가공송전선로에서의 진동현상과 대책에 대한 연구

Abstract

가공송전선로는 자연에 노출된 상태로 설치되므로 여러 가지 자연적인 현상 즉, 바람, 눈, 비, 낙뢰 등에 의해 피해를 입는다. 이중에서 지역에 크게 관계없이 발생되는 것이 바람에 의한 피해라 볼 수 있는데 바람이 불면 가공전선은 풍압이나 공기역학적인 양력 현상에 의해 흔들리고, 이 흔들림이 오래 동안 지속됨에 따라 가공선로 각 부분에 피로 현상을 주게 되는데 이 현상을 가공송전선로에서의 진동현상이라 한다. 가공송전선로에 진동이 발생되면 전선의 마모 및 단선, Ball Pin 파손, 현수애자 파손, Ball Crabis 손상, 현수 U Bolt 파손, 키퍼 파지력 불량, 클램프 마모, 스페이서 파손 등이 발생된다. 가공송전선로의 구성은 우리나라의 경우 단도체, 2도체, 4도체, 6도체가 이는데 이는 송전전압 및 송전용량과 관계가 깊다. 송전전압이 높을 수 록 전선도체수가 많아지게 되며 전선도체수가 다양화 되면서 전선의 진동도 여러 가지 형태로 나타나게 된다. 따라서 본 논문에서는 전선도체수별로 진동현상에 대해 연구하고 진동현상별 특히 다도체(2도체, 4도체, 6도체)방지대책에 대해 알아볼 필요가 있다. 이는 향후 신설되는 가공송전선로가 단도체에서 다도체로 이루어질 전망이기 때문이다. 가공송전선로에서의 진동종류로는 크게 전기적 진동과 기계적 진동으로 분류할 수 있는데, 전기적 진동은 방지대책이 어느 정도 쉽게 해결할 수 있으나 기계적 진동 방지를 위해 여러 가지 방법이 있으나 아직 완전히 해결하지 못하고 있는 실정이다. 기계적 진동에는 미풍진동(Aeloian Vibration), 후류역진동(Wake Induced Oscillation), 갤럽핑(Galloping), 전선염회(Twisting and Kissing), 횡진 등이 있다. 이러한 기계적 진동 발생원인 및 방지대책에 대한 연구가 필요하며, 본 연구가 기계적 진동 방지대책 수립에 일조할 수 있길 바란다.; The Overhead Power Transmission-lines are exposed to the extreme conditions; wind, snow, rain, and lightning strike. Among these impacts, Overhead lines are experiencing the wind effects regardless of area. The wind force induces lifting action to the wires resulting oscillation of wires. In addition it(the oscillation of wire) causes a fatigue. When the Overhead Power Transmission lines experiences oscillation, it suffers the breakage or abrasion of wires, ball pin, suspension insulator, ball clevis, U-bolt, clamp and spacer. The oscillation loosen the griping force of keeper as well. The Overhead Power Transmission lines are constructed using a single conductor, or multiple conductors such as 2-bundle, 4-bundle or 6-bundle of conductor. The construction of bundle is deeply related to the system voltage and transmission power capacity. The higher the system voltage, the more conductors are used, and the more complex oscillation phenomenon the line experiences. In this paper, the results of the analysis of oscillation phenomenon of multiple conductors, and the discussion on the measure to prevent oscillations were made, because the multiple conductor system will become a mainstream of the overhead power transmission lines. The oscillations are caused by the two forces: mechanical and electrical forces. The oscillation caused by the electrical force could be damped easily, however the oscillation by the mechanical force could not be mitigated easily. The mechanical oscillations are these; Aeloian Vibration, Wake induced oscillation, Galloping, Twisting and Kissing, and a sidle. The research and development on the root cause of mechanical oscillation are needed, and I hope this paper would be a good reference to the development of measure to the mechanical oscillations of overhead power transmission lines.