MV 및 HV 케이블 장비 연결 및 조인트

전기 접속 종단에서의 일반적인 문제점과 고려사항

실내 스위치기어, 전동기, 전력 변압기, 계측 변압기 및 기타 중압(MV, 전압 범위가 1 kV<V<60 kV) 및 고압(HV, V≥60 kV) 장비에서 전기 접속을 종단할 때 여러 가지 도전 과제가 발생합니다. 이러한 문제는 종종 특히 스위치기어와 관련된 종단 설계의 복잡성에서 비롯됩니다. 이러한 문제를 효과적으로 해결하려면 장비 제조업체와의 긴밀한 협력이 필수적입니다.

전기 기계 종단 및 지중-공중 케이블 전환에서 고려해야 할 요소

전기 기계 종단에서의 요소

전기 기계를 종단할 때 안전하고 신뢰성 있으며 효율적인 작동을 보장하기 위해 다음과 같은 다양한 요소를 철저히 고려해야 합니다:

• 버스 및 지지 구조물: 버스바와 그 지지 구조물의 설계, 재질, 강도는 매우 중요합니다. 전기 전류, 기계적 응력, 잠재적인 단락 회로 힘을 견디면서 적절한 정렬과 안정성을 유지해야 합니다.

• 회로 차단기 절연 구조: 회로 차단기 내부의 절연의 무결성은 전기 파괴를 방지하는 데 필수적입니다. 이는 정격 전압, 일시적인 과전압, 환경 조건을 견딜 수 있어야 합니다.

• PD(국부 방전) 분석: 국부 방전 분석을 수행하면 절연 손상의 초기 징후를 감지할 수 있습니다. 국부 방전은 절연 시스템의 잠재적인 약점을 나타낼 수 있으며, 이를 방치하면 치명적인 실패로 이어질 수 있습니다.

• 절연 재료: 유, 황화 육불화물(SF6), 진공 등 절연 재료의 선택은 성능에 큰 영향을 미칩니다. 각 재료는 절연 강도, 아크 소멸 능력, 환경 영향, 유지 관리 요구 사항 등의 측면에서 각각의 장점과 한계가 있습니다.

• 揳形系统状况：用于固定组件的楔形系统必须处于良好状态。有故障的楔形系统会导致连接松动，增加电气电阻，并可能导致过热。

• 냉각 가스 유형: 가스 기반 냉각 시스템을 사용하는 기계의 경우, 사용되는 냉각 가스의 유형은 열 방출 및 전체 성능에 영향을 미칩니다. 다른 가스들은 다양한 열 전도도와 열 운반 용량을 가지고 있습니다.

• 접지된 구성 요소와 고전압 전도체 간의 근접성: 접지된 구성 요소의 위치는 고전압 전도체와의 근접성이 중요합니다. 가까운 거리는 전기 누설, 플래시오버 또는 간섭의 위험을 증가시키므로, 적절한 절연 및 간격이 필요합니다.

지중 케이블에서 공중 선로로의 전환을 위한 종단

지중 케이블에서 공중 선로로의 전환을 위한 종단, 일반적으로 OH/OG 종단이라고 불리는 것들은 전기 배전 네트워크에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 종단은 최대 36 kV의 정격 전압 시스템을 위해 설계되었습니다. 주요 기능은 배전 시스템을 사전 조립된 실내 또는 실외 스위치기어와 연결하고, 전기를 라우팅하면서 도시 지역을 통과하는 공중 선로의 필요성을 피하는 것입니다.

OH/OG 종단은 오일-페이퍼 및 교차 연접 폴리에틸렌(XLPE) 절연 케이블과 호환되며, 이는 단일 코어 또는 3코어일 수 있습니다. 이러한 종단은 실외에 설치되고, 목재, 콘크리트 또는 금속으로 만든 공중 선로 기둥에 단단히 고정된 금속 구조물에 장착됩니다. 그림 1 참조.

OH/OG 종단의 중요한 안전 요구 사항 중 하나는 그들의 금속 구조물이 적절하게 접지되어야 한다는 것입니다. 이 접지는 전기 충격을 방지하고, 고장 전류를 분산하며, 시스템의 전반적인 전기 안전을 보장합니다.

OH/OG 금속 구조물 및 케이블 설치, 그리고 엘보 종단의 요구 사항

OH/OG 금속 구조물 및 케이블 설치 요구 사항

OH/OG(공중/지중) 금속 구조물의 높이는 임의적이지 않으며, 관련 산업 표준에 의해 정의된 최소 절연 안전 거리를 지면으로부터 준수해야 합니다. 이러한 준수는 사람, 장비, 전기 시스템의 안전을 보장하고, 전기적 위험을 예방하는데 필수적입니다.

