XLPE의 열 도전율에 따른 직류 배전 케이블의 온도 및 전계특성 평가

Abstract

직류 케이블에서 절연물의 도전율은 전계분포를 결정하는 주요 인자로 작용한다. 또한 절연물의 도전율은 온도와 전계세기에 의존하는 특징이 있다. 특히 절연물의 도전율은 온도에 의해 더 큰 영향을 받으므로 케이블 절연물의 열 도전율에 따라 케이블의 온도 및 전계분포가 달라질 수 있다. 일반적으로 배전 케이블 절연을 위해 XLPE(가교 폴리에틸렌)를 절연물로 가장 많이 사용하고 있다. 하지만 케이블 제조사 마다 사용하는 XLPE의 종류가 상이하므로 열 도전율의 차이가 존재한다. 따라서 XLPE의 열 도전율이 케이블 내부 온도분포 및 전계분포에 미치는 영향을 도출하기 위한 목적으로 전계해석 연구를 수행하였으며, 케이블의 전기적 특성과 열 특성을 모두 반영하기 위하여 직류 전열모델 전계해석기법을 적용하였다. 전계해석을 수행한 결과 열 도전율이 0.3 W/(m∙K)에서 0.5 W/(m∙K)로 0.2W/(m∙K)만큼 증가할 경우 도체 측 온도는 1.66 ℃,시스 측 온도는 0.19 ℃ 감소한 결과를 도출하였다. 이때 케이블 도체 측 전계세기는 7.2% 증가 하였으며, 시스측 전계세기 6.2% 감소한 결과를 도출 하였다.