66kV~500kV XLPE 종단의 부분 방전 레벨 1pC 미만에서의 인수 시험. IEC 60840 및 IEC 62067에 따라 제작된 DEMIKS의 수충전식 CTTS 시스템은 호환되는 CTW 수처리 장치와 함께 제공되며, 케이블 제조업체와 인증 기관에 인수 시험에서 불확실성을 제거하는 재현 가능한 시험 플랫폼을 제공합니다.
추정에 따르면 고전압 케이블 현장 고장의 3분의 2는 케이블 자체보다는 종단부에서 발생합니다. 중전압 설비 연구에서는 응력 콘 결함만으로도 조기 고장의 약 40%를 차지하며, 설치 관련 문제는 전체 고장의 약 80%를 차지하는 것으로 나타났습니다. 그러나 66kV를 넘어서 XLPE 절연 영역으로 들어가면 물리적 조건이 매우 가혹해집니다. 케이블 나이프로 절연 표면에 0.1~0.3mm의 흠집이 생기면 국부적인 응력이 150~300% 증가하고, 부분 방전(PD) 발생 지점(반도체 삼중 접합부)이 정격 전압의 60~80% 정도로 낮아질 수 있습니다.
유입식 시험 종단은 실험실 시험에서 주로 사용되는 솔루션이었지만, 최대 100kV AC까지만 지원 가능하여 시험 과정마다 유체, 화재 하중 및 전환 관련 문제를 야기했습니다. 공기 절연 어셈블리는 실질적인 한계가 약 36kV에 있습니다. 100kV AC 이상에서는 시험 설비가 종종 제한 요소가 됩니다. 시험기 연결부의 불량한 전계 응력으로 인해 불필요한 방전이 과도하게 발생하거나, 설치/해체 시간이 IEC60840 형식 시험의 열 사이클 부분에 소요되는 이미 긴 하루 반나절의 시간을 더욱 단축시키기 때문입니다.
물로 채워진 케이블 테스트 종단 시스템은 인터페이스 변수를 제거합니다. 탈이온수는 가교 폴리에틸렌(XLPE, 2.3)과 유사한 상대 유전율(약 80)을 가지므로 전기장이 케이블 끝단에 집중되지 않고 부드럽게 변화합니다. 폐쇄 루프 CTW(Current-to-Water) 조절 장치를 사용하여 물의 전도도를 0.1~2 µS/cm 범위로 유지하고 온도를 안정화하면 DEMIKS의 물로 채워진 CTTS 시스템은 최대 400kV AC에서 1 pC 미만, 500~800kV에서 2 pC 미만의 부분 방전을 유지합니다. 이는 신규 설치에 대한 IEC 60840 허용 한계인 5 pC를 충족하는 성능 범위와 동일합니다.
결과적으로 여러분은 케이블 직경이 바뀌거나 주변 습도가 70% 이상으로 올라갈 때 문제를 일으키는 시스템이 아니라, 문서화된 PD 허용 기준에 따라 승인할 수 있는 테스트 벤치를 갖게 됩니다.
CTTS 제품군은 실험실용 100kV 시험대부터 케이블 종단 처리 요구 사항에 완벽하게 부합하는 CTW 수처리 설비를 갖춘 500kV 케이블 시험장까지 다양한 설비를 제공합니다. 초고압(eHV) 압출 제품 생산을 위한 신규 생산 라인을 구축하는 케이블 제조업체, IEC60840 형식 시험을 수행하는 국제 케이블 인증 연구소, 또는 이미 설치된 EHV XLPE 케이블의 인수 시험이 필요한 전력 회사 등 어떤 용도이든 동일한 5가지 케이블 시험 제품군을 활용할 수 있습니다.
