절연협조와 절연계급

이번 포스팅은 전력계통의 운용의 가장 중요한 부분의 하나인 전력계통의 절연협조와 절연계급에 대하여 알아보겠습니다.

1. 절연협조 (Insulation coordination)
IEC 60071-1에 의한 절연협조의 정의에 따르면
기기의 절연 또는 연속적인 사용에 피해를 줄 수 있는 전압 스트레스가 운용 및 경제적 측면에서 허용할 수 있는 수준의 확률이 되도록 기기의 특성에 적절한 보호 장치를 고려하여 계통에 나타날 수 있는 전압에 대한 전기적인 절연강도를 선정하여 적용하는 것이다.

최근에는 초고압 345kV에서 초초고압 765kV로 계통 전압이 점차 상승함과 동시에 계통 절연 레벨이 유효접지방식의 채용을 조건으로 감소되고 있으며 피뢰기의 기술혁신에 의한 신뢰성이 높아지고 있으므로 절연 설계의 중심은 점차 개폐 과전압과 상용 주파 과전압 등의 방향으로 옮겨가고 있다.

2 절연계급 (Insulation level)

절연계급이란 전력용 기기 및 공작물의 절연강도의 계급을 말하며, 각 절연계급에 대응해서 절연강도를 지정할 때 기준이 되는 기준 충격 절연강도(BIL) (kV)가 정해져 있다. BIL은 계통에서의 뇌 전압 진행파의 파고치, 각종 보호장치의 보호 능력, 경험 선례 등을 참고해서 정한 것이고,  충격 내전압시험은 이에 따른다. 이와 같은 기준을 정하는 목적은 기기나 공작물의 절연 설계를 표준화하고, 계통 절연 구성에 통일성을 주기 위함이다. 전력계통 각 부위의 절연강도는 회로 전압의 계급에 따라 보호장치의 유무, 보호 능력, 계통의 중요성, 적정 사고율과 그 지방의 뇌 빈도를 고려하여 선택하는데, 보통 회로 공칭전압에 맞는 계급을 고른다.
아래는 기기별 절연강도 비교표이다.

위 표에서 보는 바와 같이 설비의 중요도에 따라 BIL(기준 절연강도) 이 정해지며
선로 애자, 차단기, 변압기 순으로 강도가 내려간다.

여기서 피뢰기 제일 낮은 이유는 내부의 개폐 어지나 외부의 충격파 내습 시 모든 기기를 보호하기 위하여 가장 낮은 절연계급을 유지하도록 되어 있으며,.성문을 지키는 수문장
으로 생각하시면 될듯합니다.

이상 절연협조와 절연계급에 대해 알아보았습니다.