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Gas Insulated Switchgear

72.5kV에서 800kV에 이르는 다양한 기종을 보유한 효성의 가스 절연 개폐장치는 신뢰성과 안전성이 높고 유지, 보수가 간편할 뿐만 아니라 KERI, CESI, KEMA의 테스트를 통과함으로써 기술력을 세계적으로 인정받고 있습니다.

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구성요소

차단기 (Circuit Breaker)
SF6 가스의 우수한 소호성능과 절연특성 이용
동작원리 및 구조가 간단한 퍼퍼(Puffer)형 차단방식과 아크 에너지를 이용한 복합소호형(Self-blast) 차단방식
이중 트립 코일로 차단동작의 신뢰성 확보
부품수가 적어 보수 및 점검이 간단
단로기 (Disconnecting Switch)
단로기는 차단기에 의해 구획된 충전전류 구간을 세분화하기 위해 사용되는 것으로, 압축공기나 전동, 전동 스프링으로 조작하며, 보수 및 시험을 위해 수동으로도 조작이 가능. 개폐상태 표시기가 조작축에 연결되어 조작함 내에 위치하므로 육안으로 개폐상태 확인 가능
접지개폐기 (Earthing Switch)
역할에 따라 기기접지용과 선로용으로 나뉨
기기접지용 접지개폐기는 가스 절연 개폐장치(GIS)를 보수 및 점검하기 위한 것으로서 보통 수동으로 조작
선로용 접지개폐기는 압축공기, 전동기, 전동기-스프링으로 고속으로 동작하고 가압상태에서도 투입용량을 가지며 부주의한 조작으로 인한 우발적인 사고를 방지하기 위해 차단기, 단로기와 상호 인터록 되어 있음
모선 (Busbar)
극초고압(Ultra High Voltage)급을 제외한 대부분의 모선은 3상 일괄 탱크형을 사용하여 부속의 부품수를 줄이고 설치기간을 단축
도체의 연결은 튜립형 접촉자로 서로 연결되므로 모선의 외함 조립 시 자동으로 접속되며 온도변화에 따른 도체의 팽창이나 수축을 보상
변류기 (Current Transformer)
선로의 이상전류를 감지하여 시스템을 보호하는 기능과 상시통전전류를 측정하는 기능
대부분 차단기 양측에 접지된 외함 내에 내장되어 1차 도체와 SF6 가스로 격리되어 있으므로 고전압에 대한 절연이 불필요
계기용 변압기 (Voltage Transformer)
소형으로 고신뢰성의 가스절연 권선형을 사용하며 선로 또는 모선의 전압을 감시하는 기능
전력수급계량용(MOF)과 일반계기용이 있음
피뢰기( Lightning Arrester)
뇌(雷) 또는 서지에서 기인하는 과전압으로부터 전력용 기기를 보호하고 고장, 정전 등을 예방
산화아연(Zinc Oxide) 소자를 사용하여 직렬 갭을 없앤 산화아연형 피뢰기(ZLA)를 사용
인출접속부 (Interface)
가스 투 오일(Gas-to-oil) 부싱과 가스 투 에어(Gas-to-air) 부싱으로 나뉨
가스 투 오일(Gas-to-oil) 부싱은 변압기와 직접 연결될 경우 관통 부싱에 의해 가스와 변압기 절연유가 격리되며 벨로우즈는 설치 시에 조립공차를 보상하고 진동을 최소화
가스 투 에어(Gas-to-air) 부싱은 송전선과 직접 연결될 경우 SF6 가스가 채워진 부싱을 사용

설계 과정

차단성능 분석
소전류 차단성능 : 선로의 충전전류에 의해 차단기의 짧은 극간의 거리에서 발생하는 아크 열에 의한 SF6 가스 밀도 분석
대전류 차단성능 : 차단기가 사고전류를 차단할 경우 발생하는 고온의 아크 열에 의한 SF6 가스의 밀도를 분석해야 하는데, 이를 위해 아크 해석 툴인 포에닉스(Phoenics)와 플루언트(Fluent)를 이용하여 아크 열에 의한 SF6 가스 밀도와 유동해석을 통해 차단성능 극대화

3차원 전계해석

가스 절연 개폐장치는 고전압과 대전류가 흐르기 때문에 매우 정밀한 전계해석이 필요하므로 3차원 해석 프로그램을 이용하여 모선과 절연물 등 개폐장치의 모든 구성 부위에 대해 전계분포를 정밀해석하여 검증된 설계 실시

기계적 성능 분석

가스 절연 개폐장치의 도체, 외함, 조작기류 등에 대해 최적의 기계적 성능을 구현하기 위해 구조 분석용 프로그램과 3차원 설계를 이용하여 모든 구조물에 대한 정확한 수치해석(질량, 형상, 응력, 변형 등)을 통해 기계적 안전성을 극대화

3차원 설계 및 조립

가스 절연 개폐장치의 기초 설계에서부터 각부 조립까지 최첨단 3차원 설계 툴인 솔리드 엣지(Solid Edge)를 사용하여 발생 가능한 설계 오류를 최소화하고 조립품에 대한 최종 설치 모델링을 통해 설치개소를 최소화

내진 및 진동 해석

진동 및 내진 성능을 검증하기 위해 설계 시에 중력에 의한 자중, 연직방향의 하중, 바람에 의한 수형하중 등을 모두 고려하는 첨단 내진 및 진동 해석 툴을 이용하여 구조적 안전성 확보
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