수트리(Water Tree)현상의 설명 / 수트리억제형 케이블의 종류

수트리(Water Tree)현상의 설명 / 수트리억제형 케이블의 종류

 

 

1. 수트리(Water Tree)현상의 설명 및 종류

1) 전력Cable내 수분형성 원인

· 크게 다음의 3가지 원인에 의해 발생

- 케이블의 제조 과정, 가교제의 2차 반응, 사용중 외부로부터의 유입

 

2) 수트리(Water Tree)

· 수트리는 XLPE 절연케이블의 수명에 가장 직접적인 영향을 미치고 있으나 최종적으로 케이블의 절연파괴는 전기 Tree에 의하여 파괴된다. 그러나 절연파괴가 발생하는 근본적인 원인은 수트리에 의한 것임

· 수트리는 물과 전기의 복합작용에 의하여 발생하며 이는 전기에너지에 의해서 발생하는 소위 Micro-Crack이 절연체내를 전파해 나가는 현상을 말함

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3) 수트리(Water Tree) 현상의 발생과정

· 수분이 지중 Cable내 침투하여 아주 소량이라도 존재할 때 Water Tree라는 미세한 공간이 형성되기 시작하여 서서히 성장하게 됨.

· Cable의 사용년도가 경과하면 Water Tree가 확대됨에 따라 절연강도가 약화되고 도체와 중성선 사이에 단락사고가 발생

· 이러한 Water Tree현상은 외국의 경우 포설후 7~12년후에 가장 활발하게 발생되며 수분이 많은 지역에서는 훨씬 빠른 기간에 Water Tree가 발생

· Water Tree ⇒ 전기트리 ⇒ Cable 단락사고

 

4) 수트리(Water Tree)의 종류

· Vented Tree : Tree의 시발점이 절연체의 내부 및 외부 반도전층의 계면이고 계면의 돌기나 불순물의 접촉에 의해 방향성이 있는 Tree가 부채꼴 형태로 성장함

· Bow-Tie Tree : 절연체 내부에 있는 금속입자와 같은 불순물이 있는 곳으로부터 양방향으로 진행되어 나비넥타이 형태로 성장함

· Water-Rich Halo : 특히 배전 Feeder용 케이블에서 뚜렷하게 나타나며 이는 Load Cycling으로 인한 온도변화로 Cable내에 물띠를 형성하는 Water-Rich Halo가 쉽게 나타남

 

 

2. 수트리 억제형 케이블의 종류

1) TR-CNCV(동심중성선 수트리억제형 가교폴리에틸렌절연 비닐시즈 케이블)

 

· CNCV에서 절연체로 사용되는 가교폴리에틸렌을 수트리 억제형 가교폴리에틸렌으로 대체

· 가교폴리에틸렌에 특수한 첨가제를 첨가하여 수트리(Water Tree)현상을 억제할 수 있도록 특성을 개선한 케이블

 

2) TR-CNCV-W(동심중성선 수트리억제형 가교폴리에틸렌절연 수밀형 비닐시즈 케이블)

 

· CNCV-W에서 절연체로 사용되는 가교폴리에틸렌을 수트리 억제형 가교폴리에틸렌으로 대체

· 가교폴리에틸렌에 특수한 첨가제를 첨가하여 수트리(Water Tree)현상을 억제할 수 있도록 특성을 개선한 케이블

 

3) TR-CNCE-W(동심중성선 수트리억제용 수밀형 충실 동심중선선 케이블)

 

· 수분침투 차단 성능이 우수하고 절연파괴로 인한 고장을 크게 줄일 수 있는 신개발 지중케이블

· TR-CNCV-W와는 내부반도전층이 다름

· TR-CNCV-W는 흑색 반도전 열경화성 컴파운드를 쓰는 반면  TR CNCE-W은 불순물이 없는 고급소재인 ‘슈퍼 스무드(Super-Smooth)급 반도전 컴파운드’를 적용.

 

· 외피도 TR-CNCV-W는 흑색 PVC(t=3.0mm)를 사용하는 반면 TR-CNCE-W는 난연성 PE(충실외피, t=2.0mm)를 사용

· 이를 통해 수명이 약 5년 늘어나는 동시에 고장도 예방할 수 있는 것으로 알려짐

- 관로 또는 직매구간 : TR CNCV-W 또는 TR CNCE-W 적용

- 전력구, 공동구, 닥트, 건물구내 등 화재우려 장소 : FR CNCO-W 적용

 

 

3. 수트리 억제형 케이블의 SPEC - 알루미늄(AL)

■ Conductor : Aluminum cable (compressed)

■  Interior semi-conductor layer : Semi-conductor PE

■  Insulation : XLPE, TR-XLPE

■  Exterior semi-conductor layer : Semi-conductor PE

■  Neutral conductor watertight layer : Semi-conductor inflation tape

■  Neutral conductor : Annealed copper wire

■  Sheath : PVC, Polyethylene, Halogen free flame retardance polyolefin

 

■ 22.9kV TR CNCE-W/AL

 

■  22.9kV FR CNCO-W/AL

 

 

4. 수트리 억제형 케이블의 SPEC - 구리(CU)

■ Conductor : Annealed copper wire

■ Interior semi-conductor layer : Semi-conductor PE

■ Insulation : XLPE, TR-XLPE

■ Exterior semi-conductor layer : Semi-conductor PE

■ Neutral conductor watertight layer : Semi-conductor inflation tape

■ Neutral conductor : Annealed copper wire

■ Sheath : PVC, Polyethylene, Halogen free flame retardance polyolefin

 

■   22.9kV CNCV-W

 

■    22.9kV FR CNCO-W

 

■    22.9kV TR CNCE-W