KR20230162146A - 전력 전송 - Google Patents

Abstract

용량성 전력 전송 케이블을 위한 전력 전송 케이블 보호 및 제어 장치는, 케이블의 한 종단에서: 부하 또는 공급 케이블을 위한 부하 또는 공급 단자; 용량성 전력 전송 케이블의 한 쌍의 전도체에 대한 한 쌍의 케이블 단자 - 전도체는 사용 중인 단자에 직접 또는 연장 전도체를 통해 연결되고, 한 쌍의 케이블 단자 중 하나는 레일 또는 버스바(busbar)에 의해 부하 또는 공급 단자에 연결됨 -; 레일 또는 버스바와 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나 사이의 전자기 또는 전자 스위치를 그리고 케이블의 한 종단에서 또는 또 다른 종단에서: 한 쌍의 케이블 단자 사이, 즉, 사용 중인 용량성 케이블 전도체들 사이의 차동 전압을 측정하기 위한 수단; 및 차동 전압이 용량성 케이블의 유전 파괴 아래의 문턱값을 초과하는 이벤트에서 스위치가 닫히도록 제어하기 위한 수단을 포함한다. 연관된 전력 공급망은, 유전체에 의해 분리된 2개 이상의 전도체에 의해 제2 노드에 연결된 제1 노드에 연결된 전원; 및 제어 시스템을 포함하고, 2개 이상의 전도체는 갈바닉 연결을 통한 제1 모드에서 또는 용량성 케이블로서의 제2 모드에서 제1 노드와 제2 노드 사이에 전력을 전송할 수 있고, 제어 시스템은 제1 모드와 제2 모드 사이에서 2개 이상의 전도체를 스위칭할 수 있으며, 제어 시스템은 케이블 보호 및 제어 장치일 수 있다.

Description

전력 전송{ELECTRICAL POWER TRANSMISSION}

본 발명은 전력 전송에 관한 것이다.

퓨즈 및 전자기 디바이스는 회로를 과전압 및 과전류로부터 보호하는 것으로 알려져 있다. 이들은 휴대용 디바이스 퓨즈에서와 같은 저전압, 회로 차단기를 가진 가정용 기기에서와 같은 주전원(mains) 또는 분배 회로 차단기를 가진 중전압 및 고전압 망과 같이 상업적으로 사용되는 대부분의 전압 및 전류에 제공된다.

보호 디바이스는 특정 회로의 특정 요소에 대해서도 알려져 있다. 예를 들어, JP H11 275872의 요약서는 다음과 같다:

"해결될 문제: 라인 간 단락 또는 암 단락(arm short circuit)과 같은 사고가 발생할 때, 비선형 저항 요소에 의해 프로세싱되는 에너지 및 전력 변환기의 과전류 듀티를 증가시키지 않고 과전압으로부터 커패시터를 보호하기 위함, 해결책: 전력 변환기의 AC 단자와 AC 전원(2) 사이에 직렬 커패시터(31 내지 33)가 연결되는 전력 변환 회로에서, 비선형 저항 요소(41 내지 43), 커패시터 단자들을 서로 단락시키는 스위칭 수단(51 내지 53), 및 커패시터 단자 양단의 전압을 검출하는 전압 검출 수단(61 내지 63)이 커패시터 단자들 사이에 연결되고, 전압 검출 수단이 과전압을 검출하는 시점으로부터 약 1 사이클 후에 단락 스위치를 턴온하는 제어 수단(200)이 제공된다. 하나 이상의 사이클에 걸쳐 계속되는 라인 간 단락 전류의 경우, 단락 전류가 단락 스위치로 우회되고, 1 사이클 암 단락의 경우, 전력 변환기의 점화 펄스는 단락 스위치가 턴온되기 전에 정지되고, 커패시터(31 내지 33)는 단락 전류를 억제한다".

WO 2019/234449에서와같이 용량성 케이블은 연결된 장비의 보호뿐만 아니라 자체 보호를 위해 종래의 배전망 케이블과 동일한 방식으로 보호 장비의 혜택을 받는다. 용량성 케이블은 지금 설명되는 추가 보호의 혜택을 받는다. 용량성 케이블은 유전체 물질에 의해 분리된 두 개의 용량성 플레이트를 포함한다. 이는 용량성 케이블이 WO 2010/026380에서와같이 스트립 형태의 물리적 플레이트 또는 WO 2019/234449에서와같이 병치된 복수의 와이어로 구성되고 플레이트를 나타내도록 연결된 복합 플레이트를 포함하는지의 경우이다. 용량성 케이블은 일단(one end)으로부터 타단(the other end)으로 과전압을 전송할 수 있어서 그러한 과전압의 인가를 회피하기 위해 종래의 보호 장비를 필요로 할 뿐만 아니라, 과전압이 용량성 케이블의 유전체 물질 양단에 인가되면 이 유전체 물질에 손상을 입히기 쉽다. 이러한 초과는 플레이트를 포함하는 전도체 양단에 너무 높은 전압으로서 나타난다. 이러한 전압은 공급 전압 전도체와 부하 전압 전도체 사이의 전압 측정을 위해 공급 전압 전도체를 연장시킴으로써 쉽게 모니터링될 수 있다. 일단 보기에는, 이 모니터링된 전압이 문턱값을 초과하는 경우, 유전체 손상 문턱값을 초과하는 모니터링된 전압으로부터 케이블을 보호하기 위해 케이블이 그러한 장비에 의해 단선될 수 있다. 단선은 배전 전압에 정격화된(rated) 보호 장비에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 솔루션은 용량성 케이블 설치 비용에 추가(add)시킬 뿐만 아니라 용량성 케이블의 경제적 이점을 상쇄하고 바람직하지 않은 단선을 유발할 수 있다. 또한, 용량성 케이블의 유전체 물질을 보호하기에는 너무 느리게 반응할 수 있다.