결론적으로 케이블 선택은 세 가지 요소에 달려 있습니다. 케이블 시스템의 최대 작동 전압, 오실로스코프의 낙뢰 충격 수용 능력, 그리고 종단 처리할 케이블의 최대 직경입니다. 아래 표를 참고하시고, 실제 사용하시는 케이블을 반드시 확인하십시오.
| 케이블 시스템 | 테스트 전압 필요 | 추천 모델 | |
|---|---|---|---|
| 66kV XLPE 승인 | ~ 78kV AC (1.7 U0) | CTTS-100 | AC 전원 공급 시 여유 공간이 충분하여 MV/HV 케이블 직경의 95%에 적합합니다. |
| 110–132 kV 루틴 | ~ 132kV 교류 | CTTS-150 | 16.3조 봉투 규격에 부합하며, CTTS-300보다 크기가 작습니다. |
| 220kV 형식 시험 | ~ 260kV 교류 + 1050kV 저전압 | CTTS-300 | 220kV급에 대한 IEC 60840 표준 형식 시험 범위 |
| 275–345kV 제조업체 품질 보증 | ~ 396kV 교류 + 1425kV 저전압 | CTTS-400 | IEC 62067에 따른 345kV 케이블 수용에 필요한 AC 헤드룸 |
| 500kV 초고압 개발 | ~ 580kV 교류 + 1800kV 저전압 | CTTS-500 | IEC 62067 EHV 테스트 프로그램을 완벽하게 수행하려면 CTW-800과 함께 사용하십시오. |
물로 채워진 구조물의 물 관리는 CTW 장치로 이루어집니다. 각 CTW는 하나의 CTTS 모델과 연결하여 0.1~2 S/cm의 전도도 규격을 유지하고, 주변 환경 변화에 따른 시험액 온도 변화를 방지하며, 폐쇄형 이중관 순환 방식으로 작동하여 시험액이 대기에 노출되지 않도록 합니다. 레진 카트리지는 6~12개월(사용 조건에 따라)마다 현장에서 교체 가능하며, 일반적으로 500리터 용량의 탈이온수 저장 탱크와 60~120kW의 냉각 용량을 갖추고 있어 가장 큰 CTTS 모델에 맞춰 사용할 수 있습니다.
| 매개 변수 | CTTS-100 | CTTS-150 | CTTS-300 | CTTS-400 | CTTS-500 |
|---|---|---|---|---|---|
| 교류 전압(실효값) | 100 kV | 150 kV | 300 kV | 400 kV | 500 kV |
| LI (음극) | 450 kV | 650 kV | 1050 kV | 1425 kV | 1800 kV |
| 최대 케이블 직경 | 133 mm | 133 mm | 160 mm | 165 mm | 180 mm |
| PD 레벨 @ 등급 | < 1PC | < 1PC | < 1PC | < 2PC | < 2PC |
| 발자국 크기(한 쌍당) | 1.6 × 1.2m | 2.4 × 1.4m | 4.2 × 1.5m | 5.8 × 1.6m | 7.5 × 1.6m |
| 무게 (쌍 세트) | ~ 200kg | ~ 280kg | ~ 450kg | ~ 620kg | ~ 800kg |
고전압 케이블 시험 시장에는 세 가지 시험 종단 구조가 있으며, 각 구조는 단일 축에서 경쟁하지 않습니다. 공기 절연 방식은 낮은 초기 투자 비용으로 중전압(MV)에 적합합니다. 유입식 방식은 알려진 유체 시스템을 사용하여 최대 약 100kV의 고전압(HV)에 적합합니다. 수식 방식은 일상 및 형식 시험에 최적의 부분 방전 한계를 제공하여 고전압 및 초고전압(EHV)에 적합합니다. 이 표는 고전압/중전압/저전압 분류가 아닌 실제 엔지니어링 수치를 사용하므로 케이블 프로그램을 적절한 구조에 맞춰 조정할 수 있습니다.
