교류 배전케이블의 직류선로 적용성 평가를 위한 전열모델 전계해석 연구

Abstract

기존 교류 배전망에 설치되어 있는 교류 배전급 케이블의 직류 적용 가능성 평가를 목적으로 연구를 진행 하였으며, 전기적 특성과 열전달 특성이 모두 반영된 전열모델에 대한 교류 및 직류 전계해석을 수행하였다. 전계해석 결과, 도체에 높은 전류가 흐를수록 케이블 내부 발열량이 증가하여 케이블 내부 온도 구배가 크게 발생하였다. 또한 절연물 내부 온도 구배가 발생함에 따라, 직류 전계분포를 결정하는 도전율이 변화하여 전계역전이 발생하였다. 동일 정격전압 조건에서 교류 및 직류 전계해석을 수행한 결과, 직류조건에서 도체에 흐르는 전류는 교류조건 보다 최대 1.63배 증가하였으며, 이때 도체 측 최대 온도는 61.2 ℃, 케이블 내부 온도구배는 최대 15.9 ℃의 결과를 도출하였다. 또한 절연물의 열전도성이 우수할 경우 케이블 내부에 발생한 열이 외부로 빠르게 전달되어 케이블의 온도와 케이블 절연물의 온도구배가 감소하는 결과를 도출 하였다