KR20220062747A - Accelerated aging test facility for HVDC power cable - Google Patents

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KR20220062747A
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유희석
이승원
조전욱
오상수
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한국전기연구원
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Abstract

An objective of the present invention is to provide an accelerated aging device for an HVDC power cable that simultaneously applies electrical stress, mechanical stress, and thermal stress to a plastic power cable such as an XLPE power cable, etc. to quickly check the aging of the plastic power cable. To achieve the above objective, the power cable accelerated aging device for accelerating the aging state of a power cable comprises: a cable fixing module to which a test cable is mounted so that mechanical stress is applied; a DC application module for providing a DC high voltage to apply electrical stress to the test cable; a thermal power supply unit for applying thermal power to apply thermal stress to the cable fixing module; and a control module for controlling the device.

Description

HVDC 전력케이블의 가속열화 장치{Accelerated aging test facility for HVDC power cable}Accelerated aging test facility for HVDC power cable

본 발명은 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 XLPE 전력 케이블 등의 플라스틱 전력 케이블인 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for accelerated deterioration of an HVDC power cable, and more particularly, to an apparatus for accelerated deterioration of an HVDC power cable that is a plastic electric power cable such as an XLPE electric power cable.

지중 선로용 전력케이블은 통상 OF(Oil Filled) 케이블과 플라스틱(Plastic)케이블로 구분되며, 플라스틱 케이블의 대표적인 예가 XLPE(Cross Linked Poly Ethylene) 케이블이다. Power cables for underground lines are usually divided into OF (Oil Filled) cables and plastic cables, and a representative example of plastic cables is XLPE (Cross Linked Poly Ethylene) cables.

여기서 OF 케이블은 공개특허 제1994-0702306호에 개시된 바와 같이, 함침절연지를 절연체로 사용하는 절연 케이블이고, 상기 OF 케이블의 경우 오랜 사용경험이 있어 높은 신뢰성을 갖고 있으나, 구조적으로 절연유를 사용하기 때문에 운전을 위한 설비가 복잡하고, 환경오염의 문제가 있어, 주로 신뢰성을 필요로 하는 송전용 지중선로에 사용되고 있다.Here, the OF cable is an insulated cable using impregnated insulating paper as an insulator, as disclosed in Korean Patent Publication No. 1994-0702306, and the OF cable has high reliability due to long experience in use, but structurally, it uses insulating oil. The equipment for operation is complicated and there is a problem of environmental pollution, so it is mainly used for underground lines for power transmission that require reliability.

반면에 플라스틱 케이블인 XLPE 케이블은 내열성이 우수하여 송전용량을 증대할 수 있고, 절연체의 유전율이 낮아 유전체 손실이 적으며, 급유설비가 필요 없어 시공이 유리하고, 중량이 가볍고 재료비가 상대적으로 저렴한 장점이 있어, 그 적용 범위가 점점 넓어지고 있다.On the other hand, the plastic cable XLPE cable has excellent heat resistance, so it can increase the power transmission capacity, the dielectric constant of the insulator is low, so the dielectric loss is small, the construction is advantageous because there is no need for an oil supply, and the weight is light and the material cost is relatively low As a result, the scope of its application is gradually expanding.

한편, HVDC(high-voltage direct current)는 전력 그리드 시스템 중 하나로 기존의 교류를 사용하는 그리드와 대조적으로 직류를 대량으로 송전하는 시스템으로 근래 많은 연구가 진행되고 있으며, 이때 XLPE 케이블의 적용이 고려되고 있다.On the other hand, HVDC (high-voltage direct current) is one of the power grid systems, and in contrast to the grid that uses the existing AC, a lot of research is being conducted in recent years, and the application of XLPE cables is considered and there is.

이렇게 사용량이 증가하고 있는 플라스틱 절연 전력 케이블인 XLPE 절연 전력 케이블의 경우 가장 큰 문제점은 장기 신뢰성이 미흡하다는 점이다.In the case of XLPE insulated power cables, which are plastic insulated power cables that are increasingly used, the biggest problem is the lack of long-term reliability.