OH/OG 종단을 위한 케이블 설치 시, 케이블은 교통이 다가오는 방향과 반대편의 기둥 측면에 위치해야 합니다. 이렇게 하면 차량으로 인한 손상 위험이 최소화되어 전기 인프라의 신뢰성과 수명이 향상됩니다. 또한, 설치 과정과 케이블이 최종 위치에 있을 때, 제조사가 지정한 최소 내부 굽힘 반경을 초과하여 굽혀서는 안 됩니다. 이 요구 사항을 충족하지 않으면 케이블 절연 및 전도체의 내부 손상이 발생하여 전기적 고장이 가능합니다. 일부 경우에는 최소 굽힘 반경을 유지하기 위해 더 높은 기둥이 필요할 수 있으므로, 계획 및 설치 단계에서 추가적인 고려가 필요합니다. 또한, OH/OG 종단은 동물 방지 조치가 있어야 합니다. 이를 통해 동물로 인한 케이블 손상으로 인한 정전 및 안전 위험이 방지됩니다.

엘보 종단

케이블 종단은 전력 변압기, 모터, 사전 조립된 스위치기어 등의 장비의 단자에 케이블을 연결하는 데 널리 사용됩니다. 그러나 전기 설치의 특정 조건이나 장비 단자의 특성에 따라 케이블과 부싱 사이의 연결이 밀봉되어야 하는 경우가 있습니다. 이러한 상황에서는 그림 2에 표시된 엘보 종단이 선호되는 선택입니다. 이러한 특수 종단은 안정적인 전기 연결뿐만 아니라 필요한 밀봉 기능을 제공하여 전기 시스템을 환경적 요인으로부터 보호하고 안정적인 작동을 보장합니다.

링 메인 유닛(RMUs)에서의 엘보 종단 및 적용

엘보 종단은 특히 링 메인 유닛(RMUs)의 부싱에 케이블을 연결하는 데 중요한 특수한 목적을 수행합니다. RMUs는 소형, 독립형, 완전 절연 스위치기어 시스템으로, 주로 황화 육불화물(SF6)을 절연 매체로 사용합니다. 이들 유닛은 2차 배전 네트워크에서 널리 사용되며, 현지 수준에서 전기 전력을 관리하고 배분하는 데 중요한 역할을 합니다.

RMUs의 주요 기능 중 하나는 내부 아크 저항 설계로, 전기 시스템의 안전성과 신뢰성을 향상시킵니다. RMUs의 활동 부분은 유지 관리가 필요 없는 것으로 설계되어 자주 개입할 필요가 없고, 중단 시간을 최소화합니다. 또한, 모듈식 설계 덕분에 설치 현장에서 쉽게 확장할 수 있어 시간이 지남에 따라 변화하는 전력 수요에 적응할 수 있습니다.

RMUs 내의 전환 및 보호 기능은 스위치-분리기와 퓨즈 또는 회로 차단기를 결합하여 수행됩니다. 이러한 구성은 전기 시스템을 안전하게 격리하고, 고장을 신속하게 감지하고 제거하며, 배전 네트워크의 무결성을 유지하도록 합니다.

엘보 종단은 케이블을 RMU 부싱에 연결하는 데만 유용한 것이 아니라, 여러 케이블을 동일한 전기 장비의 부싱에 연결해야 하는 경우에도 적용됩니다. 그림 3에 표시된 바와 같이, 이러한 종단은 복잡한 케이블-장비 연결에 대해 실용적이고 신뢰성 있는 솔루션을 제공하여 전기 전력의 효율적인 배분을 지원하면서 시스템 전체의 무결성과 안전성을 유지합니다.

Elastimold 케이블 접합 및 종단

Elastimold는 최대 36 kV의 정격 전압을 위한 케이블 스플라이싱 및 종단을 위한 광범위한 장비 및 액세서리를 제공하는 잘 알려진 브랜드입니다.

Elastimold 케이블 종단은 단일 조각 및 모듈식 설계 모두로 제공됩니다. 이러한 다양한 모델은 지중 케이블에서 노출된 공중 전도체로의 전환, 실시간 프론트 장비 연결, 엘보 연결 등 다양한 응용 분야에 적합하며, 실내 및 실외 사용 모두 가능합니다. 또한, 유, SF6, 공기 절연 고전압 스위치기어, 변압기, 모터, 커패시터 등과 원활하게 통합될 수 있습니다.

Elastimold 제품의 설계에는 고급 실리콘 고무 절연 재료가 포함되어 있습니다. 이러한 재료는 크리핑, 전기 타격, 날씨, 오염에 대한 중요한 저항력을 제공하여 가장 혹독한 조건에서도 신뢰성 있는 성능을 보장합니다. Elastimold 장치의 컴팩트하고 경량한 특성은 좁은 공간에서의 설치를 용이하게 하고, 자유롭게 매달 수 있게 합니다.

