10kV 가스절연 고리형 주요 장치(RMUs)의 일반적인 문제 분석

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소개:
10kV 가스 절연 RMU는 완전히 밀폐되어 있으며 고절연 성능을 갖추고 유지 보수가 필요 없으며 컴팩트한 크기와 유연하고 편리한 설치가 가능하기 때문에 널리 사용되고 있습니다. 현재 단계에서 이러한 장비는 도시 배전망의 링 메인 전력 공급의 중요한 노드가 되었으며 배전 시스템에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 가스 절연 RMU 내부의 문제는 전체 배전망에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 전력 공급의 신뢰성을 보장하기 위해서는 10kV 가스 절연 RMU의 문제를 진지하게 대응하고 적절한 조치를 취하여 해결해야 합니다. 이를 통해 전력 공급의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

I. 10kV 가스 절연 다중 구획 RMU 소개
10kV 가스 절연 RMU 시리즈(종종 다중 구획 RMU 또는 완전 절연 캐비닛으로 알려짐)는 컴팩트한 기계 구조와 작은 부피, 가벼운 무게, 올웨더 성능, 뛰어난 확장성, 경량 및 유연한 모듈형 설치, 분해 없이 유지 관리가 용이하며 간단한 유지 보수를 특징으로 합니다. 기술적 매개변수는 설계 및 기능적 특성에 따라 합리적으로 분류되며, 크기에 따라 고압 비로드 스위칭 유닛, 회로 차단기 유닛, 부하 스위치-퓨즈 조합 유닛, 케이블 연결 유닛, 고압 계측 캐비닛 등으로 크게 분류할 수 있습니다.

"다중 구획 RMU"라는 용어는 주로 SF₆와 같은 유해 가스 매체를 주요 전기 절연 및 접촉 매체로 직접 사용한다는 것을 의미합니다. 이는 일반적인 공기 절연 케이블 캐비닛보다 상당히 우수한 전기 절연 및 보호 성능을 제공합니다. 완전 절연 캐비닛의 전기 간격은 일반적으로 동일한 전압 등급의 반절연 캐비닛보다 좁으며, 종종 훨씬 좁습니다. 따라서 공간을 덜 차지합니다. 스위치 하우징과 모든 실질적인 구동 구리 연결 구성 요소는 항상 일정한 압력을 유지하는 SF₆ 가스로 충전된 스테인리스 강철 셀에 영구적으로 밀봉되어 있습니다. 이는 고도에 영향을 받지 않습니다. 또한 지하 및 기타 상대적으로 습하고 추운 환경에도 적합합니다. 이러한 특성 덕분에 가스 절연 RMU는 야외 케이블 분기 상자 및 프리패브 변전소에서 널리 사용됩니다.

II. 10kV 가스 절연 다중 구획 RMU의 일반적인 문제점
현재 10kV 가스 절연 RMU는 도시 배전망에서 다른 종류의 RMU보다 더 높은 비율을 차지하고 있습니다. 지역적으로 보면, 몇 가지 초기 설치된 반절연 캐비닛을 제외하고 2007년 이후에 설치된 모든 야외 스위칭 스테이션은 가스 절연 RMU입니다. 그 중요성은 자명하며, 안전하고 신뢰성 있는 작동은 사용자에게 전력 공급의 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 10kV 가스 절연 RMU에서 겪는 일반적인 운영 및 유지 보수 문제에는 RMU 부싱과 케이블 연결 문제, 습한 운용 환경의 영향, 그리고 SF₆ 에어 탱크 결함 등이 포함됩니다.

2.1 부싱 및 케이블 연결 문제
10kV 다중 구획 RMU 디자인은 미국과 유럽에서 시작되었으며, 대부분 단일 코어 케이블이 사용됩니다. 따라서 가스 절연 RMU의 케이블 구획은 비교적 낮습니다. 단일 코어 케이블은 고정 및 설치가 쉽고, 그 종단부는 RMU 부싱 단말과 잘 맞아떨어져 열 과부하 고장이 발생하지 않으며 부싱에 대한 비틀림 스트레스에 저항합니다.