특히 HVDC에 적용되는 XLPE 케이블의 경우 장기 신뢰성에 대한 문제점이 발생할 우려가 높고, 열화특성이 안정되어 있지 않기 때문에 케이블의 목표 수명을 입증하기 위해서는 상당한 기간의 실증시험이 요구되고 있으나, 현실적으로 어려움이 있다. 따라서, 전기적 스트레스, 기계적 스트레스 및 열적 스트레스 환경에서 열화특성 시험 기간을 단축하고, 신뢰성 있는 시험 장치가 필요하다.In particular, in the case of XLPE cables applied to HVDC, there is a high risk of long-term reliability problems and the deterioration characteristics are not stable. . Therefore, there is a need for a reliable test apparatus that shortens the test period for deterioration characteristics in an electrical stress, mechanical stress, and thermal stress environment.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 안출된 것으로, XLPE 전력 케이블 등의 플라스틱 전력 케이블을 전기적 스트레스, 기계적 스트레스 및 열적 스트레스를 동시에 인가하여 플라스틱 전력 케이블의 열화를 빠른 시간에 확인할 수 있는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised for the above needs, and it is possible to quickly check the deterioration of the plastic power cable by applying electrical stress, mechanical stress, and thermal stress to a plastic power cable such as an XLPE power cable at the same time. An object of the present invention is to provide an accelerated deterioration device.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전력 케이블의 열화 상태를 가속하기 위한 전력 케이블 가속열화 장치에 있어서, 기계적 스트레스가 인가되도록 시험용 케이블이 장착되는 케이블 고정 모듈; 상기 시험용 케이블에 전기적 스트레스 인가를 위하여 직류 고전압을 제공하는 직류 인가 모듈; 상기 케이블 고정 모듈에 열적인 스트레스 인가를 위하여 열용 전원을 인가하는 열용 전원 공급부; 및 장치를 제어하는 제어 모듈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for accelerated deterioration of a power cable for accelerating the deterioration state of a power cable, comprising: a cable fixing module to which a test cable is mounted so that mechanical stress is applied; a direct current application module for providing a direct current high voltage to apply electrical stress to the test cable; a thermal power supply for applying thermal power to the cable fixing module to apply thermal stress; and a control module for controlling the device.

바람직하게는, 상기 케이블 고정 모듈에 장착되는 시험용 케이블의 단면은: 중심에 형성되는 동선; 상기 동선을 감싸는 내부 전도층; 상기 내부 전도층을 감싸는 XLPE 재질의 절연체; 및 상기 절연체를 감싸는 외부 반도전층을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the cross-section of the test cable mounted on the cable fixing module includes: a copper wire formed in the center; an inner conductive layer surrounding the copper wire; an insulator made of XLPE material surrounding the inner conductive layer; and an outer semiconducting layer surrounding the insulator.

더욱 바람직하게는, 상기 시험용 케이블은 일정한 길이로 형성되고, 양끝단에 형성되며 동선만 노출되는 동선부; 상기 동선부 이후에 각각 형성되며 외부 반도전층이 제거되어 절연체가 외면으로 노출되는 절연체부; 및 상기 절연체부 사이에 완전한 형태로 형성되는 일반부를 포함하고, 상기 절연체부는 서로 전기적으로 연통되고 접지에 전기적으로 연결되고, 상기 일반부도 접지에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the test cable is formed of a certain length, is formed at both ends of the copper wire portion is exposed only the copper wire; an insulator portion formed after the copper wire portion and exposing the insulator to an outer surface by removing an external semiconducting layer; and a general part formed in a complete form between the insulator parts, wherein the insulator part is electrically connected to each other and electrically connected to the ground, and the general part is also electrically connected to the ground.

더욱 바람직하게는, 상기 케이블 고정 모듈은; 전기 철심; 상기 전기 철심의 일측에 권선되는 1차코일; 및 상기 전기 철심의 타측에 삽입되는 절연 재질로 이루어지는 원통형상의 절연 원통을 포함하고, 상기 시험용 케이블의 일반부가 상기 절연 원통에 권선되고, 열용 전원 공급부는 상기 1차코일에 전원을 공급하고, 상기 직류 인가 모듈은 상기 시험용 케이블의 동선에 직류 전원을 제공하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the cable fixing module; electric iron core; a primary coil wound on one side of the electric iron core; and a cylindrical insulating cylinder made of an insulating material inserted into the other side of the electric iron core, wherein a general part of the test cable is wound around the insulating cylinder, and a thermal power supply unit supplies power to the primary coil, and the direct current The application module is characterized in that it provides DC power to the copper wire of the test cable.

