애자 열화의 원인과 대책을 설명해보세요.

[원인]

(1) 자기재의 손상

자기의 제조공정에서 내부결함을 냉각시험과 내전압 시험에 의해서 충분히 제거 되지만 미소 균열은 냉각을 반복함에 따라 진전하고 자기균열 발생

(2) 시멘트의 경년 팽창

애자의 자기부분과 금구의 접속은 시멘트에 의해서 이루어지며 시멘트가 수축 할 때에는 자기와 금구의 접속부 극간에 공극을 생기게 하는 원인

(3) 애자 각부의 열팽창 차이

애자가 냉열변화를 받게 되면 각부의 열팽창의 차이로 인하여 자기에 과대한 응력을 미치게 된다.

(4) 내 아크에 의한 자기재 파괴

애자표면의 절연성이 떨어져 플래시 오버를 일으키면 속류 아크에 의해 자기부가 용융되거나 편열이 파괴

(5) 자기의 흡습성

원료 조합의 부적합, 구울 때 열 부족 등에 의해 생긴다.

(6) 응력에 의한 균열

자기에 결함이 있고 각종 응력이 가해지면 균열로 진전하는 경우가 많다.

[대책]

(1) 정기적인 애자청소

해안지역이나 공단 지역 등의 오손특성을 반영한 오손 MAP 및 현장 경험 등에 의한 애자청소를 정기적으로 시행하며 황사현상 및 지역적 강풍으로의 염해 발생 시는 애자청소를 수시 시행하여 사고를 예방한다. 특히 지역별 오손상태를 측정하기 위한 Pilot애자를 설치하여 주기적으로 오손상태를 감시하고 정확한 청소시기를 결정하는 것이 매우 중요하다.

(2) 특수애자(Smog Type) 사용

농무 및 염해가 매우 심한 도서 및 해안가 인접 경과선로는 설치 계획 시 특수애자(내무애자, 내염형 합성수지 애자 등)를 사용하여 설계하며 기존의 일반현수애자도 특수형태의 애자로 교체하여 사고를 방지한다.

(3) 애자 개수의 증가

현수애자의 개수를 오염지역의 정도에 따라 증결하여 사용한다. 그러나 애자의 전체적인 섬락 전압은 높아지나 기존설비의 경우 지상고 유지와 송전선로 전체의 절연협조에 대하여 검토가 필요하다. 본 방식은 낙뢰에 의한 역섬락에도 효과가 있다.

(4) Silicon Coating

애자의 표면에 발수성이 강한 실리콘을 도포하면 그 효과가 좋으나 일정기간 경과 후 기존의 도포된 실리콘이 변질되므로 다시 도포하여야 한다. 따라서 일반 송전선로와 같이 광범위하게 분포되어 있는 설비에는 사용이 곤란하며 발변전소 구내 등 한정된 지역의 애자에만 적용이 가능하다.

(5) 철탑 접지저항 저감

낙뢰로 인한 역섬락사고를 방지하기 위한 가장 최적의 방법이다.

송전선로의 경과지가 대부분 산악지를 경과하므로 철탑위치가 암반 등으로 규정치 이하의 접지저항을 얻는데 어려움이 많으므로 이에 대한 부단한 연구 검토가 요망된다. 또한 접지저항 저감도 정상치보다는 과도저항치가 역섬락발생의 주요 요인이므로 과도치 저감에 최선을 다하여야 한다.

(6) 아킹-혼 (Arcing Horn) 설치

뇌충격 전압에 의한 섬락이 발생하였을 때 애자와 전선, 특히 애자를 보호하기 위해 아킹-혼을 설치한다. 즉 아킹-혼을 통하여 방전시킴으로써 애자를 보호하여 애자파손으로 인한 영구사고를 방지한다.

[ 한전 예 ]

154\mathrm{kV}선로는 직접 접지 계통으로서 고장발생시 선로차단시간이 4∼6싸이클 정도로 짧기 때문에 애자파손이 비교적 적다고 판단되어 사용치 않고 있으나 345\mathrm{kV}계통과 같이 극히 중요한 선로에는 아킹-혼을 사용하고 있다.

(7) 공해방지시설의 강화

매연 등 공해를 배출하는 공장에 집진장치 설치 등 공해발생을 억제토록 하면 애자의 오손이 경감되므로 효과가 있다. 그러나 이는 정부의 적극적인 시책이 필요하고 부분적으로는 지역협력에 의존하여야만 효과를 얻을 수 있다.

(참고) 애자열화의 영향

(1) 누설 전류의 증가

열화에 의한 특성변화는 오래된 애자일수록 대체적으로 누설전류가 증가

(2) 고주파 잡음의 발생

애자가 열화 하면 고주파 잡음발생

(3) 온도상승

애자가 열화 하면 누설전류에 의해 애자의 온도가 상승한다.