전기기사 전력공학 이론: 02-04 지중 전선로 빈출개념

지중 전선로 빈출 개념 정리

지중 전선로는 지하에 전선을 매설해 외부 환경의 영향을 덜 받는 방식으로, 안정적인 전력 공급과 도시 미관 개선에 크게 기여합니다. 직접 매설 방식, 관로 방식, 암거 방식 등 다양한 설치 방식이 있으며, 전선의 특성에 따라 케이블 선정과 설치 방법이 결정됩니다. 아래는 지중 전선로에서 자주 출제되는 주요 개념입니다.

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1. 지중 케이블의 구조와 절연 성능

구조

지중 케이블은 외부 환경으로부터 안전하게 보호하기 위해 여러 겹의 보호층으로 구성됩니다. 주요 구조는 도체, 절연층, 차폐층, 외장 보호층으로 이루어져 있습니다.

• 도체: 구리 또는 알루미늄으로, 전류를 전달하는 역할을 합니다.
• 절연층: 도체와 외부 환경을 절연하며, 주로 가교 폴리에틸렌(XLPE) 등이 사용됩니다.
• 차폐층: 전기적 간섭을 줄이고 외부 노이즈를 방지합니다.
• 외장 보호층: 외부 충격과 습기에 견딜 수 있도록 케이블을 보호합니다.

절연 성능

지중 전선로는 습기와 물리적 충격에 노출되므로, 케이블의 절연 성능이 매우 중요합니다. XLPE와 같은 절연체는 내습성과 내열성이 뛰어나 고온에서도 안정적인 절연 성능을 유지합니다.

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2. 설치 방식과 유지보수 특징

직접 매설 방식

전선을 지하에 직접 매설하는 방식으로, 공사 기간이 짧고 경제적이지만 유지보수가 어렵습니다. 주로 외곽 지역에서 사용됩니다.

관로 방식

케이블을 보호관에 넣어 설치하는 방식으로, 도시 지역에서 주로 사용되며 유지보수가 용이합니다.

암거 방식

콘크리트 암거에 전선을 넣어 설치하는 방식으로, 외부 충격에 강하며 장거리 송전에 적합합니다.

시험 포인트: 각 설치 방식의 장단점과 용도를 파악하고, 유지보수 용이성, 설치 비용 등의 차이를 이해합니다.

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3. 고정점 설정과 온도 변화 조정

고정점과 지지점

• 고정점: 케이블이 장력과 팽창에 의해 움직이지 않도록 고정하는 위치입니다.
• 지지점: 케이블의 무게를 분산하여 전선이 안정적으로 지지될 수 있도록 하는 위치입니다.

온도 변화 조정

케이블은 온도에 따라 팽창과 수축을 반복하므로, 계절 변화에 따른 장력 조절이 필요합니다. 이를 통해 케이블이 과도하게 늘어나거나 장력이 걸리는 것을 방지할 수 있습니다.

시험 포인트: 고정점과 지지점의 역할을 이해하고, 온도 변화에 따라 고정점을 어떻게 조정하는지 숙지합니다.

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4. 케이블 종류와 특성

• 가교 폴리에틸렌 케이블 (XLPE): 고온과 내구성이 강하고, 내습성이 우수해 고전압 송전에 적합합니다.
• 폴리염화비닐 케이블 (PVC): 가격이 저렴하며 저압 배전에 주로 사용됩니다.
• 유체 충전 케이블: 절연 유체로 열을 방출하며, 대전류 송전에 적합합니다.
• 가스 압력 케이블: SF6 등의 가스를 채워 절연 성능을 극대화하며, 장거리 초고압 송전에 유용합니다.

시험 포인트: 각 케이블의 절연 성능, 내열성, 경제성 차이를 이해하고, 용도에 따른 적합성을 파악합니다.

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5. 유지보수 시 고려 사항

지중 전선로는 유지보수가 어렵기 때문에, 설치 초기 단계에서 유지보수를 고려하여 설계해야 합니다. 특히 온도 변화에 따른 팽창 조절, 습기 및 물리적 충격에 대한 내구성을 고려하여 설치합니다.

시험 포인트: 유지보수의 어려움과 설치 초기 설계 시 필요한 고려 사항을 이해합니다.

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정리

이 내용을 바탕으로 지중 전선로의 주요 개념을 학습하여 전력공학 시험에서 출제되는 문제를 대비하세요.