중국에서는 세 코어 케이블이 널리 사용됩니다. 단일 코어 케이블과 비교하여 세 코어 케이블의 설치는 훨씬 복잡합니다. 일반적으로 클램프나 볼트를 사용하여 외부 케이블 피복을 고정하는데, 모든 세 코어를 동시에 완전히 고정하는 것은 어렵습니다. 세 코어 케이블은 일반적으로 더 짧고 두꺼운 직경을 가지고 있어, 케이블 자체가 안전하게 연결되고 고정되어 있을 때에도, 케이블의 무게나 어떠한 기계적 힘에 의해 발생하는 비틀림 모멘트가 직접 케이블 부싱으로 전달됩니다. 최근 일부 지역의 RMU 고장 분석에 따르면, RMU 부싱과 케이블 사이의 불완전한 연결로 인한 고장은 드물지 않습니다.

2.2 습한 환경에서의 문제
10kV 가스 절연 RMU는 올웨더 운용을 위해 설계되었지만, 특히 해안 지역에서 장시간 습한 환경에 노출되면 여전히 캐비닛 본체 및 기타 금속 구성 요소의 부식이 발생할 수 있습니다. RMU 커버 패널이나 케이블 트렌치 입구의 밀봉 플레이트가 단단히 고정되어 있지 않으면, 케이블 트렌치로부터 습기가 쉽게 RMU 커버와 내부로 침투하여 많은 양의 증발이 발생하여 응축됩니다. 이러한 응축은 표시기, 전압 표시기, 내부 작동 및 제어 메커니즘에서 고장 발생의 원인이 됩니다. 이러한 구성 요소와 패널 자체는 쉽게 습기, 녹, 막힘, 또는 부식에 취약합니다. 습한 공기는 직접 RMU 내부로 들어가 캐비닛 본체와 바닥판의 화학적 부식과 녹을 유발하여 RMU의 수명을 크게 단축시킵니다 [1].

2.3 에어 탱크 결함
SF₆ 스위치 에어 탱크의 단락 결함의 주요 원인은 다양한 물리적 이유로 인해 밀봉된 SF₆ 탱크 내부의 가스 누출입니다. 이로 인해 SF₆ 가스의 밀봉성과 밀도가 손상되어, 정상 운용 조건에서 움직이는 접점과 고정 접점 사이에 단락 결함이 발생하여 사고를 초래합니다.

누설 포인트는 주로 케이블 단자(탱크 내부의 케이블 끝)에서 발견됩니다. 이는 주로 표준화되지 않은 케이블 설치로 인해 단자에 과도한 스트레스가 가해져, 탱크와 케이블 단자의 접합부에서 균열이 발생하여 SF₆ 가스가 누출되는 것입니다. 따라서 에어 탱크 결함은 건설 작업의 부실을 반영합니다. 둘째, 일부 RMU의 제조 공정상의 문제로 인해 특정 부분에서 밀봉이 부족하여 누출이 발생할 수 있습니다.

2.4 케이블 종단부 고장
현재 10kV 가스 절연 RMU에서 가장 흔한 고장 원인 중 하나는 케이블 종단부의 외부 방전입니다. 이는 제작 과정에서 작업이 좋지 않거나 재료가 부적절하여 발생합니다. 이로 인해 RMU 고장이 발생합니다.

III. 대책 및 예방 조치
위에서 언급한 문제들은 다음과 같은 접근 방식을 통해 해결 및 예방할 수 있습니다:

3.1 10kV RMU 케이블 구획의 높이 증가
다중 구획 RMU의 좁고 낮은 케이블 구획 문제를 해결하기 위해 대부분의 제조업체들은 구획 높이를 늘리는 방법을 선택합니다. 유럽 브랜드가 중국 시장에 진출하면서, 단계형에서 수평형으로 단자 블록 레이아웃을 변경하여 중국의 선호도에 맞추어 케이블 구획 공간 활용을 개선했습니다. 설치 시, 실내 RMU는 적절한 크기의 박스형 베이스를 사용하여 높일 수 있습니다. 야외 케이블 분기 상자의 경우, 기초 높이를 높일 수 있습니다.

