질 의
변전소의 정기검사결과 전기설비기술기준 제33조를 적용, 정류기용 변압기를 보완(변압기 혼촉사고 보호장치)토록 지적하고 있는 바,
1. 사용전검사 결과 합격판정을 받고 운전중(시설물 변동사항 없음) 정기검사에 의하여 지적된 사항에 대한 판정기준
2. 전력계통은 우리공사에서는 합리적 시설로 시공 운용되고 있는 바, 귀 공사의 전기설비기술기준의 판정기준에 관한 사항
회 신
1. 고압 또는 특별고압과 저압 전로를 결합하는 변압기는 혼촉에 의한 위험방지시설로서 혼촉한 경우에 변압기를 전로로부터 차단하기 위한 보호장치를 시공 또는 혼촉방지판부 변압기를 사용하거나 저압측 중성점에 제2종 접지공사를 시설하여야 합니다.
2. 다만, 전기설비기술기준 제26조 제⑤항에 의하여 상시 전로의 일부를 대지로부터 절연하지 않고 사용하는 부하에 공급하는 전용의 변압기를 시설한 경우 또는 전기설비기술기준 제4조의 규정에 의하여 산업자원부장관 또는 시․도지사의 인가를 받은 경우는 혼촉에 의한 위험방지시설로 제2종접지를 시공하지 않을 수 있습니다.
3. 질의하신 변압기의 경우 상기"2"에 해당될 수 있습니다. 그러나 도시철도가 다중이 이용하는 공공시설임을 고려하여 변압기 2차측과 정류기 사이에 서지흡수기를 설치하는 등 혼촉에 의한 위험방지시설을 보완하여 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 통보한 것으로 판단되니 양지하시기 바랍니다.
<검사판정기준에 대한 검토>
1. 전기설비기술기준
가. 제26조[고압 또는 특별고압과 저압의 혼촉에 의한 위험방지시설]
① 고압의 전로 또는 특별고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에는 제2종 접지공사를 하여야 한다. 다만, 저압전로의 사용전압이 300V 이하인 경우에 변압기 저압측 1단자에 시행할 수 있다.
※ 혼촉방지판에 제2종 접지공사를 시행한 변압기와 철도 및 궤도의 신호용 변압기를 제외
②～④ 생 략
⑤ 직류단선식 전기철도용 회전변류기․전기로․전기보일러 기타 상시 전로의 일부를 대지로부터 절연하지 아니하고 사용하는 부하에 공급하는 전용의 변압기를 시설한 경우는 제①항의 규정에 의하지 않을 수 있다.
☞ 해 설
○ 제⑤항의 부하는 본질적으로 전로의 일부를 대지로부터 절연하지 않고 사용하는 것이며, 송전단(특별고압측)에서 고장이 발견되고 사용시에는 이들 자체의 접지저항치가 낮으며, 사용하지 않을 때에는 전용변압기인 관계로 보통 변압기 1차측에서 전로가 떨어져 나가는 결과가 되어 안전하기 때문에 이와 같은 상태의 것을 별도로 접지공사를 시행하면 오히려 이것에 횡류가 흘러 좋지 않은 결과가 나타나는 등의 이유로 특별히 제2종 접지공사를 시행하는 것을 생략하여도 되는 것으로 한 것이다.
○ 여기에서 전기철도용 정류기로써 종래에는 회전변류기와 수은정류기가 사용되었지만 1958년경부터 실리콘정류기가 출현하고 이후 신설되는 것에는 거의 실리콘 또는 싸이리스터정류기가 사용되고 있다.
나. 제33조[특별고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기의 시설] 특별고압을 직접저압으로 변성하는 변압기는 다음 각호의 것 이외에는 시설하여서는 아니 된다.