| 외형 치수 | 물로 채워진 CTTS | 채움 | 공기 절연 |
|---|---|---|---|
| 최대 AC 테스트 전압 | 500–800kV | ≤ 100kV | ≤ 36kV |
| PD 바닥은 평가되었습니다. | < 1–2 pC | 일반적으로 5~10 pC | 일반적으로 30+ pC |
| 유전체 매질 | 탈이온수(εr ≈ 80) | 미네랄 / SF₆ 오일 | SF₆ / 건조 공기 |
| 테스트별 설정 | 2~3시간 | 4~6시간 (충전 + 탈기) | 1~2시간 |
| 중간 전환 | 레진 카트리지, 6~12개월 | 엔진오일 교환, 일반적으로 3년 주기 | 없음 |
| 화약량 | 없음 | 중질유 (미네랄 오일) | 없음 |
| IEC 60840 형식 적합성 테스트 | 전체 보도 | 부분적 (36kV 이상의 교류에만 해당) | 뮤직비디오 전용 |
| IEC 60270 부분방전 측정 | 원주민 지원 | 원주민 지원 | 바닥에 의해 제한됨 |
| 케이블 범위 | XLPE 66–500 kV | 중전압/고전압 ≤ 100kV | LV/MV ≤ 36 kV |
수냉식 커패시터의 핵심은 오일 교환 주기를 레진 카트리지 교환 주기로 대체하고, 전도도 측정에 더욱 엄격한 기준을 적용하는 것입니다. 이를 통해 오일 방식보다 훨씬 높은 부분 방전(PD) 허용치를 확보할 수 있으며, IEC 62067 EHV 규격 전체를 충족하는 유일한 아키텍처입니다. 만약 케이블을 제조하고 IEC 60840 또는 IEC 62067 표준을 준수해야 하는 경우, 특히 모든 표준 테스트에 정해진 PD 허용치를 철저히 지켜야 하는 상황에서, 수냉식 커패시터는 설계 측면에서 여유를 제공하는 유일한 방식입니다.
CTTS - 모든 하위 테스트의 신뢰성을 확보해주는 인터페이스입니다. AC 공진 소스, 임펄스 소스 및 부분 방전 테스터와 결합하여 동일한 DUT로 전압 등급 간 종단 부하를 다시 가하지 않고 전체 IEC 60840 형식 테스트 시퀀스를 수행할 수 있습니다. 다섯 가지 테스트 유형이 모두 동일한 플랫폼에서 제공됩니다.
기본 '통과' 표준 프로토콜은 1.7μO의 교류 전압을 30분 동안 인가하는 것입니다. IEC 60840 12.4.6항에 따른 장시간 열 사이클 전압 시험은 전체 형식 시험 과정에서 약 20일 동안 지속됩니다. 그러나 'CTTS'는 물-레진 루프를 통해 발생하는 온도 상승이 시험 대상 인터페이스에 축적되는 대신 주변 환경으로 방출되도록 설계되어 있어 이 시험을 '영구적으로' 수행할 수 있습니다. 교류 내전압 시험은 종단 불량으로 인한 결함을 거의 드러내지 않으며, 부분 방전 모니터링을 추가해야만 문제를 감지할 수 있습니다.
부분 방전(PD) 측정. 이 테스트는 실제로 단자 수명을 입증하는 테스트입니다. IEC 60270에 따라 각 테스트마다 교정을 수행해야 합니다. 테스터에 특정 전하를 주입하여 접지로 흐르는 전류가 실제로 테스트 대상에서 발생하는 것인지 확인하고, 케이블에서 측정된 피코쿨롬(pC) 수준의 전류 추적성을 확보해야 합니다. 새로운 XLPE 케이블 설치 시 일반적인 관행은 부분 방전 허용 테스트에서 최대 5pC @ 1.5U0를 기준으로 하며, 1.5U0 미만일 경우 절대 전하량과 관계없이 "문제 발생 및 보고" 플래그를 표시합니다. 최악의 시나리오에서도 CTTS 자체의 기여도는 1pC 미만이어야 하며, 케이블 및 부속품으로 인한 기여도는 5pC 이상입니다. UHF 및 HFCT 부분 방전 검출기는 국소 테스트를 위해 CTTS 접지 시스템에 직접 적용됩니다.
