강의노트 전선

전선로는 철탑등을 이용하여 설치하는 가공 전선로와 지하에 매설하는 지중 전선로가 있습니다. 먼저 전선로의 핵심 구성 요소인 전선에 대하여 알아보고, 가공 전선로에서 사용되는 연선에 대하여 알아보겠습니다.

전선의 구비 조건

전선로에 사용되는 전선은 다음의 특성을 고려하여 선정합니다.

• 도전율이 클 것
• 허용 전류가 클 것
• 내 부식성이 있을 것
• 비중이 작을 것
• 경제성이 클 것
• 기계적 강도가 클 것
• 내구성이 클 것
• 가공성(유연성)이 클 것
• 가선이 용이할 것

전선의 종류

• 단선 : 1가닥을 도체로 가공한 전선을 단선이라고 합니다.
• 연선 : 소선을 여러 가닥 꼬아서 만든 전선을 연선이라고 합니다.

연선

연선은 그 특성이 뛰어나 송배전 선로에 널리 사용되고 있습니다. 그 구조와 특징에 대하여 알아보겠습니다.

연선의 구조

$n=2$ 인 연선의 구조를 아래 그림에 나타내었습니다.

위 그림에서 각 기호의 의미는 다음과 같습니다.

• $N$ : 소선의 총수
• $n$ : 소선의 층수
• $D$ : 전선의 외경 (바깥 지름)
• $A$ : 연선의 단면적 $(A = Na )$
• $a$ : 소선의 단면적
• $d$ : 소선의 직경

연선 표시하는 방법은 소선의 총수$/$소선의 직경 과 같이 표시합니다. 예를 들면, $19/1.8[\mathrm{mm}]$ 과 같이 표시합니다.

소선의 총수 및 층수 그리고 직경 및 외경 사이에는 다음과 같은 관계를 가집니다.

• $\color{red} { N = 3n(n+1)+1 }$
• $\color{red} D = (2n+1)d$

연선의 종류

• 경동선
• ACSR 선 (강심 알루미늄 연선)

전선의 허용 전류

• 전선에 전류가 흐르면 저항에 의한 발열 때문에 전선의 온도가 상승하게 됩니다.
• 이러한 온도 상승이 허용 한도를 초과하게 되면 전선의 기계적 강도에 문제가 생기게 됩니다.
• 전선의 최고 허용 한도를 유지할 수 있는 최고의 전류를 전선의 허용 전류라고 합니다.

경제적인 전선의 굵기

경제적인 전선의 굵기는 다음의 두가지 비용이 같아지는 전선의 굵기를 의미합니다.

• 1년간 잃게 되는 손실 전력량의 비용
• 전선비에 해당하는 이자와 상각비를 가산한 연 경비