송전선의 코로나 장애

이번 포스팅은 송전선로의 코로나 장애 현상에 대해 알아보겠습니다

3상 송전선로의 어느 한 상의 전선표면에 형성된 전계강도가 공기의 절연강도를 초과하면 이온화 작용에 따른 공기의 절연파괴로 전선표면에 코로나 방전이 일어나며, 공기의 절연 파괴시 빛, 라디오 장애, TV장애, 가청소음, 전선 진동, 오존, 전자파 등이 발생되고 이로 인해 전력의 손실을 초래하게 됩니다.

송전선로의 코로나 발생에 영향을 주는 요소는 전선의 표면전위경도, 표고, 전선표면조건, 기후 조건, 시간 등이며 특히 전선에 눈, 비, 먼지 등 이물질이 접촉되어 전선표면에 돌출부가 생길 경우 코로나 영향이 심화됩니다. 코로나의 발생에 따른 영향 중 라디오장애, TV장애, 가청소음 전자파는 인간환경에 관련이 되고 있으며 송전 전압이 높아짐에 따라 이러한 장애가 점차적으로 문제가 되고 있다.

- 라디오 장애(Radio Interference)
라디오 장애는 라디오 주파수 범위에 원치 않는 신호와 에너지를 주어 라디오 청취에 지장을 주는 잡음을 말한다.
코로나 방전에 의하여 발생되는 전류는 라디오의 전 주파수에 걸쳐 짧은 펄스로 나타나며  송전전압이 높아지면 높아질수록 펄스 전류는 증가되어 라디오 방송 청취에 더욱 지장을 준다. 더구나 우천 시는 "이 잡음이 더욱 증가되며 맑은 날과 비교하여 볼 때 약 24 dB정도의 더 큰 소음이 발생된다는 실험 데이터도 있다.
송전선에서 발생되는 잡음은 방송청취에 지장을 주지 않도록 하는 것이 바람식하므로 이 소음 제한치를 정하기 위하여는 그 지점의 방송강도를 고려하여야 한다. 따라서 라디오잡음 제한치는 주로 SNR(Signal Noise Ratio)로 규정하고 있으며 이 SNR이란 방송강도와 송전선 잡음의 차로써 이 SNR를 24 dB 정도 이상 유지 하면 방송청취에 지장이 없는 것으로 평가되어, SNR 24 dB를 한전 송전선로 라디오장애 설계기준으로 삼고 있다. 예를 들면 우리나라 중파대의 최소방송강도가 71 dB 이므로 송전선 소음이 47dB 이하로 유지되면 방송청취에 지장이 없다는 것이다.

- TV장애 (TV Interference)
TV방송은 음성과 화상의 두 종류로 구분된다. 그중 음성은 FM에 속하고 화상은 AM계에 속하며, 송전선의 코로나 영향에 따라 간섭을 받는 것은 AM계인 화상만이고, FM계인 음성은 그 자체에 진폭 제한기 (limiter)의 기능이 있어 잡음에 대한 진폭변화를 제거할 수 있기 때문에 FM수신은 잡음에 의한 피해가 매우 적으므로 AM계 영향만 고려하여도 된다.

-가청소음
가청소음은 코로나 방전에 따른 전선주위의 공기 분자의 움직임이다. 또한 악천후시에는 전선에 연하여 여러 곳에서 코로나 방전이 일어나 더욱 심한 가청소음이 발생되며 이 소음은 베이콘을 구울 때 나는 소리와 비슷하다.
악천후시 송전선 주위에서 발생되는 가청소음은 경우에 따라서 인근 주민에게 불평의 대상이 되고 있다. 가청소음치는 폭풍우시 등은 상당히 상승하지만 이때 물방울 떨어지는 소리 등이 상당히 크므로 실지로 송전선에서 나오는 가청 소음은 상대적으로 작게 들리어 주민들의 불만 요인이 되지 않지만 눈이나 이슬비 등이 올 경우 폭풍우시 보다 가청소음치는 작아지지만 추위 환경이 상대적으로 조용하므로 큰 불만의 요인 이 된다.
가청소음 제한치는 국가마다 다르지만 국토가 좁은 일본과 우리나라는 세계에서 가장 엄격한 50 dB이하로 하는 것을 설계기준으로 삼고 있습니다.

- 전자파의 영향
송전선에서 발생하는 전자파(EMF: Electromagnetic Field) 영향은 많은 연구가 진행되어 왔고, 주로 인체 건강과 환경에 미치는 영향을 평가하는데 초점이 맞춰져 있습니다.
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🔌 송전선에서 발생하는 전자파 종류

송전선 주변에서 발생하는 전자파는 주로 저주파 (ELF, Extremely Low Frequency) 전자기장입니다.
전기장(Electric Field): 전압에 비례 → 송전 전압이 높을수록 강함
자기장(Magnetic Field): 전류에 비례 → 부하 (전력 수요)가 많을수록 강함
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♠ 인체 영향
= 단기 영향
강한 전기장에 노출되면 피부에 따끔거림, 머리카락이 서는 현상 발생 가능하며
송전선에서 발생하는 일반적인 전기장/자기장은 인체 내부 전류를 유도하지만, 일반 수준에서는 신경·근육에 영향을 줄 정도로 크지 않음
= 장기 영향
세계보건기구(WHO), IARC는 자기장 (>0.3~0.4 μT) 장기 노출이 소아 백혈병 위험을 "약간 증가시킬 가능성"이 있다고 분류 (Group 2B: 가능성 있는 발암물질)
하지만 명확한 인과관계는 아직 입증되지 않았으며, 대부분의 연구에서 일반적인 생활환경 수준은 위험이 낮다고 평가
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📏 거리와 세기
전자장은 거리의 제곱에 반비례하여 빠르게 약해집니다.
보통 지상 1~2m 높이에서 측정 시:
송전선 바로 아래: 0.5~10 μT (자기장), 수천 V/m (전기장)
50~100m 떨어진 곳: 배경 수준과 거의 동일 (0.05 μT 이하)
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🌱 환경 영향
식물, 가축 등 생물에 대한 영향은 대부분 무시할 수준이며
일부 민감 장비(심장박동기, 보청기)는 강한 전자장 근처에서 영향을 받을 수 있으므로 주의가 필요합니다.
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🛡️ 안전 기준
국제적으로 ICNIRP(국제 비전리 방사선 방호 위원회) 기준을 많이 사용합니다.
60Hz 전기장: 5 kV/m 이하 (일반인 권고)
60Hz 자기장: 200 μT 이하 (일반인 권고)
송전선 주변 일반 수준은 이 기준보다 훨씬 낮아 전자파로 인한 인체 영향은 걱정하지 않아도 되는 미미한 수준입니다.
이상 송전선로의 코로나 현상에 대하여 알아보았습니다.