바람직하게는, 상기 직류 인가 모듈은: 직류 전원을 발생시키는 발생부; 상기 발생부의 전압을 상기 케이블 고정 모듈에 연결하는 연결부; 및 상기 연결부와 상기 케이블 고정 모듈 사이에 장착되는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the DC application module includes: a generator for generating DC power; a connection unit for connecting the voltage of the generator to the cable fixing module; and a switch mounted between the connection part and the cable fixing module.

더욱 바람직하게는, 상기 직류 인가 모듈은 복수의 케이블 고정 모듈에 전원을 제공하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the DC application module is characterized in that it provides power to the plurality of cable fixing modules.

바람직하게는, 온도 감지 모듈을 더 포함하고, 상기 온도 감지 모듈은 상기 열용 전원 공급부에 의하여 전원을 공급받아 시험용 케이블의 온도와 대응되는 온도를 감지하는 것을 특징으로 한다.Preferably, it further comprises a temperature sensing module, characterized in that the temperature sensing module receives power from the thermal power supply unit and senses a temperature corresponding to the temperature of the test cable.

더욱 바람직하게는, 상기 온도 감지 모듈은: 전기 철심; 상기 전기 철심 일측에 권선되며, 상기 열용 전원 공급부에 의하여 전원이 공급되는 1차코일; 상기 전기 철심 타측에 삽입되는 절연 재질로 이루어지는 원통형상의 절연 원통; 상기 절연 원통에 권선되는 2차코일; 및 상기 2차코일에 장착되는 온도계를 포함하되, 상기 2차 코일은 상기 케이블 고정 모듈의 절연 원통에 권선된 케이블과 동일한 재질이면서 동일하게 권선되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the temperature sensing module comprises: an electric iron core; a primary coil wound on one side of the electric iron core and supplied with power by the thermal power supply unit; a cylindrical insulating cylinder made of an insulating material inserted into the other side of the electric iron core; a secondary coil wound around the insulating cylinder; and a thermometer mounted on the secondary coil, wherein the secondary coil is made of the same material as the cable wound on the insulating cylinder of the cable fixing module and is wound in the same way.

더욱 바람직하게는, 상기 제어 모듈은 상기 온도계에서 감지되는 온도에 따라 상기 열용 전원 공급부를 제어하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the control module is characterized in that according to the temperature sensed by the thermometer to control the power supply for heat.

본 발명에 따른 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치는 한번의 케이블 장착으로 전기적 스트레스, 기계적 스트레스 및 열전 스트레스를 동시에 인가하여 케이블 열화시키므로, 실제 케이블 열화와 유사한 열화 특성을 비교적 짧은 기간에 구현할 수 있는 효과가 있다.The device for accelerated deterioration of HVDC power cable according to the present invention deteriorates the cable by simultaneously applying electrical stress, mechanical stress, and thermoelectric stress with one cable installation. there is.

도 1은 본 발명에 따른 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 시험용 케이블의 단면도 및 외형도이며,
도 3은 도 1에 도시된 케이블 고정 모듈의 구성도이며,
도 4는 도 1에 도시된 온도 감지 모듈의 구성도이며,
도 5은 도 1에 도시된 제어 모듈의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a device for accelerated deterioration of an HVDC power cable according to the present invention;
Figure 2 is a cross-sectional view and an external view of the test cable shown in Figure 1,
Figure 3 is a block diagram of the cable fixing module shown in Figure 1,
4 is a block diagram of the temperature sensing module shown in FIG. 1,
FIG. 5 is a block diagram of the control module shown in FIG. 1 .

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but between each component another component It is to be understood that may also be “connected”, “coupled” or “connected”.