본 발명의 목적은 케이블이 보호되는 동안 연결을 계속 제공할 수 있도록 하는 용량성 케이블을 위한 개선된 보호 장비를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 용량성 전력 전송 케이블을 위한 전력 전송 케이블 보호 및 제어 장치(power-transmission cable protection-and-control arrangement)가 제공되며, 이 장치는,

케이블의 한 종단(end termination)에서:

부하 또는 공급 케이블을 위한 부하 또는 공급 단자;

용량성 전력 전송 케이블의 한 쌍의 전도체에 대한 한 쌍의 케이블 단자 - 전도체는 사용 중인 단자에 직접 또는 연장 전도체를 통해 연결됨 -;

레일 또는 버스바(busbar)에 의해 부하 또는 공급 단자에 연결되는 한 쌍의 케이블 단자 중 하나;

레일 또는 버스바와 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나 사이의 전자기 또는 전자 스위치를 그리고

케이블의 한 종단에서 또는 또 다른 종단에서:

한 쌍의 케이블 단자 사이, 즉, 사용 중인 용량성 케이블 전도체들 사이의 차동 전압을 측정하기 위한 수단; 및

차동 전압이 용량성 케이블의 유전 파괴(dielectric breakdown) 미만의 문턱값을 초과하는 이벤트에서 스위치가 닫히도록 제어하기 위한 수단을 포함한다.

바람직하게는 하나의 대안에서:

스위치 제어 수단은 제2 이벤트 또는 제3 이벤트에서 스위치를 제어하도록 적응되거나 별도의 스위치 제어 수단이 이를 위해 제공되고,

제2 이벤트는 버스바 또는 레일의 전류가 특정 문턱값 미만인 것이며,

제3 이벤트는, 버스바 또는 레일의 전류가 특정 문턱값을 초과하는 것이다.

또 다른 대안에서:

제2 스위치 제어 수단은 제2 이벤트 또는 제3 이벤트에서 레일 또는 버스바와 케이블 단자의 쌍 중 다른 하나 사이의 제2 스위치를 제어하도록 적응되고,

제2 이벤트는 버스바 또는 레일의 전류가 특정 문턱값 미만인 것이며,

제3 이벤트는 버스바 또는 레일의 전류가 특정 문턱값을 초과하는 것이다.

추가 배열에서, 용량성 케이블의 전도체들 사이의 정전 용량을 제공하거나 증가시키는 커패시터가 제공된다.

바람직한 대안에서, 이 장치는 접지되거나 접지 가능한 전도성 케이싱 또는 캐비닛에 수용된 연결 및 보호 디바이스로서이며, 단자는 전송 전압에 대해 절연되고 스위치는 차동 파괴 전압에 대해 정격화된다.

다시, 바람직하게는 측정 및 제어 수단은 케이싱 또는 캐비닛에 단자 및 스위치와 함께 수용된다.

보호 및 제어 디바이스는 용량성 케이블의 반대쪽 단을 위한 제2의 그러한 디바이스와 결합하여 제공될 수 있으며, 디바이스는 무선, 유선 또는 광섬유 통신에 적응된다.

일반적으로 디바이스는 레일 또는 버스바와 스위치가 닫을 수 있는 것보다 더 빨리 차동 전압을 전도하고 낮추도록 적응된 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 케이블 단자 사이의 자율 디바이스를, 바람직하게는 서지 억제기로서 작용하는 금속 산화물 배리스터, 스파크 갭 및 사이리스터 중 적어도 하나를 포함할 것이다. 보다 바람직하게는, 디바이스는 서지 억제기로서 작용하는 금속 산화물 배리스터 및 사이리스터를 모두 포함한다.

다시 일반적으로 전자기 스위치와 전자 스위치가 모두 제공되며, 전자 스위치는 전자기 스위치보다 빠르게 닫히도록 적응된다.

바람직하게:

연결 수단은

용량성 케이블에 의해 전송될 전압의 20% 이하, 바람직하게는 15% 로 정격화되고

더 낮은 전압 제어에 의해 작동되도록 적응되며,

이벤트 검출 수단은 전송될 전압의 20% 초과 그리고 바람직하게는 15% 초과의 문턱값을 초과하는 한 쌍의 케이블 사이의 전압을 검출하기 위한 수단을 포함하고,

디바이스는

케이싱 또는 캐비닛 내의 또는 케이싱 또는 캐비닛으로의 저전압 전력 공급 장치; 및

상기 전압이 문턱값을 초과한다는 검출의 이벤트에서 연결 수단이 상기 연결을 초래하게 하기 위한 하우징 내의 저전압 제어기를 포함한다.

케이싱 또는 캐비닛은 격리된 DC 전력 공급 장치를 가진 변전소 내에 또는 그 근처에 있을 수 있다.

연결 및 제어 디바이스는 한 쌍의 케이블 단자 사이에 연결된 하나 이상의 커패시터(들)와 디바이스 외부에서 결합될 수 있다.