CTTS-300부터 CTTS-500까지는 최대 1800kV 음극의 1.2/50µs 낙뢰 임펄스 파형에 대한 정격 용량을 갖습니다. 250/2500µs 스위칭 임펄스에 대한 정격 용량은 IEC 60230에 따라 220kV급 이상에서 CTTS-400/CTTS-500까지 확장됩니다. 수냉식 구조는 시험액 오염 없이 1800kV 낙뢰 발생 시에도 견딜 수 있습니다. 따라서 09:00 AC 내전압 시험에 사용된 동일한 종단 장치를 재배선 없이 14:00 임펄스 시험에도 사용할 수 있습니다.
탄젠트 델타(tan delta) 값은 케이블 절연체의 건조도와 노화 상태를 나타냅니다. 새로운 XLPE 시스템의 일반적인 사양은 tan<0.1%이며, 4단계 전압 테스트에서 상위 두 단계 사이의 팁업(tip-up, 서로 다른 전압 단계에서 측정된 tan delta 값의 차이)이 0.05% 미만이어야 합니다. 탈이온수는 전도율이 매우 낮아 유전율(약 80)이 케이블 절연체(PE의 유전율은 약 2.3)와 매우 다르기 때문에 케이블 종단부와 물 접합부에서 전류 흐름으로 인한 에너지 손실이 매우 적습니다.
이러한 테스트는 일반적으로 형식 시험, 제품 인증 또는 고장 발생 후 점검 시 수행됩니다. 단계적 전압 스트레스 테스트는 케이블 절연 정격 수준까지 전압을 점진적으로 증가시켜 절연 파괴가 발생할 때까지 전압을 높이고, 이때의 절연 파괴 값을 기록하는 방식입니다. 다른 테스트 유형과 마찬가지로, 수냉식 순환 시스템 설계 덕분에 월요일 아침에 절연 파괴 테스트를 마친 후에는 시스템이 깨끗한 상태를 유지하므로 화요일 아침에 동일한 장치에 대해 별도의 유체를 교체하거나 세척할 필요 없이 일상적인 부분 방전(PD) 검사를 수행할 수 있습니다.
최소 실용 전도도인 0.1~2 S/cm의 탈이온수는 유전율이 약 80으로, 시험 목적상 유전율이 약 2.3인 XLPE와 동일하게 간주할 수 있으므로 케이블 끝단의 전계가 균일합니다. 오일 시험액의 경우, 이와 동일한 조건을 얻으려면 오일을 비전도성 케이블 박스에 주입하는 호환 가능한 시험 장비를 사용해야 하며, 이 경우 액체와 표면 사이에 작은 틈이 없어야 합니다. 즉, 오일 내부 및 케이블과의 계면 주변의 표면 결함으로 인한 5~10pC의 부분 방전(PD)은 더 이상 측정값에 기록되지 않습니다.
220kV XLPE 케이블 생산 라인을 운영하는 제조업체는 케이블 직경 및 부속품 변형에 관계없이 재사용할 수 있는 고정형 테스트 벤치가 필요합니다. 이 벤치에 설치된 CTTS-300은 매번 동일한 수분 컨디셔닝 기준선을 사용하여 일상적인 인수 테스트(부분 방전 모니터링을 포함한 30분간의 AC 내전압 1.7μO)를 수행합니다. 따라서 6pC의 이상치는 설정 문제가 아닌 케이블 자체의 문제로 즉시 진단할 수 있습니다. 현장 배포 패턴에 따르면 테스트 인터페이스 기여도를 1pC 미만으로 유지할 때 첫 번째 통과율이 크게 향상되는 것으로 나타났으며, 구체적인 향상 폭은 케이블 구조 및 로트 이력에 따라 다릅니다.