본 발명에 따른 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 시험용 케이블(10), 케이블 고정 모듈(20), 상기 케이블 고정 모듈(20)에 장착된 케이블(10)에 고전압의 직류를 인가하는 직류 인가 모듈(40), 온도 감지 모듈(60) 및 전체 장치의 제어를 위한 제어 모듈(90)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1 , the apparatus 100 for accelerated deterioration of the HVDC power cable according to the present invention includes a test cable 10 , a cable fixing module 20 , and a cable 10 mounted on the cable fixing module 20 . It is configured to include a direct current application module 40 for applying a high voltage direct current to the , a temperature sensing module 60 and a control module 90 for controlling the entire device.

먼저, 상기 케이블(10)은 플라스틱 절연 전력케이블의 한 종류인 XLPE 절연 전력 케이블이며, 내부 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 동재질의 원형 단면의 동선(11)이 위치하고, 상기 동선(11)을 둘러싸는 내부 반도전층(12)과 상기 내부 반도전층(12)을 둘러싸는 절연체(13)와 상기 절연체(13)를 둘러싸는 외부 반도전층(14)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 XLPE 절연 전력 케이블에 대하여 설명하나, 본 발명은 XLPE 절연 전력 케이블을 포함하는 플라스틱 절연 전력케이블에 적용할 수 있음은 자명하다 할 것이다. First, the cable 10 is an XLPE insulated power cable, which is a type of plastic insulated power cable, and as shown in FIG. It includes an inner semiconducting layer 12 surrounding 11 , an insulator 13 surrounding the inner semiconducting layer 12 , and an outer semiconducting layer 14 surrounding the insulator 13 . In an embodiment of the present invention, an XLPE insulated power cable will be described, but it will be apparent that the present invention can be applied to a plastic insulated power cable including an XLPE insulated power cable.

여기서 상기 절연체(13)가 XLPE 재질로 구성되며, 필요한 경우 상기 외부 반도전층(14)을 둘러싸는 금속시스와 금속시스를 둘러싸는 합성수지 재질의 방식층을 추가로 포함할 수 있다.Here, the insulator 13 is made of XLPE material, and if necessary, a metal sheath surrounding the outer semiconducting layer 14 and an anticorrosive layer made of a synthetic resin material surrounding the metal sheath may be additionally included.

한편, 상기 케이블(10)은 시험을 위하여 양끝단의 일정 거리를 외부 반도전층(14), 절연체(13) 및 내부 반도전층(12)을 제거하고, 동선(11)만 노출시키는 동선부(16)를 포함한다.On the other hand, the cable 10 removes the outer semiconducting layer 14, the insulator 13, and the inner semiconducting layer 12 at a predetermined distance from both ends for the test, and exposes only the copper wire 11. ) is included.

또한 상기 동선부(16) 끝단에서 일정거리 외부 반도전층(14)을 제거하여 절연체(13)를 노출시키는 절열체부(17)를 포함한다.In addition, the insulator portion 17 for exposing the insulator 13 by removing the external semiconducting layer 14 at a predetermined distance from the end of the copper wire portion 16 is included.

그리고 나머지는 일반 케이블(10) 형태를 유지하는 일반부(18)를 포함한다.And the rest includes a general portion 18 that maintains the general cable 10 shape.

상기 동선부(16)와 절연체부(17)는 일반부(18)를 중심으로 좌우측에 대칭적으로 구성하고, 양측의 절연체부(17)는 상기 절연체(13)에 전하가 모이는 것을 방지하기 위하여 서로 전기적으로 연결한 후, 접지시키고, 상기 일반부(18) 역시 접지시킨다.The copper wire part 16 and the insulator part 17 are configured symmetrically on the left and right sides with the general part 18 as the center, and the insulator parts 17 on both sides are mutually connected to each other in order to prevent charges from collecting in the insulator 13 . After electrically connecting, ground, and the general part 18 is also grounded.

한편, 상기 케이블 고정 모듈(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 시험용 케이블(10)에 열적인 스트레스 인가를 위한 변압부(21)와 상기 변압부(21)의 2차측에 배치되는 절연 원통(22)을 포함하여 구성된다.On the other hand, as shown in FIG. 3 , the cable fixing module 20 includes a transformer 21 for applying thermal stress to the test cable 10 and an insulation disposed on the secondary side of the transformer 21 . It is configured to include a cylinder (22).