일반적으로 케이블은 길이에 따라 용량성 관계에 있는 한 쌍의 전도체를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에서, 연결 및 보호 디바이스는 사용 시 일단에서 공급 케이블에 그리고 타단에서 부하 케이블에 각각 연결되는 2개의 용량성 연결 전도체를 갖는 전력 전송 케이블과 결합되어 제공된다.

이러한 결합에서, 케이블은 연결 및 보호 디바이스의 회로 요소로서 하우징되거나 별도로 하우징되는 하나 이상의 종래의 커패시터에 의해 어느 한 단 또는 양단에서 용량성으로 연결된 한 쌍의 종래의 상승된(elevated) 전압 전력 전송 케이블을 포함할 수 있다. 대안적으로, 케이블은 길이를 따라 용량 관계에 있는 한 쌍의 전도체를 포함할 수 있으며 추가 커패시터가 디바이스 내의 회로 요소로서 포함된다.

본 발명의 제3 양상에 따르면, 전력 전송 케이블을 위한 연결 및 보호 디바이스는 사용 시 일단에서 공급 케이블에, 그리고 타단에서 부하 케이블에 각각 연결된 2개의 용량성 연결 전도체를 가지며, 연결 및 보호 디바이스는:

접지 가능한 전도성 하우징;

3개의 연결 단자 - 각각은 하우징과 하우징 내의 내부 연결 지점으로부터의 상승된 전압 절연에서의 종단을 제공하도록 정격화되고,

연결 단자 중 하나는 공급 케이블 또는 부하 케이블 중 하나의 절연 종단 및 내부 연결을 위한 것이며,

케이블 단자 중 다른 것은 각 용량성 연결 전도체의 절연 종단 및 내부 연결을 위한 쌍 중 하나이거나 단자로부터 각 전도체까지의 케이블의 상호 연결 부분(pieces)임 -;

연결 단자 중 하나와 한 쌍의 케이블 단자 중 하나 사이의 하우징 내 직접 연결부 - 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나는 일반적으로 연결 단자에 연결되지 않음 -; 및

한 쌍의 케이블 단자 사이의 전압이 문턱값을 초과하는 이벤트에서, 두 전도체의 용량성 연결을 보호하기 위해 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나를 연결 단자에 연결하기 위한 하우징 내의 수단을 포함한다.

바람직하게는 문턱값을 초과하는 한 쌍의 케이블 사이의 전압을 검출하기 위한 수단을 포함하는 이벤트 검출 수단이 포함된다.

본 발명의 제4 양상에서, 사용 시 일단에서 공급 케이블에 그리고 타단에서 부하 케이블에 각각 연결된 두 개의 용량성 연결 전도체를 갖는 전력 전송 케이블과 결합된 연결 및 보호 디바이스가 제공되며, 연결 및 보호 디바이스는:

접지 가능한 전도성 하우징;

3개의 연결 단자 - 각각은 하우징과 하우징 내의 내부 연결 지점으로부터의 상승된 전압 절연에서의 종단을 제공하도록 정격화되고,

연결 단자 중 하나는 공급 케이블 또는 부하 케이블 중 하나의 절연 종단 및 내부 연결을 위한 것이며,

케이블 단자 중 다른 것은 각 용량성 연결 전도체의 절연 종단 및 내부 연결을 위한 쌍 중 하나이거나 단자로부터 각 전도체까지의 케이블의 상호 연결 부분임 -;

연결 단자 중 하나와 한 쌍의 케이블 단자 중 하나 사이의 하우징 내 직접 연결부 - 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나는 일반적으로 연결 단자에 연결되지 않음 -;

한 쌍의 케이블 단자 사이의 전압이 문턱값을 초과하는 이벤트에서 두 전도체의 용량성 연결을 보호하기 위해 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나를 연결 단자에 연결하기 위한 하우징 내의 수단 -

연결 수단은 상승된 전압의 20% 이하에 대해 정격화되고,

연결 수단은 저전압 제어에 의해 작동되도록 적응됨 -

상승된 전압의 20% 초과의 문턱값을 초과하는 한 쌍의 케이블 사이의 전압을 검출하기 위한 수단을 포함하는 이벤트 검출 수단;

하우징 내의 저전압 전력 공급 장치; 및

상기 전압이 문턱값을 초과한다는 검출의 이벤트에서 연결 수단이 상기 연결을 초래하게 하기 위한 하우징 내의 저전압 제어기를 포함한다.

본 발명의 양상은 전력을 공급하기 위해 작동하는 용량성 모드와 종래의(갈바닉) 모드 사이에서 스위칭되는 전력망에 관한 것이다. 모드들 간의 선택은 망 상의 부하 또는 망의 영역 상의 부하와 관련될 수 있다 - 전체적으로 망은 개별 섹션을 적절하게 포함하고 각 섹션은 종래 방식으로 또는 용량성으로 작동할 수 있다. 예를 들어, 케이블 또는 케이블 컴포넌트의 손상과 같은 망 장비의 손상을 방지하기 위해 선택이 이루어질 수 있다.

모드들 간의 선택은 스위치의 수동 작동에 의해 구현되는 모드 변경과 함께 수동으로 이루어질 수 있다. 선택은 예를 들어, 망 관련 요인의 부하 또는 중요도를 모니터링하는 자동화 장비에 의해 이루어질 수 있다. 망 제어 시스템은 또한, 둘 다를, 즉, 수동으로 작동되는 스위치와 사전 결정된 트리거에 따라 스위치를 작동하는 제어 장비를 포함될 수 있다.