3.2 자연 통풍 또는 제습 장치 설치
현재, 유해 습기의 유입을 방지하는 직접적이고 효과적이며 신뢰할 수 있는 방법은 RMU 케이블 구획 바닥을 밀폐된 방화 구조 재료로 완전히 밀봉하는 것입니다. 이는 야외 습기를 효과적으로 차단하고 소형 동물의 침입을 방지하며 식물의 성장을 억제하는 등 여러 가지 이점을 제공합니다. 실내 RMU는 전용 제습 장비 또는 자동 습도 제어 시스템을 사용해야 합니다. 야외 케이블 분기 상자는 기초를 높이고, 바닥 주변에 적절한 수의 통풍/열 방출 구멍을 배치하여 케이블 트렌치/구덩이에서 습기 분산을 촉진할 수 있습니다. 그러나 구멍은 과도하게 많아서는 안 되며, 소형 동물 위험을 방지하는 조치를 고려해야 합니다. 또한, 케이블 분기 상자가 PT를 포함하고 통풍이 가능한 경우, 소형 공기 조절 제습기를 설치할 수 있습니다.

3.3 운영 및 유지 보수 관리 강화
SF₆ 탱크 결함은 큰 사고를 일으킬 수 있습니다. 따라서 안정적인 품질의 장비를 선택하고, 건설 중 관리를 강화하는 것이 중요합니다. 중국 남부 전력그룹의 관련 기술 규격은 에어 탱크가 2mm 이상의 두께의 스테인리스강으로 만들어져야 하며, 사용 중에 마주치는 정상 및 일시적인 압력을 견딜 수 있어야 하며, SF₆ 압력 게이지와 충전 포트를 갖추어야 한다고 명시적으로 요구합니다. 운영자는 정기적인 유지 보수 중 탱크 압력을 정기적으로 모니터링해야 합니다. 특히 스위칭 작업 전에는 내부 압력이 정상인지 확인하여 누출로 인한 사고를 방지하는 것이 중요합니다. 발견된 누출은 즉시 처리해야 합니다.

3.4 케이블 종단부 제작 및 일상 관리의 엄격한 관리
불량한 케이블 종단부로 인한 RMU 고장을 방지하기 위해서는 품질 요구 사항을 충족하는 적격한 케이블 종단부를 신중하게 선택해야 합니다. 설치 인원은 종단부 제작 시 국가 표준을 엄격히 준수해야 합니다. 검사자는 품질 수락 검사를 엄격히 수행하여 부적격한 종단부가 서비스에 투입되는 것을 방지해야 합니다. 또한, 운영 및 유지 보수 부서는 케이블 종단부 기록을 철저히 유지하고, 일상 운영 중에 잠재적인 문제를 나타내는 종단부를 분류 및 분석해야 합니다. 이를 통해 가족 결함을 적시에 식별하고, 유사한 품질 문제와 사고의 재발을 방지할 수 있습니다 [2].

IV. 결론
여러 장점 덕분에 10kV 가스 절연 RMU는 점차 도시 배전망의 링 메인 전력 공급의 중요한 노드가 되었으며, 배전 시스템에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 이 글은 10kV 가스 절연 다중 구획 RMU에서 발생하는 몇 가지 일반적인 문제를 설명하고, 해당 해결책 및 예방 조치를 제안합니다. 목표는 10kV 가스 절연 RMU의 고장률을 줄이고 전력 공급의 신뢰성을 향상시키는 것입니다. 오랜 시간 동안 발전해온 10kV 가스 절연 RMU는 이제 도시 링 메인 배전망의 주요 노드가 되었습니다. 안전하고 신뢰성 있는 운영은 전력 회사가 제공하는 전력 공급의 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 실제 운영 중에는 환경적 요인이나 품질 문제로 인해 10kV 가스 절연 RMU에서 다양한 고장 유형이 발생하여 전력 공급의 신뢰성이 감소할 수 있습니다.

08/16/2025

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