상기 변압부(21)는 전기 철심(23)과 상기 전기 철심(23)의 일차측에 권선되는 1차코일(24)을 포함하고, 2차측에는 상기 절연 원통(22)이 배치되며, 상기 절연 원통(22)에는 상기 시험용 케이블(10) 중 일반부(18)가 수회 권선되어 상기 변압부(21)의 2차측 코일 역할을 한다.The transformer 21 includes an electric iron core 23 and a primary coil 24 wound on a primary side of the electric iron core 23 , and the insulating cylinder 22 is disposed on the secondary side, and the insulation The general part 18 of the test cable 10 is wound around the cylinder 22 several times to serve as a secondary coil of the transformer 21 .

여기서 상기 절연 원통(22)의 합성수지, FRP 등과 같이 절연재질로 구성되고, 직경은 상기 시험용 케이블(10) 직경의 10배 내지 20배로 구성하며, 상기 권선에 의하여 상기 시험용 케이블(10)에 기계적인 스트레스가 인가된다.Here, the insulating cylinder 22 is made of an insulating material such as synthetic resin, FRP, and the like, and has a diameter of 10 to 20 times the diameter of the test cable 10, and is mechanically attached to the test cable 10 by the winding. stress is applied

필요한 경우 상기 절연 원통(22)은 직경을 달리하여 각각 서로 다른 기계적인 스트레스를 인가할 수 있다.If necessary, the insulating cylinder 22 may have different diameters to apply different mechanical stresses to each.

한편, 상기 제1차 코일(24)에는 상기 2차측의 시험용 케이블(10)에 열을 인가하기 위하여 열용 전원 공급부(30)를 통하여 전원이 인가된다.Meanwhile, power is applied to the primary coil 24 through the thermal power supply unit 30 in order to apply heat to the test cable 10 on the secondary side.

즉, 상기 제1차 코일(24)에 상기 열용 전원 공급부(30)를 통하여 전원이 인가되면, 상기 2차측의 시험용 케이블(10)에 유도 기전력이 발생하고, 유도 기전력에 의하여 자체 열이 발생하여 시험용 케이블(10)에 열적 스트레스를 인가한다.That is, when power is applied to the primary coil 24 through the power supply unit 30 for heat, an induced electromotive force is generated in the test cable 10 of the secondary side, and its own heat is generated by the induced electromotive force. A thermal stress is applied to the test cable (10).

한편, 직류 인가 모듈(40)은 도 1에 도시된 바와 같이, 고전압의 직류를 상기 시험용 케이블(10)의 동선부(16)에 인가하는 기능을 수행하는 구성이다.On the other hand, as shown in FIG. 1 , the direct current application module 40 is configured to perform a function of applying a high voltage direct current to the copper wire unit 16 of the test cable 10 .

상기 직류 인가 모듈(40)은 발생부(41)와 상기 발생부(41)에서 생성된 고전압 직류를 상기 동선부(16)와 스위치부(42)를 통하여 전기적으로 연결하는 연결부(43)를 포함한다.The DC application module 40 includes a generator 41 and a connection part 43 that electrically connects the high voltage DC generated by the generator 41 through the copper wire 16 and the switch part 42 . do.

필요한 경우 상기 연결부(43)에는 복수의 케이블 고정 모듈(20)의 동선부(16)가 각각 스위치부(42)를 매개로 연결될 수 있다.If necessary, the copper wire parts 16 of the plurality of cable fixing modules 20 may be connected to the connection part 43 via the switch part 42 , respectively.

이때 상기 스위치부(42)를 조작하여 직류 고전압이 인가되는 케이블 고정 모듈(20)을 선택할 수 있도록 구성할 수 있다.At this time, it may be configured to select the cable fixing module 20 to which the DC high voltage is applied by manipulating the switch unit 42 .

상기 직류 인가 모듈(40)에서 생성되어 인가되는 직류전원은 최대 120kV가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable that the DC power generated and applied by the DC application module 40 is set to a maximum of 120 kV.

물론 상기 발생부(41)의 동작과 상기 스위치부(42)의 동작을 개별적으로 조작 가능하도록 구성할 수 있으나, 필요한 경우 상기 제어 모듈(90)에 의하여 그 동작이 제어되도록 구성할 수 있다.Of course, the operation of the generator 41 and the operation of the switch 42 may be individually operable, but if necessary, the operation may be controlled by the control module 90 .