Elastimold 장치는 ATEX 인증을 받았습니다. ATEX는 프랑스어 명칭 "Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères Explosibles" (폭발성 대기에서 사용할 장비)에서 유래된 94/9/EC (유럽 위원회) 지침입니다. 이러한 고전압 부싱은 석유, 가스, 석유화학 산업 등 위험 지역에서 유 또는 공기 절연 스위치기어 및 변압기에 사용할 수 있습니다. Elastimold 장비의 제조는 IEC (국제 전기기술위원회), ANSI/IEEE (미국 국가 표준 협회/전기 및 전자 기술자 협회), CENELEC (유럽 전기기술 표준화 위원회)가 설정한 국제 표준을 준수합니다.

Elastimold는 특정 응용 분야를 위한 몇 가지 특수 장치를 제공합니다:

• 분리 가능한 엘보 커넥터 및 액세서리: 이들은 전력 배전 시스템에서 케이블 및 장비를 연결하고 분리하는 편리한 방법을 제공하는 부하 중단 커넥터입니다. 부하 중단 엘보는 표준 핫 스틱 도구를 사용하여 전원이 켜져 있는 상태에서 작동하도록 설계되어 부하 만들기/끊기 작업을 수행하고, 가시적인 분리를 제공합니다. 구성 요소는 절연 캡, 플러그, 주차 부싱을 사용하여 분리할 수 있습니다.

• 금속 산화물 변압기(MOV) 서지 아레스터: 이 아레스터는 완전히 차폐되어 있고 완전히 잠김을 방지하며, 과전압 보호를 위해 설계되었습니다. 200 A 분리 가능한 커넥터 인터페이스를 갖추고 있어 다른 Elastimold 액세서리에 쉽게 연결할 수 있습니다. Elastimold 아레스터는 지중 전력 배전 시스템에서 일반적으로 발견되는 변압기, 케이블, 장비 및 기타 구성 요소에 대해 번개 및 스위칭 서지를 보호합니다. 적절한 배치, 전압 선택 및 라이저 폴 아레스터와의 조정은 보호 여유를 크게 향상시키고 손상적인 서지 전압을 최소화할 수 있습니다. 일반적인 응용 분야는 방사형 시스템의 끝이나 루프 시스템의 개방 포인트 양쪽 끝에 아레스터를 설치하고, 최적의 보호를 위해 전략적인 상류 위치에 추가 아레스터를 추가하는 것입니다.

• 퓨즈 엘보: 이는 OH/OG 케이블 종단에서 전류 보호를 위한 교체 가능한 전류 제한 퓨즈와 200 A 분리 가능한 커넥터 인터페이스를 결합하여 다른 Elastimold 액세서리와의 호환성을 제공합니다.

Raychem은 케이블 스플라이싱 및 종단 장비 분야에서 널리 인정받는 또 다른 브랜드입니다.

GIS(가스 절연 변전소)를 위한 종단

변전소 설치에 사용 가능한 공간이 제한적이거나 환경 조건이 극도로 혹독한 경우, GIS(Gas Insulated Substation)가 종종 선호되는 솔루션입니다. GIS는 접지된 금속 케이싱 내에 집약적으로 구성된 다중 구성 요소 어셈블리입니다. 이는 버스 바, 회로 차단기, 분리기, 계측 변압기를 포함하며, 압축된 황화 육불화물(SF6) 가스가 주요 절연 매체로 사용되어 신뢰성 있는 위상-대지 절연을 보장합니다. GIS는 일반적으로 실내에 설치되지만, 실외 모델도 사용 가능합니다.

GIS 장치는 케이블 종단을 설치하는 케이블 종단 케이싱을 갖추고 있습니다. IEC 표준 60859에 따르면, 케이싱과 케이블 종단 모두 교환이 가능하도록 특정 차원 요구 사항을 충족해야 합니다. GIS를 위한 케이블 종단은 가스, 오일-페이퍼, XLPE 절연 케이블에 적합하며, 이전에 논의한 케이블 접합과 많은 구성 요소를 공유합니다.

GIS 케이블 종단의 특징

GIS 케이블 종단의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 케이블 러그: 케이블 전도체와 종단 사이의 연결을 용이하게 합니다.

• 박스 본체: 일반적으로 알루미늄 합금 또는 유사 재질로 만들어져 구조적 지지와 보호를 제공합니다.

• 신뢰성 있는 지지 절연체: 고등급, 추적되지 않는 에폭시 절연체는 우수한 기계적 및 전기적 특성을 제공합니다. 이러한 절연체는 SF6 가스 부산물과 호환되어 종단의 장기간 서비스 수명을 보장합니다. 디자인은 옵션으로 케이블 쉴드 브레이크를 허용합니다.

