤팩트한 작동: 짧은 작동 거리, 소형 작동기와 호환 가능.

• 긴 전기 수명: 주 접점 마모 최소화.

3. 결론

전력 산업이 빠른 경제 성장을 충족하기 위해 확장됨에 따라, 배전망은 간단하고 신뢰성 있고 안전하며 비용 효율적인 솔루션이 필요합니다. 전통적인 "차단기 + 분리기" 또는 "낙하식 차단기" 구성은 이러한 요구 사항을 부분적으로만 충족합니다. Fla15/97과 같은 야외 격리 부하 스위치는 기능성과 경제성 사이의 더 나은 균형을 제공합니다.

데이터에 따르면, 유럽과 미국에서는 배전선 분기에서 부하 스위치가 차단기에 비해 10배 더 많이 사용됩니다. 기타 기술과의 통합을 통해 도시 배전망 (예: 링 메인 유닛, 케이블 분기, 고객 서비스 라인 등)에서도 널리 적용되고 있습니다.

저 같은 최일선의 운영자에게 있어서 이러한 고급 장비를 도입하는 것은 단순히 기술 업그레이드뿐만 아니라, 그리드의 안정성을 보장하고 유지보수 부담을 줄이며, 사용자에게 신뢰할 수 있는 전력을 제공하는 것입니다. 배전망이 발전함에 따라 이러한 스마트하고 효율적인 부하 스위치는 더욱 필수적이 될 것입니다.