전기기사 전력공학 이론 : 01-02 가공 전선로 송전용 지지물(철탑)

전기기사 전력공학 이론: 01-02 가공 전선로의 송전용 지지물(철탑)

가공 전선로에서 지지물은 전선을 공중에 지지하고 안전한 전력 송전을 가능하게 합니다. 특히 철탑은 강한 기계적 강도와 안정성으로 송전 전선로에서 가장 널리 사용됩니다. 철탑은 전선의 무게, 바람에 의한 흔들림, 온도 변화 등에 견디도록 설계되며, 송전 전압과 경로에 따라 다양한 구조와 종류가 사용됩니다. 이번 포스팅에서는 송전용 철탑의 주요 역할과 종류, 특징을 설명합니다.

 

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1. 송전용 철탑의 역할

철탑은 전력을 송전할 때 전선이 안전하고 효율적으로 공중에 설치될 수 있도록 돕습니다. 이는 전선이 지면과 접촉하지 않고, 다른 물체와의 충돌을 방지하도록 하기 위함입니다.

• 전선 지지: 전선을 공중에 지지하여 전선이 지면과 멀리 떨어지게 하여 안전을 확보합니다.
• 기계적 안정성: 전선의 무게와 외부의 환경적 스트레스에 견디며 안정성을 제공합니다.
• 전기적 절연 거리 확보: 지면 및 다른 물체와 충분한 절연 거리를 유지하여 전기 사고를 방지합니다.

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2. 송전용 철탑의 종류

2.1 직선형 철탑 (Suspension Tower)

직선형 철탑은 전선로가 직선으로 이어질 때 주로 사용되는 철탑입니다. 전선을 지지하는 역할을 하며, 큰 하중을 견디지 않으므로 상대적으로 경량입니다.

• 용도: 주로 직선 구간에 사용되며, 큰 장력이 필요하지 않은 구간에서 전선을 안정적으로 지지합니다.
• 특징: 경량 구조로 유지보수가 쉽고, 설치 비용이 비교적 낮습니다.

2.2 내장형 철탑 (Tension Tower)

내장형 철탑은 전선이 방향을 바꾸거나 전선에 큰 장력이 발생할 때 사용하는 철탑입니다. 철탑 자체의 구조가 강하고, 전선의 장력을 지탱할 수 있도록 설계되어 있습니다.

• 용도: 송전선의 방향 전환 구간 또는 지형 변화가 큰 구간에 주로 사용됩니다.
• 특징: 구조가 강하고 내구성이 높으며, 전선의 장력을 안전하게 지지합니다.

2.3 각도형 철탑 (Angle Tower)

각도형 철탑은 전선이 큰 각도로 방향을 바꿀 때 사용됩니다. 전선의 회전이나 방향 전환을 지지하며, 강한 장력을 견디기 위한 구조로 설계되어 있습니다.

• 용도: 15도 이상의 각도 변화가 발생하는 구간에서 사용됩니다.
• 특징: 각도가 큰 구간에서도 안정적으로 전선을 지지할 수 있도록 견고하게 제작됩니다.

2.4 이도형 철탑 (Dead-End Tower)

이도형 철탑은 전선로의 끝부분 또는 중간 지점에서 전선의 장력을 완전히 지지하는 역할을 합니다. 전선이 끝나는 지점에 설치되며, 다른 철탑에 비해 강도가 매우 큽니다.

• 용도: 전선이 종료되는 지점이나 전선의 중간 부분에서 장력을 지지할 때 사용됩니다.
• 특징: 강도가 매우 높고 내구성이 뛰어나며, 장력 지지가 필요한 구간에서 안전하게 전선을 고정합니다.

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3. 철탑의 주요 고려 사항

3.1 철탑의 높이와 절연 거리

전선과 지면 간의 충분한 절연 거리를 확보하기 위해 철탑의 높이를 결정합니다. 전압이 높을수록 절연 거리가 더 필요하므로, 송전 전압에 따라 철탑의 높이가 달라집니다.

3.2 강도와 내구성

철탑은 전선의 장력, 바람, 진동 등을 견디는 높은 강도가 필요합니다. 또한 외부 환경에 따라 부식 방지 처리가 필요하며, 주요 부품의 재질을 선택할 때 내구성을 고려합니다.

3.3 경제성

설치 및 유지보수 비용을 고려하여 최적의 철탑 구조와 재료를 선택합니다. 직선 구간에는 비용 효율적인 직선형 철탑을 사용하고, 고장 가능성이 큰 구간에는 내구성이 높은 철탑을 사용합니다.

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4. Q&A

Q1: 직선형 철탑과 내장형 철탑의 차이는 무엇인가요?
A1: 직선형 철탑은 주로 직선 구간에서 전선을 지지하는 용도로 사용되고, 내장형 철탑은 전선에 큰 장력이 발생하거나 방향이 변경되는 구간에서 사용됩니다.

Q2: 각도형 철탑은 어떤 구간에 설치되나요?
A2: 각도형 철탑은 전선이 15도 이상의 큰 각도로 방향을 바꾸는 구간에서 설치됩니다.