배전 설비는 정기 시찰 · 점검 · 측정 등으로 열화 상황을 파악하고, 그 상황에 따라 교체 작업을 행한다. 이와 마찬가지로 옥내 변압기도 노후화 등으로 교체가 필요하다고 판단한 경우 정전을 한 후 교체 작업을 해 왔다. 그러나 최근 생활양식이 다양해지고 24시간 영업하는 점포가 늘어남에 따라 정전 상태에서 교체가 어려워졌다. 그래서 정전하는 일 없이 옥내 변압기를 교체하는 무정전 공법을 개발했다. 이 교체 공법의 작업 방법과 개발한 공구를 함께 소개한다.
무정전 옥내 변압기 교체 공사 개요 옥내 변압기를 무정전 상태에서 교체할 때, 교체작업 중 정전되지 않도록 가송전용 변압기를 준비해야 한다. 방법은 주상 변압기의 무정전 공법과 마찬가지로 가설 변압기 공법(이하, 가Tr 공법), 근접변압기 공법, 변압기 차량 공법을 활용할 수 있다고 판단해(<표 1> 참조) 옥내 변압기에 적용 검토했으며, 안전한 교체 작업을 위한 공구도 개발했다. 본고는 가Tr 공법을 작업 순서(<표 2> 참조)에 따라 소개한다.
가Tr 공법 개요 가설 변압기 설치 방법｜가Tr 공법을 실시하려면 가설 PC(Primary Cut-out)를 가설 변압기 주변에 설치해야 하나, 옥내 전기실은 가설 변압기의 설치공간은 확보하더라도 가설 PC의 설치 공간까지는 확보가 어려운 것이 태반이다(<그림 2> 참조). 이 때문에 가설 변압기의 변압기 리드 지지 철물(주상시설 시 PC 부하 측 고압선을 애자에 고정하기 위한 철물)에 가설 PC를 고정하기로 했다(<그림 3> 참조).
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작업 검증과 성능을 확인한 결과, 가설 PC를 시설해 방호한 상태의 질량에서도 확실한 설치가 이뤄졌다. 또한, 개폐 조작 등과 같은 충격에도 변압기 본체가 쓰러질 우려가 없음을 확인했다. 이에 따라 가설 PC의 설치 공간을 대폭 축소하는 동시에, 가설 변압기 공사의 준비 시간을 단축했다.
저압 바이패스 케이블 접속｜▲구리관 단자 직결형 클램프 개발 - 옥내 변압기의 부하를 구제하려면 변압기 이차 측 압축 구리관 단자부에 저압 바이패스케이블을 직접 접속해야 한다. 그러나 현행 접속 클램프(<그림 4> 참조)는 전선 도체 부분에 직접 접속하는 것이라 구리관 단자 부분에 사용하면 접촉 면적이 작고 파지력把持力이 낮아 작업 도중에서 어긋남 등으로 정전이 발생할 수 있다. 그래서 새롭게 구리관 단자에 직접 접속하는 클램프를 개발하기로 했다.
개발한 클램프는 여러 종류의 저압 케이블 구리관 단자부를 파지할 수 있는 구조인 동시에 접속 후 충전 개소의 방호를 쉽게 할 수 있는 구조로 했다. <표 3>은 개발한 클램프의 특징을, <그림 5>는 형상과 설치 상황을 나타낸 것이다.
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▲변압기 이차 측 접지체 방호 시트 개발 - 변압기 이차 측 구리관 단자 직결형 클램프 접속 및 이차 측 배선 제거는 저압 충전 상태에서 실시해야 하기에 단락 등의 사고를 방지하는 방호가 필요하다. 그러나 기존 절연 시트는 변압기 이차 측의 좁은 개소에서 방호가 어려워 안전하면서도 높은 작업성으로 변압기 이차 측 부싱 부근의 접지체(변압기 외함) 전체를 덮을 수 있는 방호 시트를 개발했다. 방호 시트는 변압기에 쉽게 그리고 확실하게 설치되도록 시트 가장자리를 따라 자석을 설치하고, 시트중앙부에 미리 부싱용 구멍을 뚫어 매직 파스너Magic Fastener로 고정하는 구조로 했다. 시트 재질은 뛰어난 절연 성능은 물론, 작업 중에 공구가 접촉하면서 시트를 파손하지 않는지 확인하기 위해 내관통 시험과 내충격 시험 등을 통해 물성 비교를 한 후 실용상 문제가 없는 수지 시트를 선택했다(<그림 6> 참조).
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[그림 8(좌)] 구리관 단자 직결형 클램프 작업 상황 [그림 9(우)] 부하 전환 완료 상황
<그림 7>은 부하 전환 시 시설 상황을 그림으로 표현한 것이다. <그림 8>은 부하 전환 시 구리관 단자 직결형 클램프의 작업 상황을, <그림 9>는 저압바이패스 케이블 접속 후 이차 측 단자를 제거하고 부하 전환이 완료된 상황을 각각 나타낸 것이다. 이상의 공정에 따라 가설 변압기를 이용한 옥내변압기의 무정전 공사를 한다.
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이번에 개발한 옥내 변압기의 무정전 공법에 따라 정전이 어려운 장소에서도 변압기를 교체할 수 있으며, 안전한 작업이 가능하다.
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