따라서, 본 발명의 제5 양상에서, 전력 공급망이 제공되고, 전력 공급망은:

제1 노드에 연결된 전원;

유전체에 의해 분리된 2개 이상의 전도체에 의해 제2 노드에 연결된 상기 제1 노드;

상기 제2 노드; 및

제어 시스템을 포함하고,

2개 이상의 전도체는 갈바닉 연결을 통한 제1 모드에서 또는 용량성 케이블로서의 제2 모드에서 제1 노드와 제2 노드 사이에 전력을 전송할 수 있으며,

제어 시스템은 제1 모드와 제2 모드 사이에서 2개 이상의 전도체를 스위칭할 수 있다.

전력 공급망은 보다 구체적으로:

(i) 제1 노드에 연결된 전원;

(ii) 선택적으로 유전체에 의해 분리된 2개 이상의 케이블에 의해 제2 노드에 연결된 상기 제1 노드;

(iii) 상기 제2 노드; 및

(iv) 제어 시스템을 포함하고,

2개 이상의 케이블은 갈바닉 연결을 통한 제1 모드에서 또는 용량성 케이블로서의 제2 모드에서 제1 노드와 제2 노드 사이에 전력을 전송할 수 있으며,

제어 시스템은 제1 모드와 제2 모드 사이에서 2개 이상의 케이블을 스위칭할 수 있다.

용량성 케이블에 대한 언급은 본 명세서의 다른 곳과 같으며 따라서 실시예에서 용량성 장치의 2개의 구성 전도체 또는 케이블을 포함하는 용량성 케이블에 대한 언급을 포함한다. 유전체에 의해 분리된 두 개의 또는 내부의 케이블을 포함하는 용량성 케이블이 선호되지만, 커패시터에 의해 단들에 연결된 두 개의 종래의 케이블도 용량성 전도 케이블로서 기능할 수 있다.

2개 이상의 전도체 사이의 스위칭은 언급된 바와 같이 조작자(operator)에 의해 수동으로 수행될 수 있다.

트리거 이벤트에 응답하여 2개 이상의 전도체 사이를 스위칭할 수 있는 유전체 보호 디바이스가 적절하게 포함된다. 이 디바이스로부터의 신호는 모드들 간 스위칭을 시작할 수 있다. 예시적인 트리거 이벤트는 용량성 전도체로 작동할 때 각 전도체 사이의 과전압을 포함한다. 트리거 이벤트의 또 다른 예는 현재 모드에서 전도체의 작동 모드가 부적절하다는 안전 경고이다. 트리거 이벤트는 갈바닉 연결이 정전식 모드와 비교하여 선호되는 모드임을 나타내는 부하 감소를 포함할 수 있다.

트리거 문턱값이 도달된 시점을 평가하기 위해 외부 모니터 시스템이 제공될 수 있다. 용량성 케이블의 유전체 손상을 방지하도록 문턱값이 설정될 수 있다. 또 다른 적절한 문턱값은 더 낮은 부하에서 전력 전송이 종래 방식으로 더 효율적으로 전송되는 경우이다. 추가 문턱값은 악천후 조건이 모드들 간 스위칭이 표시됨을 나타내는 경우일 수 있다. 따라서 낮은 바람의 결과로서 스위칭이 발생할 수 있다.

모니터 시스템은 망 수준 또는 망 하위 섹션 수준에서 작동 모드에 대한 결정을 내리는 인공 지능을 적절하게 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 2개 이상의 전도체는 제1 전도체 및 제2 전도체를 포함하고,

제1 모드에서 제1 전도체의 제1 단은 제1 노드에 연결되고 제1 전도체의 제2 단은 제2 노드에 연결되고 그리고/또는 제2 전도체의 제1 단은 제1 노드에 연결되고 제2 전도체의 제2 단은 제2 노드에 연결되며,

제2 모드에서, 제1 전도체는 제1 단에서 제1 노드에 연결되지만 제2 단에서 제2 노드에 연결되지 않고, 제2 전도체는 제1 단에서 제1 노드에 연결되지 않지만 제2 단에서 제2 노드에 연결된다.

제어 시스템은 바람직하게는 제1 노드와 제2 노드 모두에서 제어 회로를 포함하고, 이에 의해 제1 모드와 제2 모드 사이의 스위칭은 동시에 두 노드 모두에서 릴레이를 작동시키는 것을 포함한다.

본 발명은 전송 전압 범위에 걸쳐 전력 전송 케이블에 적용 가능하고 전력 전송 케이블에서 용량성으로 연결된 2개의 전도체 사이의 전압에 관한 것임을 주목해야 한다. 이 전압은 전송되는 전압보다 낮다. 이러한 전송 전압은 아래에서 "상승된 전압(elevated voltages)"이라고 하며, 그렇지 않으면 낮은 전압, 중간 전압 또는 높은 전압 또는 (다양한 용어로) 더 높은 전압이라고도 한다. 요컨대 "상승된 전압"과 "낮은" 전압을 구분한다. 상승된 전압이 전체 디바이스가 전력 전송망에 연결하기 위해 정격화되는 전압인 경우에 한해서는 "정격 전압"이라는 용어는 전송 및 상승된 전압 대신 적절하게 사용된다.

