배전용 해저케이블 Very Low Frequency 진단 열화판단 기준개선을 위한 연구

Abstract

배전용 지중케이블 및 해저케이블 열화상태를 진단하기 위해 VLF(Very Low Frequency)진단을 시행하고 있으며 각각 다른 진단주기와 판단기준을 적용하고 있지만 모두 동일한 절연재를 사용한 케이블로써 진단주기와 판단기준을 동일하게 운영할 필요가 있다. 또한 진단전압은 계통전압인 13.2kV보다 높은 최대 23.1kV까지 인가를 하고 있어 진단으로 케이블 절연체에 스트레스를 가하고 있으며 진단중 또는 진단후 케이블의 절연파괴도 발생되고 있어 진단주기 조정에 대한 검토도 필요하다. 본 연구에는 한국전력의 VLF진단실적 및 고장실적을 근거로 엑셀, 미니탭, R을 활용한 통계기법으로 총 4개 부분 ① 해저케이블 최초 진단시기 선정, ② 1㎞ 이상 케이블에 대한 TD(Tanδ) 보정방안, ③ VLF 진단전압 저감방안, ④ 머신러닝을 통한 판단 분류모델 선정에 대한 검토를 하였으며 배전용 지중케이블 통계자료 분석결과를 해저케이블에 적용하고 그 결과를 검증하는 방법으로 연구를 진행하였으며 현재의 방법을 개선 가능한 유의미한 결과를 얻을 수 있었다. 연구결과를 근거로 배전용 해저케이블유지보수업무 절차서의 열화진단 부분에 대한 개정(안)을 제시하였으며 추후 본 연구의 검증을 통해 절차서 개정도 가능해 보인다. 절차서 개정에 따른 진단주기조정 및 진단전압하향은 배전선로 유지보수 비용을 직간접적으로 줄일수 있으며 잦은 진단에 따른 배전용 해저케이블 절연체에 가해지는 스트레스 줄여 수명감소를 예방할 수 있다.

VLF (Very Low Frequency) diagnosis is performed to diagnose the degradation of underground cables and submarine cables for power distribution, and different diagnosis cycles and judgment criteria are applied, but cables using the same insulation need to operate the same diagnosis cycle and judgment criteria. In addition, since the exciting voltage is applied up to 23.1 kV, which is higher than the system voltage of 13.2 kV, stress is applied to the cable insulator for diagnosis, and insulation breakdown of the cable occurs during diagnosis or after diagnosis, so it is necessary to review the diagnosis cycle adjustment. Based on KEPCO's VLF diagnosis and failure filed data, four parts were selected using Excel, Mini-Tap, and R. The TD (Tan) correction plan for cables over 1km, and the VLF diagnosis voltage reduction model selection were reviewed. Based on the results of the study, the revision proposal of the deterioration diagnosis part of the "Procedure for Maintenance of Submarine Cable for Distribution" was presented, and it seems possible to revise the procedure through verification of this study later. Adjustment of the diagnostic cycle and lowering of the diagnostic voltage according to the revision of the procedure can directly or indirectly reduce the maintenance cost of the distribution line and reduce stress on the submarine cable insulator due to frequent diagnosis.