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작성일 : 10-12-02 00:00
비접지계통 지락사고와 고압전동기 소손간의 개연성
 글쓴이 : P7C
조회 : 11,328  
   567_file1.hwp (258.5K) [146] DATE : 2011-01-14 16:18:29
수고 많으십니다.
기술사님께 간접적으로 나마 많은 가르침을 받는 점 항상 감사합니다.

<질의내용>
1. 사고개요 : 6.6kV 비접지계통 모선케이블이 화재로 소손되면서 케이블에 단, 지락이 발생 부하 피더 중 일부 고압전동기가 절연파괴를 일으킴.

2. 의문점 - 통상 비접지계통은 기술사님께서 저술하신 \"지락보호시스템\"에도 6~8배정도의 전위상승이 가능하다고 하셨는데 이번 케이블 화재시 간헐아크지락이 발생과 전동기의 절연파괴 간의 개연성이 충분하지 않나 생각됩니다.

-의문1 : 고압전동기의 절연내력기준치(JEC) 6.6kV의 경우 상용주파내전압이 14.2kV로 되어있는데 간헐아크지락시 대지전위상승이 실제 현장에서 3~4배정도 가능하다면 17~23kV정도가 되는데 보통 LA의 경우 충격파에대한 방전개시전압을 기기절연내력을 감안하여 선정함으로써 단자전압상승을 억제하여 기기절연을 보호하고 지속성이상전압에 대해서는 상용주파방전개시전압을 높게하여 열폭주를 방지한다고 되어있는데 여기서 고압전동기에 대해서도 충격파에대한 방전개념처럼 지속성 이상전압에 대해서도 상용주파내전압의 크기인 14.2kV이하 그리고 계통의 운영전압보다는 높은 크기의 상용주파방전개시전압을 가진 SA등을 사용한다면 고압전동기의 절연파괴현상을 방지할 수 있는것이 아닌지 궁금합니다.


- 의문2 : 이번 절연파괴현상 또한 이러한 원인에 근거한 결과로 근원적인 해결책으로는 계통접지방식을 저항접지방식으로 구성함이 타당하다고 기술자료등에 언급이 되어있는데 변압기 6.6kV측 결선이 Delta인 경우 접지변압기를 고압모선에 설치하여 저항접지방식으로 계통을 재구성하는 방식이 적합한지요?
가능하다면 상기 의문1과 계통구성변경 과 비교하여 경제적인 측면에서의 최선책은 어느 것일까요?


-의문3 : 해당 사고의 경우 다른 이유로 인한 절연파괴 가능성은 있습니까? -참고로 첨부한 자료를 보시면 기술계산핸드북 원문을 인용한 간헐 아크지락현상을 정리하였습니다.

그런데, 원문 Chapter I-141, III-24 두 부분에 간헐아크지락에 대한 현상해설이 정리되어있는데 두 내용의 개념이 다소 정리와 전달이 미흡한것같은데 기술사님께서 출판예정인 도서에 자세한 개념설명을 담아 출판하실 의향은 없으신지요? 긴 글 두서없이 올려 결례가 되지 않을까 염려됩니다.

항상 건강하십시오...

성우lsoosl 11-01-14 20:42
 
안녕하십니까? 홈페이지 개편으로 답글이 늦어진 점 양해하여 주시기 바랍니다.

[의문 1]에 대하여

결론적으로 SA로 보호가 곤란하다는 판단입니다. "서지 억제기"는 아크 지락사고 일련의 과정과 같이 <지락 초기 아크발생 - 소호 - 1/2cycle 이내 2차 아크 - 소호 - 1/2cycle 이내 3차 아크....,> 시간보다, 매우 신속한 동작특성이 요구됩니다. 따라서 간헐적 <반복>되는 아크 지락고장에 대하여 SA는 제특성을 유지하기가 곤란한 것으로 판단됩니다. 참고내용으로 ANSI/IEEE Std. 242는 비접지 계통에서 대지정전용량에 기인하는 공진 현상이 발생하는 경우 과도 이상전압은 대지전압의 6~8배 까지 상승할 수 있다고 설명하고 있습니다.

[의문 2]에 대하여

 국내 대용량 플랜트의 고압계통은 비접지 계통으로 운용하는 사례가  너무나 많습니다. 이로 인한 피해(전동기 수명저하, 동시다발 소손, 선택차단 실패..,)는 실태조차 파악이 어려운 현실이며, 설계-감리-검사 등의 기술부재와 전기공학 실무 응용기술의 문제라고  단언하고 싶습니다. 저항접지 방식을 권장하며, 기존 모선에 접지 변압기를 설치하면 계통접지방식을 변경할 수 있습니다.  또한 기존 지락보호 방식 개조공사 등과 관련하여 정전계획이 필요합니다. 

[의문 3]에 대하여

2003년도에 출판된 <지락보호 시스템[2]>권은 부족한 점이 많아서 개정이 필요함을 느끼고 있습니다. 저는 수 년이 지난 후 2010년 11월에 전력계통에서 발생하는 다양한 사고와 관련하여 <단락전류 활용기술과 고조파 해석 및 대책[3]>을 3년에 걸쳐서 완성하느라 건강이 좋질 않은 편입니다.

실무에 종사하면서 전문서적을 집필하는 과정은 많은 시간, 노력, 체력이 요구되는 일입니다. 경제적으로 어렵기도 하고요. ㅎㅎㅎ,  저술해야할 전기공학 기술시리즈는 계속되어야 하지만..., 지락보호 시스템 [2]권 개정은 후일로 기약해야 할 것 같습니다.


회원님의 건승을 기원드리며, 부족한 지면을 대신합니다.
 
 

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