연결 및 보호 디바이스에 의해 공급 및/또는 부하에 연결된 용량성 연결 전도체는 대안적으로

우리의 WO 2019/234449에 설명된 대로 자신의 길이에 따라 용량 관계에 있는 한 쌍의 케이블 또는

어느 한 단 또는 양단에서 그리고 선택적으로 하나 이상의 종래의 커패시터에 의해 중간에(intermediately) 용량성으로 연결된, 한 쌍의 종래의 전력 전송 케이블일 수 있다.

이러한 커패시터는 연결 및 보호 디바이스의 회로 요소로서 수용되거나 별도로 수용될 수 있다. 첫 번째 대안에서 문턱 전압은 용량성 관계에서 케이블들 사이의 유전체를 보호하도록 설정된다; 후자의 대안에서 문턱 전압은 수용된 위치에 관계없이 커패시터의 플레이트들 사이의 유전체를 보호하도록 설정된다. 두 대안 모두에서 두 개의 용량성 연결 케이블은 "용량성 케이블"로서 편리하게 설명된다. 본 발명이 적용 가능한 또 다른 경우가 있고 "용량성 케이블"이라는 설명이 적절하다는 점에 유의해야 한다. 이것은 한 쌍의 케이블이 자신의 길이를 따라 용량성 관계에 있지만 길이가 짧고, 그들 사이의 정전 용량은 연결 및 보호 디바이스 내에 또는 실제로(indeed) 그 외부에 회로 요소로서 포함된 추가 커패시터에 의해 편리하게 증가된다.

연결 및 보호 디바이스는 용량성 케이블의 부하 또는 공급단에 연결될 수 있다. 일반적으로 하나는 긴 케이블 런(run)의 양단에 연결된다. 각 단에서 공급/부하 연결 단자는 한 쌍의 단자 중 하나를 통해, 타단에서 공급 케이블 또는 부하 케이블에 연결되지 않은 용량성 케이블의 전도체에 연결된다. 일단에서의 공급 케이블은 용량성 케이블의 전도체 및/또는 별도의 커패시터에 의해 타단에서의 부하 케이블에 용량성으로 연결된다.

연결 및 보호 디바이스가 긴 런의 용량성 케이블의 양단에 제공되는 경우, 이들은 일반적으로 이들 사이의 통신에 적응되어 함께 작동될 수 있다.

일반적인 사용에서 연결 및 보호 디바이스는 전원 또는 부하로부터 용량성 케이블의 각각의 전도체로의 직통 연결(straight through connection)을 제공할 뿐이다.

일반적으로 연결 및 보호 디바이스는 2개의 레일/버스바를 포함할 것이다. 일단에 공급/부하 연결 단자와 타단에 한 쌍의 케이블 단자 중 하나를 가지면 이 디바이스 내의 직접 연결부를 포함할 것이다. 다른 레일/버스바는 일단에서 격리되고 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 단자는 타단에서 연결된다. 상기 연결 수단은 레일들 사이에 배열된다. 이 레일/버스바 배열이 편리한 반면 다른 구성도 편리할 것으로 예상된다.

일반적으로 전압 문턱값 또는 전류 문턱값이 초과되게 하는 이벤트는 예를 들어, 번개와 같은 일시적인 이벤트 또는 예를 들어, 아마도 망의 다른 곳에 있는 전선에 떨어지는 나무에 의한 관련된 케이블 손상과 같은 더 긴 지속 시간의 것일 수 있다. 번개는 유전체 양단의 과전압에 의해 유전체를 손상시킬 수 있는 임펄스를 야기할 수 있다. 케이블이 손상되면 전류 서지가 발생하여 케이블의 전도체가 저항적으로 가열되고 이러한 방식으로 유전체가 손상될 수 있다. 예를 들어, 전압 문턱값 또는 전류 문턱값이 초과되게 하는 스위칭과 같은 기타 비정상적 이벤트 또는 일반적인 이벤트가 가능하다.

번개로부터와 같은 전압 서지의 이벤트에서, 부하 케이블 또는 공급 케이블 중 하나 또는 아마도 용량성 케이블 중 하나에서, 한 쌍의 단자 사이의 전압이 상승하므로 용량성 케이블의 플레이트 전체에 걸쳐 전압이 상승할 것이다. 이것이 문턱값을 초과하는 것으로 연결 수단에 의해 검출되면, 3개의 단자는 이들이 제공되는 레일/버스바를 함께 연결함으로써 연결 수단에 의해 함께 직접 연결된다.

번개와 같은 임펄스는 전압 상승 측면에서 매우 가파른 전방 이벤트(very steep fronted event)이며, 연결 수단은 편리하게 레일을 통해 한 쌍의 단자 사이에 스파크 갭 컴포넌트를 편리하게 포함한다. 이 컴포넌트는 갭 양단의 전압이 문턱값을 초과하는 즉시 전도되어 전도체 사이의 전압을 제한한다.

스파크 갭 컴포넌트의 용량이 초과되게 할 수 있는 높은 에너지 임펄스를 수용하기 위해 서지 억제기 컴포넌트가 스파크 갭과 병렬로 연결될 수 있다. 서지 억제기는 자신의 반도체 물질의 임시 전도에 의해 더 많은 전류를 흐르게 하면서, 자신들 양단의 전압을 유전체 손상 수준 아래로 유지한다.

스파크 갭 및 서지 억제기에 추가하여 디바이스는 또 다른 수동 컴포넌트, 즉, 제어기에 의해 작동되지 않는 컴포넌트로서, 편리하게 레일을 통해 한 쌍의 단자 사이에 금속 산화물 배리스터를 포함할 수 있다.