한편, 상기 온도 감지 모듈(60)은 고전압이 인가된 시험용 케이블(10)에 열에 의하여 온도 변환의 측정이 불가하여, 간접적으로 시험용 케이블(10)의 온도를 추정하기 위한 구성이다.On the other hand, the temperature sensing module 60 is configured to indirectly estimate the temperature of the test cable 10 because it is impossible to measure the temperature conversion due to heat in the test cable 10 to which a high voltage is applied.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 케이블 고정 모듈(20)의 변압부(21)와 동일한 형태로 구성되며, 전기 철심(63)의 일차측에 권선되는 1차코일(64)과, 2차측에는 절연 원통(62)이 배치되며, 상기 절연 원통(62)에는 2차 코일(65)이 권선된다. 상기 2차 코일(65)는 상기 시험용 케이블(10)과 동일한 형태로 구성된다.Therefore, as shown in FIG. 4 , the primary coil 64 has the same shape as the transformer 21 of the cable fixing module 20 and is wound on the primary side of the electric iron core 63 , and 2 An insulating cylinder 62 is disposed on the vehicle side, and a secondary coil 65 is wound around the insulating cylinder 62 . The secondary coil 65 has the same shape as the test cable 10 .

즉, 상기 온도 감지 모듈(60)의 1차코일(64)은 케이블 고정 모듈(20)의 1차코일(24)과 동일하고, 상기 2차코일(65)은 상기 절연 원통(22)에 권선된 시험용 케이블(10)과 동일한 크기와 특성을 가지며, 동일한 회수로 권선되도록 구성하고, 상기 절연 원통(62) 역시 동일하게 구성한다.That is, the primary coil 64 of the temperature sensing module 60 is the same as the primary coil 24 of the cable fixing module 20 , and the secondary coil 65 is wound around the insulating cylinder 22 . It has the same size and characteristics as the test cable 10 and is configured to be wound the same number of times, and the insulating cylinder 62 is also configured in the same way.

또한 상기 2차코일(65)의 온도를 감지하기 위한 온도계(66)가 상기 2차 코일(65) 표면 또는 표면 인근에 설치된다.In addition, a thermometer 66 for sensing the temperature of the secondary coil 65 is installed on or near the surface of the secondary coil 65 .

상기 온도 감지 모듈(60)은 상기 케이블 고정 모듈(20)과 동일한 변압 특성을 가지므로, 상기 온도 감지 모듈(60)에서 감지되는 온도 역시 유사하다.Since the temperature sensing module 60 has the same transformer characteristics as the cable fixing module 20 , the temperature sensed by the temperature sensing module 60 is also similar.

상기 1차코일(65) 역시 상기 열용 전원 공급부(30)에 의하여 전원이 공급되며, 필요한 경우 상기 온도계(66)의 온도를 기초로 상기 제어 모듈(90)은 상기 열용 전원 공급부(30)에서 1차코일(65)로 공급되는 전원을 조절할 수 있다.The primary coil 65 is also supplied with power by the thermal power supply unit 30, and if necessary, the control module 90 based on the temperature of the thermometer 66 controls the thermal power supply unit 30 to 1 Power supplied to the secondary coil 65 can be adjusted.

한편, 상기 제어 모듈(90)은 도 5에 도시된 바와 같이, 단일 장치로 구성되나, 필요한 경우, 개별 모듈의 동작을 제어하는 개별 장치로도 구현될 수 있다. 즉, 각각의 모듈을 제어하는 별도의 단위 장치로도 구현될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5 , the control module 90 is configured as a single device, but may also be implemented as an individual device for controlling the operation of the individual modules, if necessary. That is, it may be implemented as a separate unit device for controlling each module.

상기 제어 모듈(90)은 상기 직류 인가 모듈(40)을 동작과 상기 스위치부(42)의 동작을 제어하며, 또한 복수의 케이블 고정 모듈(20)을 연결된 경우 상기 복수의 스위치부(42)의 동작을 조절하여 직류를 선택적으로 인가할 수 있으며, 인가된 직류의 특성을 감지하는 기능도 포함될 수 있다.The control module 90 controls the operation of the DC application module 40 and the operation of the switch unit 42 , and when a plurality of cable fixing modules 20 are connected, the plurality of switch units 42 . Direct current may be selectively applied by controlling the operation, and a function of detecting the characteristics of the applied direct current may be included.

