전기산업기사 필기, 송전선로, 전력케이블 손실, 지중케이블 고장점 탐색 등

전기산업기사 필기, 송전선로, 전력케이블 손실, 지중케이블 고장점 탐색 등

전기산업기사 필기에서 중요한 송전선로, 전력케이블 손실, 지중케이블 고장점 탐색, 절연열화 측정법 등을 정리해줄게! 추가적으로 필기 시험에서 자주 나오는 관련 개념도 같이 알려줄게.

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📌 1. 송전선로의 지지물(철탑)의 종류와 특징

송전선로를 지지하는 철탑은 선로의 형태, 구조에 따라 여러 종류가 있어.

1️⃣ 직선형 철탑

✅ 특징

• 가장 기본적인 철탑으로, 직선 구간에 사용됨.
• 송전선이 직진 방향으로 갈 때 설치.
• 구조가 비교적 단순하고 경제적.

2️⃣ 각도형 철탑

✅ 특징

• 선로가 방향을 바꿔야 할 때(코너 구간) 사용.
• 직선형보다 강도가 더 높고, 견고하게 설계됨.
• 선로 방향의 변화각에 따라 크기와 설계가 다름.

3️⃣ 보강형 철탑

✅ 특징

• 기후 조건이 나쁘거나 강한 바람, 지진 등을 고려할 때 사용.
• 직선형 또는 각도형 철탑에 추가적으로 보강재를 부착한 구조.
• 내구성을 강화하여 안정성을 높임.

4️⃣ 인류형 철탑

✅ 특징

• 선로의 길이가 길거나 급격한 고저차가 있을 때 사용.
• 전선을 지탱하는 힘이 커야 해서 구조가 튼튼함.
• 일반적으로 높은 장력을 견디도록 설계됨.

5️⃣ 내장형 철탑

✅ 특징

• 다른 송전선로와 교차하거나 도로, 철도 위를 지나갈 때 사용.
• 구조적으로 강하고 복잡한 형태를 가짐.
• 안전성을 최우선으로 설계됨.

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📌 2. 전력케이블의 손실 및 연피손

1️⃣ 전력케이블의 손실

전력케이블에서 발생하는 손실은 주로 저항과 유전체 손실 때문이야.

✅ (1) 전력 손실 종류

• 저항 손실(동손, Copper Loss):
  • 케이블의 도체가 가지고 있는 저항 때문에 발생하는 손실
  • 손실 전력 P= I^2 R
• 유전체 손실(Dielectric Loss):
  • 케이블의 절연체에서 교류 전압이 인가될 때 생기는 손실
  • 고전압에서 더 커지며, 절연 재료의 품질이 중요함

2️⃣ 연피손 (Sheath Loss)

연피(Lead Sheath)는 전력케이블의 금속 외피로, 보호 역할을 하지만 손실도 발생해.

 

✅ 연피손이 발생하는 원인

• 케이블의 자기장에 의해 유도 전류(와전류)가 흐름
• 금속 외피(연피)가 전류를 흘리면서 열이 발생하여 손실 증가
• 고전압, 고주파일수록 손실이 커짐

✅ 연피손을 줄이는 방법

• 연피 절연(연피 절연 저항을 높임)
• 1선씩 접지(일부 연피만 접지하여 손실을 줄임)
• 크로스본딩 방식(3상 케이블의 연피 전류를 최소화하는 방식)

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📌 3. 지중케이블 고장점 탐색 방법

지중케이블(땅 속에 매설된 케이블)이 고장 났을 때, 위치를 찾는 방법이 여러 가지 있어.

1️⃣ 머레이 루프법 (Murray Loop Method)

✅ 특징

• 가장 일반적인 방법으로 선로의 저항 차이를 이용하여 고장점을 찾음.
• 휘트스톤 브리지 원리를 이용함.

2️⃣ 펄스 반사법 (Pulse Echo Method)

✅ 특징

• 신호를 송신하고, 반사되어 오는 시간을 측정하여 고장 위치를 찾음.
• 케이블이 길 때 유용함.

3️⃣ 수직 탐사법 (Thumping Method)

✅ 특징

• 고전압을 가하여 고장 부위에서 소리(충격음)를 발생시켜 위치를 찾음.
• 지중 케이블에서 물리적 손상 확인이 가능함.

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📌 4. 전기설비 절연열화 측정법

절연 열화(절연 성능 저하)는 전기설비의 고장의 주요 원인이야. 이를 측정하는 방법을 소개할게.

1️⃣ 메거법 (Megger Test)

✅ 특징

• 절연 저항을 측정하는 대표적인 방법.
• **메거(Megger)**라는 측정 장비 사용.
• 절연 불량 여부를 빠르게 판단할 수 있음.

2️⃣ tanδ(탄젠트 델타) 측정법

✅ 특징

• **유전체(절연체)의 손실율(유전손)**을 측정하는 방법.
• tanδ 값이 크면 절연 성능이 나빠진 것으로 판단.
• 고압 전력기기(변압기, 케이블)의 절연 열화 진단에 사용.

3️⃣ 코로나 측정법

✅ 특징

• 송전선이나 절연체에서 코로나 방전(불꽃 방전)이 발생하는 정도를 측정.
• 초음파 센서, 전자파 센서를 사용하여 감지 가능.
• 고전압 설비에서 절연 결함이 있는지 확인할 때 사용.

4️⃣ 진동법 (Vibration Method)

✅ 특징

• 전력기기에서 발생하는 기계적 진동을 분석하여 절연 열화를 판단.
• 절연이 열화되면 기기 내부에서 미세한 진동 변화가 생김.

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📌 5. 추가적으로 알아두면 좋은 필기 시험 내용

📌 전력공학

• 송전선의 코로나 방지 대책
• 승압과 강압(전압을 올리고 내리는 방법)
• 송전 효율 공식

📌 전기기기

• 변압기, 유도전동기의 원리
• 동기기, 직류기의 특성

📌 전기설비

• 피뢰기, 차단기의 역할
• 변전소 및 배전 방식

📌 전자기학

• 패러데이 법칙, 앙페르 법칙
• 맥스웰 방정식 기초