다시 한 번 임펄스는 서지 억제기 양단의 전압이 너무 높을 수 있는 한은 그리고 그러한 전류에서 계속될 수 있다. 이 단자 연결 수단을 수용하기 위해 편리하게 레일을 통해 한 쌍의 단자 사이에 하나 이상의 스위치와 같은 능동 컴포넌트를 포함할 수 있다. 스위치는 릴레이와 같이 물리적이거나 사이리스터와 같이 전자적일 수 있다.

그 결과 용량성 케이블의 전도체가 함께 단락되어 공급 케이블을 부하 케이블에 직접 연결하면서, 전도체들 사이에 전압이 없고 자신의 커패시터의 플레이트들 사이의 유전체 물질 양단에 전압이 없다. 이것은 유전체 물질 양단의 잠재적으로 손상을 줄 수 있는 전압으로부터 이 유전체 물질을 보호한다.

부하 케이블 또는 공급 케이블 중 하나 또는 아마도 용량성 케이블 중 하나에서의 전류 서지의 이벤트에서, 연결 단자와 한 쌍의 케이블 단자 중 하나 사이의 디바이스 내 직접 연결부의 전류가 상승할 것이다. 이것이 문턱값을 초과하는 것으로 연결 수단에 의해 검출되면, 편리하게는 스위치에 의해 3개의 단자가 연결 수단에 의해 함께 직접 연결된다. 다시, 그 결과는, 용량성 케이블의 전도체가 함께 단락되어 공급 케이블을 부하 케이블에 직접 연결하면서 용량성으로 연결된 두 전도체 간에 전류가 공유된다는 것이다.

다른 케이블 단자 대 연결 단자 연결 수단이 일반적으로 스위치를 포함하고 스위치가 일반적으로 닫히기 전에 자신의 접점들 사이의 전압에 대해 정격화되는 한, 연결 수단은 연결 및 보호 디바이스가 연결되는 망의 정격 전압에 대해 정격화될 수 있다. 그러나 우리는 함께 스위칭될 단자들 사이의 실제 전압이 일반적으로 정격 전압보다 한 자릿수 더 낮다는 것을 깨닫고 놀랐다. 이것은 레일들 사이의 전압이 커패시터의 플레이트 요소들 사이의 정전 용량에 작용하는 케이블 전류에 의존하기 때문이다. 따라서 해당 전압은, 정격 전압이 아니라 정전 용량과 전류에만 비례하므로, 정격 전압보다 낮다.

실제로 이것은 스위치를 포함하는 연결 수단의 컴포넌트가, 적용 가능한 안전 표준이 유지되는 한 디바이스 자체의 정격 전압보다 낮은 전압에서 작동하도록 정격화되는 것을 가능하게 할 수 있다.

따라서 정격 전압이 실제로 접지 정격에 대한 절연이라는 것을 명심하면, 바람직하게는 연결이 이루어지는 전압 문턱값은 연결 및 보호 디바이스의 절연 대 접지 정격 전압의 20% 미만이며, 연결 수단은 절연 대 접지 정격의 20% 미만의 더 낮은 전압에 대해 정격화되는 컴포넌트를 포함한다. 일반적으로 20%의 수치(figure)는 두 경우 모두에서 15%가 될 수 있다.

작동 전류 정격은 (손실 최소화, 더 낮은 표피/근접 효과(skin/proximity effect)로 인해) 구리 또는 알루미늄 전도체의 동일한 크기의 단면적을 가진 종래의 케이블의 작동 전류 정격과 같거나 약간, 즉, 5% 내지 10% 더 높다. 따라서 연결이 이루어지는 전류 문턱값은 구리 전도체의 동일한 크기의 단면적을 가진 종래의 케이블의 전류 정격보다 20% 더 높다.

일반적으로 WO 2019/234449에 설명된 것과 같은 용량성 케이블의 경우, 층들 내 또는 층들 간 교대에 의한 용량성 관계로 여러 층의 전도성 부하 및 공급 스트랜드(strands)를 포함할 것이다. 본 발명의 실시예에 의해 보호되는 것은 부하 및 공급 스트랜드 및/또는 그 층들 사이의 유전체이다. 유전체의 선택은 근본적인 발명의 일부가 아니다. 일반적으로 유전체는 에나멜 처리되지 않은 와이어 층들 사이의 비전도성 중합체 물질 또는 소위 자석 와이어의 래커와 같은 래커이다. 케이블의 단들에서 각 전도체의 스트랜드가 묶여져(bundled) 보호 디바이스로 인입(lead)될 수 있다. 하지만, 이들을 묶어 보호 디바이스에 인입되는 상술한 종래의 케이블의 부분(pieces)에 연결하는 것이 바람직하다. 공급 및 부하 케이블은 종래의 케이블과 동일한 유형일 가능성이 높다. 바람직하게는 이러한 케이블 또는 케이블의 부분은 보호 디바이스로부터 자신의 범위 내에서 접지 피복을 갖는다.

연결 및 보호 디바이스가 짧은 길이의 용량성 케이블 또는 자신들 사이에 무시할 수 있는 정전 용량을 가진 두 개의 케이블과 함께 사용되는 설치의 경우, 디바이스는 용량성 케이블 또는 용량성 케이블의 장점을 가진 두 개의 케이블을 제공하기 위해 자신 내에 수용된 정전 용량을 가질 수 있다. 대안적으로, 연결 및 보호 디바이스를 외부 정전 용량과 함께 설치하여 이러한 이점을 제공할 수 있다.