또한 상기 제어 모듈(90)은 상기 열용 전원 공급부(30)를 제어할 수 있으며, 또한, 상기 온도계(66)의 정보를 이용하여 2차코일(65)의 온도를 산정할 수 있으며, 추가적으로 상기 온도계(66)의 정보를 이용하여 상기 열용 전원 공급부(30)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다.In addition, the control module 90 may control the heat power supply unit 30 , and may calculate the temperature of the secondary coil 65 using the information of the thermometer 66 , and additionally the thermometer Power supplied to the thermal power supply unit 30 may be controlled using the information of (66).

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is merely an embodiment for implementing the apparatus for accelerated deterioration of an HVDC power cable according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and departs from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Without this, anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs will say that the technical spirit of the present invention exists to the extent that it can be implemented with various modifications.

10: 케이블 11: 동선
12: 내부 반도전층 13: 절연체
14: 외부 반도전층 16: 동선부
17: 절연체부 18: 일반부
20: 케이블 고정 모듈 21: 변압부
22: 절연 원통 23: 전기 철심
24: 1차코일 30: 열용 전원 공급부
40: 직류 인가 모듈 41: 발생부
42: 스위치부 43: 연결부
60: 온도 감지 모듈 62: 절연 원통
63: 전기 철심 64: 1차코일
65: 2차코일 66: 온도계
90: 제어 모듈 100: HVDC 전력케이블의 가속열화 장치10: cable 11: copper wire
12: inner semiconducting layer 13: insulator
14: outer semiconducting layer 16: copper wire part
17: insulator part 18: general part
20: cable fixing module 21: transformer
22: insulation cylinder 23: electric iron core
24: primary coil 30: thermal power supply
40: DC application module 41: generating unit
42: switch unit 43: connection unit
60: temperature sensing module 62: insulating cylinder
63: electric iron core 64: primary coil
65: secondary coil 66: thermometer
90: control module 100: accelerated deterioration device of HVDC power cable

Claims (9)