① 전기로 등 전류가 큰 전기를 소비하기 위한 변압기
②～⑥ 생 략
☞ 해 설
○ 저압과 특별고압과를 직접 결합시킬 경우 사고발생시 저압전로에 특별고압이 흘러 들어가는 일이 있어 위험하며, 일반 옥내배선에 사용될 경우 인명, 재산과 밀접한 관계가 있으며, 또 그 전로의 절연내력도 그에 상응하여 낮기 때문에 특별고압에서 고압으로 변성하고 다시 고압에서 저압으로 변성하는 것이 안전하다. 그러나 특별한 경우의 변압기에 대해서는 이와 같은 단계를 거치는 것이 기술적으로나 경제적으로 반드시 적당하다고 할 수 없는 경우가 있기 때문에 이에 대해 규정한 것이다.
○ 전기로와 같이 대전류를 필요로 하는 것은 그만큼 대전력을 소비하기 때문에 변압기를 2단으로 설치하여 중간에 고압의 단계를 거치는 것은 기기, 배선뿐만 아니라 전력손실, 기타에서 등 현저하게 비경제적이며, 저압회로는 일반적으로 대지에 대하여 절연되어 있지 않기 때문에 변압기 내부에서 특별고압과 저압이 혼촉하여도 저압측의 전위상승은 비교적 경미하며, 또 특별고압측에서 보호장치가 바로 동작하게 된다
2. 전기철도의 정류기용 전용변압기
가. 계통도
나. 몰드절연의 열화(劣化)
○ 몰드변압기의 열화요인은 열(熱), 전압(전계), 응력 및 환경 등이며, 열열화(熱劣化), 전압열화, 응력열화는 주로 절연물 내부의 열화이며, 환경열화는 절연물 표면의 열화가 주체임.
○ 이들 절연열화는 각기 단독으로 일어나는 경우도 있으나 보통은 상호 강력한 관련을 갖게 되며, 예로써 응력열화에 의하여 클라크나 박리(剝離) 등의 보이드가 발생하면 그것은 부분방전열화의 요인이 될 수 있음.
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절연열화의 종류 |
요 인 |
진 행 과 정 | |
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열열화(熱劣化) |
열 |
산화,열분해 → 기계강도저하,흡습성 증대 | |
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전계 열화 |
부분방전열화 |
보이드(크랙,박리,기포) |
산화, 천공 → 절연두께 감소 → 관통파괴 |
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트 리 |
돌기(突起), 이물(異物) | ||
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응력열화 |
열응력, 히트싸이클, 진동응력 |
크랙, 박리등, 보이드발생․진전 → 전압열화 | |
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환경열화 |
습기, 먼지 등 |
오손, 흡습 → 절연저항저하 | |
몰드절연의 절연열화와 진행과정
3. 검토 결과
가. 전기철도의 정류기 전용의 변압기의 2차측에는 특별고압 및 고압과 저압의 혼촉에 의한 위험방지시설을 하는 것이 원칙으로 이화전기의 몰드변압기(함침형)는 몰드 절연물의 열화로 절연파괴가 일어나 특별고압과 저압의 혼촉사고가 발생할 수 있으며 정류기는 부하설비임.
나. 다만, 전기철도의 변압기는 전로의 일부를 대지로부터 절연하지 않고(철도레일을 귀선(-극)으로 사용) 사용하는 정류기에 전용으로 전기를 공급하는 변압기로써 수전단(특별고압측)에서 고장이 발견되고 사용시에는 이들 자체의 접지저항치가 낮으며, 변압기 내부에서 특별고압과 저압이 혼촉하여도 저압측의 전위상승은 비교적 경미하므로 이와 같은 상태의 것을 별도로 접지공사를 시행하면 오히려 이것에 횡류가 흘러 좋지 않은 결과가 나타나는 등의 이유로 특별히 제2종 접지공사를 시행하는 것을 생략하여도 되는 것으로 전기설비기술기준 제26조제5항에 규정하고 있음.
다. 따라서, 전기철도의 정류기 전용의 변압기는 특별고압과 저압의 혼촉에 의한 위험방지시설로 제2종접지를 시공하지 않을 수 있으나 실리콘 정류기의 특성상 역내전압을 넘는 이상전압이 인가되면 파괴될 염려가 있으므로 변압기 2차측과 정류기 사이에 서지흡수기를 시설하는 것이 바람직하여 정기검사시에 지적한 것으로 사료됨.
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