바람직하게는, 보호 장비는 연결 수단 및 연결 수단에 대한 3개의 전도체의 조인트가 둘러싸여진 전도성 케이스를 갖는다. 바람직하게는, 연결 수단 및 3개의 전도체는 전도성 케이스에 대해 모두 전기적으로 절연될 것이며, 후자는 접지된 케이블 피복에 의해 또는 별도의 접지 연결에 의해 사용될 수 있는 접지를 제공한다.

사용 시 공급 전도체의 전압은 용량성 케이블의 부하 전도체에 전압을 유도한다. 저부하와 같은 일부 망 조건에서 케이블의 용량성 특성은 거의 이점을 제공하지 않으며 디바이스의 모든 단자를 함께 연결하기 위해 스위치가 닫힐 수 있다. 이를 위해 스위치가 닫히도록 원격 제어하기 위한 유선 또는 무선 인터페이스가 디바이스에 편리하게 제공된다. 이러한 인터페이스는 긴 케이블 런의 타단에 있는 또 다른 그러한 디바이스와의 통신을 위한 것과 동일할 수 있다.

부하와 이에 따른 전류가 증가함에 따라 부하 전도체와 공급 전도체 사이의 전압 차동이 증가할 것이다. 전도체는 모두 접지에 대해 해당 케이블의 정격 전압을 전달하지만, 용량성 케이블의 전도체들 간 상대 전압은 정격 전압보다 적어도 한 자릿수 낮은 경향이 있다. 이러한 이유로 용량성 케이블의 전도체들 사이의 유전체 물질은 전체 부하에서 상대 전압으로 정격화될 수 있다.

유사한 이유로 보호 장비의 연결 수단은 정격 전압이 아니라 한 자릿수 더 낮은 전압에서 반응하고 접촉하도록 정격화된다. 실제로 연결 수단이 정격 전압에서 반응하는 것으로 정격화되었다면 연결 수단이 반응하기 전에 유전체가 파괴되었을 것이다. 다시 말해, 문턱값은 바람직하게는 정격 전압보다 실질적으로 한 자릿수 더 작게 또는 실제로는 그보다 더 작은 크기로 설정된다.

연결 수단은 바람직하게는 전압 측정 회로에서와같이 별도의 전압 검출 수단을 회로 요소로서 포함하고, 스위치와 같은, 전압 문턱값이 검출되면 닫히는 요소를 포함한다.

용량성 케이블의 전도체들 사이의 전압은 다양한 요인에 의해 교란될 수 있으며 연결 수단은 대응하는 다양한 디바이스를 포함할 수 있다.

연결 수단은 갭이 점프되는 전압을 초과하는 전압으로 전도하는 스파크 갭 디바이스와 같은 회로 요소에서와같이 전압 문턱값이 초과되었는지 여부를 자체적으로 검출하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 전압 측정 회로에서와같이 별도의 전압 검출 수단이 제공될 수 있으며, 연결 수단은 스위치와 같은, 전압 문턱값이 도달되면 닫히는 회로 요소를 포함한다.

위의 설명은 용량성 연결된 두 케이블 사이의 전압이 문턱값을 초과하는 이벤트에서 이 두 케이블의 연결을 예상하지만, 연결하는 것이 바람직할 수 있는, 즉, 케이블에 대한 현재 수요가 낮은 이벤트에서 또 다른 시나리오가 있다. 그러한 경우, 케이블이 용량성 케이블이라는 이점은 미미하거나 심지어 불리할 수 있다. 따라서, 디바이스는 전류가 이러한 문턱값 미만인 이벤트에서 두 전도체를 연결하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 일반적으로 연결 수단은 문턱값을 초과하는 전도체들 사이의 전압, 즉, 바람직하게는 스위치와 같은 제어된 능동 컴포넌트에 대한 것과 동일하다. 대안적으로, 별도의 능동 제어 컴포넌트가 제공될 수 있다.

우리는 디바이스가 시동 시 케이블 전도체가 함께 연결되는 것으로 디폴트(default)하는 것을 선호한다. 이 경우 한 컴포넌트는 일반적으로 닫혀 있고 전류 문턱값이 도달되면 열리도록 제어되고 다른 컴포넌트는 과전압의 이벤트에서 닫히도록 제어된다.

본 발명의 또 다른 양상에 따라, 사용 시 일단에서 공급 케이블에 그리고 타단에서 부하 케이블에 각각 연결된 두 개의 용량성 연결 전도체를 갖는 전력 전송 케이블과 결합된 연결 및 보호 디바이스가 제공되며, 연결 및 보호 디바이스는:

공급 케이블 또는 부하 케이블 중 하나에 연결하기 위한 공급/부하 연결 단자;

각각의 용량성 연결 전도체에 연결하기 위한 한 쌍의 케이블 단자, 또는 단자로부터 각각의 전도체로의 케이블의 상호 연결 부분;

공급/부하 연결 단자와 한 쌍의 케이블 단자 중 하나 사이의 디바이스 내의 직접 연결부 - 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나는 일반적으로 공급/부하 연결 단자에 연결되지 않음 -; 및

한 쌍의 케이블 단자 사이의 전압이 문턱값을 초과하거나 직접 연결부의 전류가 문턱값을 초과하는 이벤트에서, 두 전도체의 용량성 연결을 보호하기 위해 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나를 공급/부하 연결 단자에 연결하기 위한 수단을 포함한다.