독립 시험소에서 케이블 액세서리 제조업체의 형식 시험을 진행할 때, 특정 케이블 등급에만 국한될 수는 없습니다. CTTS-400과 CTW-500은 IEC 62067의 275/345kV 규격에 맞춰 설계되었지만, 하드웨어 교체 없이 IEC 60840의 220kV 규격으로도 전환하여 사용할 수 있습니다. 경제성은 자본 지출(CAPEX)이 아닌 처리량에 달려 있습니다. 시험소가 단일 시험 장비에서 분기별로 더 많은 프로그램을 수행할수록 형식 시험 보고서당 감가상각비가 절감되고, 케이블 액세서리용 예비 부품 재고도 줄어듭니다.
설치된 400/500kV 케이블 피더의 인수 검사를 수행하는 전력 회사 시험 센터에는 부분 방전(PD) 특성이 알려진 이동식 플랫폼이 필요하며, CTTS-500은 매칭되는 CTW-800 장치와 함께 이러한 조건을 충족하는 장비로 제공됩니다. 현장에 도착하면 종단 자체의 PD 특성은 알려진 상수이므로, 보정된 기준선 이상의 모든 수치는 시험 인터페이스가 아닌 피더, 접합부 또는 현장에 설치된 종단의 문제로 해석됩니다. 가동 중인 변전소와 같이 제약이 많은 환경에서는 시험 시간이 짧을수록 좋습니다.
정확한 총소유비용(TCO)은 시험 필요 빈도, 형식 시험이 필요한 케이블 크기의 조합, 그리고 고객이 이미 보유하고 있는 기존 교류 전원 공급 인프라에 따라 달라집니다. 220kV CTTS 계열 케이블의 형식 시험을 수행하는 여러 케이블 제조업체는 반복적인 케이블 생산, 장비 이동 및 단말 처리 비용을 절감하기 위해 아웃소싱 도입 후 1~2개 생산 시즌 내에 투자금을 회수할 수 있다고 밝혔습니다.
산업별 패턴 — 구체적인 결과는 배포 방식에 따라 다릅니다.케이블 테스트 종단 시스템의 가격은 업계 전반에 걸쳐 정해진 가격표가 아닌 구성에 따라 결정됩니다. 아래에 나열된 가격 변동 요인들은 다른 유사 제품과 마찬가지로 DEMIKS CTTS의 견적 가격에도 영향을 미칩니다. 따라서 처음부터 이러한 요인들을 정확하게 명시하면 견적 소요 시간과 생산 리드 타임을 모두 단축할 수 있습니다.
특수 케이블 규격에 맞춰 케이블 직경이나 임펄스 정격을 수정할 필요가 없는 모든 CTTS-100/150 및 CTW 시스템, 그리고 CTTS-300/400/500 시스템은 정해진 일정에 따라 출고됩니다. 맞춤 설계된 CTTS-300/400/500 시스템은 설계 작업에 소요되는 시간이 추가되어 총 납기가 달라집니다. 구체적인 납기 및 일정은 문의해 주십시오.
CTTS 시스템 견적 재요청의 90% 이상은 단자 내부에 장착해야 하는 케이블의 최대 외경 변경으로 인해 발생합니다. 예를 들어, 테스트 중인 프로그램의 설계가 변경되거나, 동일한 케이블 시스템에 대한 새로운 주문을 받았는데 외경이 약간 커져서 표준 허용 범위 내에 맞지 않는 경우가 있습니다. 이러한 경우 CTTS-300에서 CTTS-400으로 변경하거나, 외경 증가폭이 미미한 경우에는 CTTS-400 시스템에서 맞춤형 내경을 사용해야 할 수 있습니다. 케이블 외피를 포함한 외경을 명시하십시오. 최대 직경, 도체 크기 및 케이블 유형(단심/삼심, XLPE/EPR)을 종합적으로 고려하여 적합한 모델을 결정해야 합니다.