전력 케이블의 열화 상태를 가속하기 위한 전력 케이블 가속열화 장치에 있어서,
기계적 스트레스가 인가되도록 시험용 케이블이 장착되는 케이블 고정 모듈;
상기 시험용 케이블에 전기적 스트레스 인가를 위하여 직류 고전압을 제공하는 직류 인가 모듈;
상기 케이블 고정 모듈에 열적인 스트레스 인가를 위하여 열용 전원을 인가하는 열용 전원 공급부; 및
장치를 제어하는 제어 모듈를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
An apparatus for accelerated deterioration of a power cable for accelerating a deterioration state of a power cable, the apparatus comprising:
A cable fixing module to which a test cable is mounted so that mechanical stress is applied;
a direct current application module for providing a direct current high voltage to apply electrical stress to the test cable;
a thermal power supply for applying thermal power to the cable fixing module to apply thermal stress; and
Accelerated deterioration device of HVDC power cable, characterized in that it comprises a control module for controlling the device.
 청구항 1에 있어서, 상기 케이블 고정 모듈에 장착되는 시험용 케이블의 단면은:
중심에 형성되는 동선;
상기 동선을 감싸는 내부 전도층;
상기 내부 전도층을 감싸는 XLPE 재질의 절연체; 및
상기 절연체를 감싸는 외부 반도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
The method according to claim 1, The cross-section of the test cable mounted on the cable fixing module is:
copper line formed in the center;
an inner conductive layer surrounding the copper wire;
an insulator made of XLPE material surrounding the inner conductive layer; and
Accelerated deterioration device of HVDC power cable, characterized in that it comprises an external semiconducting layer surrounding the insulator.
 청구항 2에 있어서, 상기 시험용 케이블은 일정한 길이로 형성되고,
양끝단에 형성되며 동선만 노출되는 동선부;
상기 동선부 이후에 각각 형성되며 외부 반도전층이 제거되어 절연체가 외면으로 노출되는 절연체부; 및
상기 절연체부 사이에 완전한 형태로 형성되는 일반부를 포함하고,
상기 절연체부는 서로 전기적으로 연통되고 접지에 전기적으로 연결되고,
상기 일반부도 접지에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
The method according to claim 2, wherein the test cable is formed of a constant length,
a copper wire portion formed at both ends and only the copper wire is exposed;
an insulator portion formed after the copper wire portion and exposing the insulator to an outer surface by removing an external semiconducting layer; and
Including a general part formed in a complete form between the insulator parts,
The insulator portions are in electrical communication with each other and electrically connected to the ground,
The device for accelerated deterioration of the HVDC power cable, characterized in that the general part is also electrically connected to the ground.
 청구항 3에 있어서, 상기 케이블 고정 모듈은;
전기 철심;
상기 전기 철심의 일측에 권선되는 1차코일; 및
상기 전기 철심의 타측에 삽입되는 절연 재질로 이루어지는 원통형상의 절연 원통을 포함하고,
상기 시험용 케이블의 일반부가 상기 절연 원통에 권선되고,
열용 전원 공급부는 상기 1차코일에 전원을 공급하고,
상기 직류 인가 모듈은 상기 시험용 케이블의 동선에 직류 전원을 제공하는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
The method according to claim 3, The cable fixing module;
electric iron core;
a primary coil wound on one side of the electric iron core; and
and a cylindrical insulating cylinder made of an insulating material inserted into the other side of the electric iron core,
A general part of the test cable is wound around the insulated cylinder,
The thermal power supply unit supplies power to the primary coil,
The device for accelerated degradation of the HVDC power cable, characterized in that the DC application module provides DC power to the copper wire of the test cable.
 청구항 1에 있어서, 상기 직류 인가 모듈은:
직류 전원을 발생시키는 발생부;
상기 발생부의 전압을 상기 케이블 고정 모듈에 연결하는 연결부; 및
상기 연결부와 상기 케이블 고정 모듈 사이에 장착되는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
The method according to claim 1, wherein the direct current applying module:
a generator for generating DC power;
a connection unit for connecting the voltage of the generator to the cable fixing module; and
The device for accelerated degradation of HVDC power cables, characterized in that it includes a switch mounted between the connection part and the cable fixing module.
 청구항 5에 있어서, 상기 직류 인가 모듈은 복수의 케이블 고정 모듈에 전원을 제공하는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
The apparatus of claim 5, wherein the DC application module provides power to a plurality of cable fixing modules.
 청구항 4에 있어서, 온도 감지 모듈을 더 포함하고, 상기 온도 감지 모듈은 상기 열용 전원 공급부에 의하여 전원을 공급받아 시험용 케이블의 온도와 대응되는 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
The apparatus of claim 4, further comprising a temperature sensing module, wherein the temperature sensing module receives power from the thermal power supply unit and senses a temperature corresponding to the temperature of the test cable. .
 청구항 7에 있어서, 상기 온도 감지 모듈은:
전기 철심;
상기 전기 철심 일측에 권선되며, 상기 열용 전원 공급부에 의하여 전원이 공급되는 1차코일;
상기 전기 철심 타측에 삽입되는 절연 재질로 이루어지는 원통형상의 절연 원통;
상기 절연 원통에 권선되는 2차코일; 및
상기 2차코일에 장착되는 온도계를 포함하되,
상기 2차 코일은 상기 케이블 고정 모듈의 절연 원통에 권선된 케이블과 동일한 재질이면서 동일하게 권선되는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
The method according to claim 7, wherein the temperature sensing module comprises:
electric iron core;
a primary coil wound on one side of the electric iron core and supplied with power by the thermal power supply unit;
a cylindrical insulating cylinder made of an insulating material inserted into the other side of the electric iron core;
a secondary coil wound around the insulating cylinder; and
Including a thermometer mounted on the secondary coil,
The secondary coil is a device for accelerated degradation of HVDC power cables, characterized in that the same material and wound as the cable wound on the insulation cylinder of the cable fixing module.
 청구항 8에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 온도계에서 감지되는 온도에 따라 상기 열용 전원 공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치.
The apparatus of claim 8, wherein the control module controls the heat power supply unit according to the temperature sensed by the thermometer.
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