• 충전 물질: 변압기 오일, 폴리부텐 오일 또는 유사 물질로, 절연 및 스트레스 완화에 도움이 됩니다.

• 번들 테이프가 있는 스트레스 제어 콘: 케이블 절연-종단 인터페이스에서 전기 스트레스를 관리합니다.

• 강성 케이블 지지: 커넥터는 지지 절연체 상단의 나사형 후드에 의해 안전하게 고정됩니다. 이 디자인은 케이블로부터의 기계적 힘으로부터 GIS와 종단 사이의 전기 연결이 영향을 받지 않도록 합니다.

• 양극성 밀봉 시스템: 두 개의 "O" 링 밀봉 시스템을 사용하여 종단 오일 구역을 GIS SF6 구역으로부터 밀봉합니다. 완전히 유지되는 가스켓은 대기 요소가 종단 내부로 들어가는 것을 방지하기 위해 압축됩니다.

• 접지 클램프: 접지 용도로 안전한 연결을 제공합니다.

그림 4는 GIS 케이블 종단의 스키마를 보여줍니다. 시장에서 판매되는 일부 모델은 오일을 사용하지 않아 오일 주택이 필요하지 않습니다.

GIS 케이블 종단의 밀봉, 연결, 설치 요구 사항

밀봉 시스템

GIS 케이블 종단의 밀봉 시스템은 매우 중요하며, 세심하게 설계되어야 합니다. 그 주요 기능은 오일이나 가스가 GIS로 누출되는 것을 방지하는 것입니다. 손상된 밀봉은 절연 실패, 가스 손실, 잠재적인 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 견고하고 신뢰성 있는 밀봉 메커니즘을 보장함으로써 GIS 환경의 무결성과 전기 시스템 전체가 유지됩니다.

맞춤 연결 부품

GIS 공급자는 케이블 끝에 맞춤 설계된 맞춤 연결 부품을 제공해야 합니다. 이 구성 요소는 케이블과 GIS 사이에 안전하고 전기적으로 연결을 구축하는 데 필수적입니다. 맞춤 연결 부품의 정확한 설계와 호환성은 케이블-GIS 인터페이스의 원활한 통합 및 최적의 성능을 보장하는 데 필수적입니다.

격리 및 테스트 시설

전기 시스템의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해, 피더 케이블을 안전하게 격리하기 위한 적절한 시설이 제공되어야 합니다. 이 격리 기능은 유지 관리, 수리, 고장 찾기 작업 중에 필요합니다. 또한, GIS 또는 케이블 자체에 고전압 테스트 케이블을 연결할 수 있도록 조치해야 합니다. 이러한 테스트 시설은 정기적인 검사 및 진단 테스트를 가능하게 하여 케이블과 GIS의 상태를 평가하고 잠재적인 문제를 식별하여 중대한 문제로 발전하기 전에 해결할 수 있게 합니다.

GIS 종단 설치를 위한 필요한 도구 및 액세서리

GIS 케이블 종단의 성공적인 설치를 위해서는 특정한 적절한 도구 및 액세서리 세트가 필수적입니다:

• Panduit 플라이어: 이 플라이어는 스트레스 콘 주변에 번들 테이프를 설치하기 위해 특별히 설계되었습니다. 번들 테이프의 정확한 적용은 전기 스트레스 관리와 종단의 장기적인 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다.

• Circlip 플라이어: 상단 피팅 설치에 사용되며, circlip 플라이어는 이 중요한 구성 요소를 안전하게 고정하는 데 필요한 그립과 정밀도를 제공합니다.

• 어댑터 플랜지: 어댑터 플랜지는 다양한 구성 요소 간의 연결을 용이하게 하며, GIS 종단 시스템 내에서 적절한 맞춤 및 정렬을 보장합니다.

• 상단 피팅 제거 키트: 이 키트는 유지 관리 및 수리 작업에 필수적이며, 필요할 때 상단 피팅을 안전하고 효율적으로 제거할 수 있게 합니다.

• 재조립 키트: 재조립 키트는 모든 필요한 구성 요소와 하드웨어를 포함하여 유지 관리나 수리 후 종단을 다시 조립할 때 모든 부품이 올바르게 교체되도록 합니다.

• 접지 키트: 접지 키트는 전기 시스템과 직원의 안전을 위해 지면에 안전한 전기 연결을 구축하는 데 필수적입니다.

• 스크린 연결: 스크린 연결은 케이블의 적절한 접지 및 차폐를 보장하여 전자기 간섭을 줄이고 케이블-GIS 시스템의 전반적인 성능을 향상시킵니다.