케이블 라인의 접지 원인 및 사고 처리 원칙

우리의 220 kV 변전소는 도시 중심부에서 멀리 떨어진 원거리에 위치해 있으며, 주로 Lanshan, Hebin, Tasha 공업단지와 같은 산업 지역으로 둘러싸여 있습니다. 이러한 지역의 주요 고부하 소비자인 카바이드, 페로알로이, 칼슘카바이드 공장은 우리 부서의 총 부하의 약 83.87%를 차지하고 있습니다. 이 변전소는 220 kV, 110 kV, 35 kV의 전압 수준에서 운영됩니다.

35 kV 저전압 측은 주로 페로알로이 및 카바이드 공장에 피더를 공급합니다. 이러한 에너지 집약적인 공장들은 변전소 근처에 건설되어 있어, 큰 부하와 짧은 피더 라인, 그리고 심각한 오염을 초래합니다. 이러한 피더는 주로 케이블로 연결되며, 공용 케이블 트렌치를 공유합니다. 따라서 어떤 선로 결함이라도 변전소에 큰 위험을 초래할 수 있습니다. 본 논문은 35 kV 선로 결함의 원인을 분석하고 대응 방안을 논의합니다. 2010년 2월, 우리 부서의 220 kV 변전소에서 35 kV II 버스와 35 kV III 버스에서 자주 접지 결함이 발생했습니다. 상세 내용은 표 1 참조.

1 케이블 선로 접지 원인 분석
우리 부서의 2010년 케이블 사고 통계에 따르면, 케이블 선로 장애의 주요 원인은 다음과 같습니다:

• 온도 영향: Sanyou 화학공장과 같은 시설에서 가마 변압기와 케이블 종단부의 고온으로 인해 절연 파괴가 발생했습니다. 약 18건의 사고가 발생하여 15개의 케이블 종단부를 제작해야 했습니다.

• 케이블 트렌치 내 케이블 밀도 높음: Rongsheng Yinbei 페로알로이 공장에서 맨홀 덮개가 떨어져 트렌치 내 케이블을 손상시키고, 단락과 화재로 인해 다른 공장의 케이블에도 영향을 미쳤습니다. 총 51개의 케이블 스플라이스를 수행했습니다.

• 고객의 과부하: 황허 페로알로이, Pengsheng 금속, Lingyun 화학, Rongsheng Yinbei 페로알로이와 같은 공장에서는 케이블을 장기간 과부하 상태로 운전하여 케이블 노화를 가속화하고 온도를 상승시켰습니다. 특히 더운 여름에는 열 스트레스로 인해 케이블과 종단부의 절연이 파괴되었습니다. 약 50개의 케이블 종단부를 제작해야 했습니다.

• 기계적 손상: 건설 및 토목 작업 중 굴삭기로 인해 케이블이 절단되고, 절단과 절연 손상이 발생했습니다. 총 25개의 케이블 종단부와 스플라이스를 수행했습니다.

• 케이블 품질 문제: 절연체 내 기포나 제조 중 차폐막 파손과 같은 결함으로 인해 9건의 사고가 발생하여 9개의 케이블 종단부와 스플라이스를 제작해야 했습니다.

• 케이블 설치 중 손상: 긴 케이블 라인으로 인해 과도한 견인력으로 날카로운 물체에 의해 케이블이 긁혀 13건의 케이블 손상 사고가 발생했습니다.

• 케이블 종단부 작업 불량: 충분하지 않은 기술적 지식과 부적절한 절차로 인해 케이블 절연체에 습기가 침투하였습니다. 총 16개의 케이블 스플라이스와 종단부를 제작했습니다.

• 케이블 종단부 표면 방전: 고에너지 소비 공장으로 인한 중오염으로 인해 케이블 장비에 오염물이 쌓였습니다. 더러워진 케이블 종단부 표면과 비 또는 습한 날씨로 인해 표면 플래시오버가 발생하여 절연이 손상되고 파괴되었습니다. 이러한 경우 13개의 케이블 종단부를 교체했습니다.

2 케이블 접지 결함 처리 원칙
35 kV 케이블 접지 결함 처리에 대한 표준 절차가 존재합니다. 그러나 우리 부서에서는 이러한 전압 수준의 선로가 주로 개별 용량이 큰(최소 12,500 kVA), 직접 공급 부하, 큰 부하, 높은 전류를 가진 고에너지 소비자를 서비스합니다.

갑작스런 부하 해제는 중요한 전력망 교란을 초래합니다. 또한 케이블 접지 결함은 위치를 찾기 어렵고, 장시간 결함이 계속되면 위험이 증가합니다. 즉시 해결되지 않으면 이러한 결함은 전력망 안전을 위협하며, 디스패처에게 더 높은 요구사항을 가집니다. 일부 35 kV 고객은 석탄광이나 화학공장 등 중요 사용자로 분류됩니다. 이러한 사용자의 정전은 인명 피해, 화재, 폭발을 초래할 수 있습니다. 따라서 고객은 일반적이거나 중요하게 분류되며, 다음의 처리 원칙이 적용됩니다:

• 일반 고객(주로 카바이드와 페로알로이 공장)의 경우, 결함이 발생한 선로가 확인되면 즉시 고객에게 연락하여 부하를 차단하고 결함 선로를 신속히 전원 차단합니다. 협조하지 않는 고객의 경우 경고 조치를 취한 후 부하를 차단합니다.

• 석탄광이나 화학공장과 같은 중요 고객의 경우, 백업 전원으로 부하를 전환하도록 지시합니다. 백업 전원이 없는 경우, 결함 선로를 중단하기 전에 정전 준비를 합니다.

• 연속적으로 큰 부하를 가진 제련로의 경우, 장기간 큰 부하를 가진 변전소와 선로에 대해, 전류가 전류 변환기 정격의 90%를 초과하면 모니터링을 강화하고, 고객에게 부하를 줄이도록 통보하며, 통보 → 경고 → 강제 부하 차단의 세 단계 절차를 통해 설비 안전을 보장합니다.

• 자주 케이블 결함이 발생하는 고객의 경우, 예정된 정전 기간 동안 합격한 전문 계약업체가 선로 검사를 강화하고 정기적으로 유지 관리를 수행하도록 요구하여 안정적인 운전을 보장합니다.

• 출처에서 엄격한 품질 관리: 전용선 고객의 경우, 운전 시작 전에 모든 관련 문서를 디스패치 센터에 제출하고 "디스패치 협약"을 체결하도록 요구합니다. 서명된 협약이 없거나 문서가 불완전하거나 부족한 고객은 전력망에 연결되지 않습니다.

• 케이블 트렌치 내 과다하고 밀집된 케이블의 경우, 케이블 수를 제한하여 결함 확산을 방지하고 사고 확대를 최소화하는 것이 좋습니다.

3 결론
안전한 전력망 운전은 신중한 디스패치와 헌신뿐만 아니라 법적 도구의 숙련된 활용을 필요로 합니다. 특히 전력 고객을 다룰 때는 "디스패치 협약"을 완전히 활용하여 고객의 행동을 규제하고 적절한 운전을 보장하며 분쟁을 예방해야 합니다. 일상적인 운영에서 고객의 선로 특성, 부하 프로필, 용량, 사용 패턴을 이해하는 것이 중요하며, 이를 통해 신속하고 정확하며 단호한 결함 대응이 가능하며, 전력망의 안전하고 안정적인 운전을 보장할 수 있습니다.