일반적으로 두 개의 용량성 연결 전도체를 가진 전력 전송 케이블은 두 개의 이러한 연결 및 보호 디바이스와 결합되는데, 하나는 일단에, 다른 하나는 타단에 있다.

연결 및 보호 디바이스는 전도체의 용량성 연결을 향상시키기 위해 커패시터를 통합할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 2개 이상의 릴레이가 사용되며, 이는 제어를 단순화할 수 있다. 이들 실시예에서 디바이스/시스템은:

문턱값을 초과해 상승하는 전류에 의해 열리는, 야간 사용을 제공하는 평상시 닫힌 릴레이(normally closed relay); 및

문턱값 이상으로 상승하는 차동 전압에 의해 닫히는 평상시 열린 릴레이(normally open relay)를 포함한다.

예를 들어, NC 릴레이의 코일이 메인 버스바 주변의 유도 루프에 의해 에너지가 공급되었고 NO 릴레이가 버스바들 사이의 저항 라인에 의해 에너지가 공급된 경우 이것은 제어 회로가 필요 없이 선택적으로 완전히 자동이다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 본 발명의 특정 실시예가 예로서 그리고 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 기본적인 연결 및 보호 디바이스의 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 연결 및 보호 디바이스를 포함하는 3상 공급 장치이고;
도 3은 본 발명의 보호 및 제어 디바이스의 컴포넌트를 그룹화한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 연결 및 보호 디바이스의 회로도이다.

도면들 중 도 1을 참조하면, 2개의 능동 제어 컴포넌트가 있고, 하나의 컴포넌트(1)는 일반적으로 닫혀 있고, 전류 문턱값이 도달될 때 열리도록 제어되며, 다른 하나의 컴포넌트(2)는 과전압의 이벤트에서 닫히도록 제어되는 제1 실시예가 설명된다. 디바이스는 전도성 하우징(3)을 가지며 3개의 단자(4,5,6)가 이 하우징의 벽(7)에 절연적으로 제공된다. 하우징 내에서 버스바(8)가 단자들(4,5) 사이로 연장된다. 추가 버스바는 단자(6)로부터 하우징의 다른 측부 상의 절연된 리셉터클(9)까지 연장된다.

유도성 전류 감지 코일(11)은 각각의 버스바에 연결된 접점을 갖는 평상시 닫힌(normally closed; NC) 릴레이(14)의 코일(12)과 직렬로 버스바(8) 주위에 제공된다. 디바이스를 통해 전류가 흐르지 않는 시동 시 버스바(8)를 통해 단자(5,6)가 NC 릴레이에 의해 함께 연결된다. 전류가 전류 문턱값에 도달하면, 충분한 전류가 코일(11, 12)에 흘러 릴레이를 열고 전도체가 단자(5, 6)에 연결된 용량성 케이블의 용량성 작동을 허용한다.

높은 직렬 저항기(22)(하기 목적을 위해서만 충분한 전류가 흐르도록 크기가 조정됨)를 갖는 전압 감지 라인(21)은 평상시 열린(normally open; NO) 릴레이(24)의 코일(23)과 직렬로 연결된다. 그 접점은 버스바에 각각 연결된다. 일반적으로, 시동 및 일반적 작동 시, 버스바와 전도체 사이의 전압은 전도체들 사이의 유전체의 용량 내에 있으며 릴레이(24)는 열린 상태로 유지된다. 버스바(6,8)/단자(5,6)/케이블 전도체(도 1에 도시되지 않음) 사이의 전압이 유전체가 잠재적 위험에 처하는 문턱값을 초과하면, NO 릴레이가 닫히도록 충분한 전류가 라인(21), 저항기(22) 및 코일(23)에 흐르고 시동 시와 같이 전도체들을 함께 연결하지만 릴레이(14)와 반대로 릴레이(24)에 의해 연결된다.

설명된 바와 같이, 이 실시예는 원하는 전류 문턱값 및 전압 문턱값에서 작동하기 위해 코일의 전류에 대한 릴레이의 특별한 튜닝을 필요로 할 것으로 예상된다. 이러한 이유로, 릴레이는 바람직하게는 제어 회로에 의해 제어되고 실제로 단일 릴레이가 바람직하게는 이제 제2 실시예에서 설명되는 바와 같이 채용된다.

그러나 본 발명의 가장 간단한 실시예는 문턱값을 초과하는 전도체 간 전압에 대해 닫히도록 배열된 단 하나의 NO 릴레이 또는 다른 전자 스위치를 필요로 한다는 점에 유의해야 한다.

도면의 도 2 내지 도 4를 참조하여, 제2 실시예가 설명된다. 일반적으로 33kV인 상승된 전송 전압 배전망(101)이 공급(102)과 부하(103) 사이에 제공된다. 이 망의 이러한 피처와 기타 피처는 도 1에 다이어그램으로 도시되어 있다. 이 망이 R,G,B로 표시된 위상을 갖는 3상 망이므로 일부 피처는 3중으로 구성된다(triplicated). 그러나, 본 발명의 이 피처가 각 위상에서 제공되는 한, 즉, 각각의 피처로서 3개의 위상이 제공되는 한, 이들은 공통 참조 번호를 갖는다.

이 망의 메인 케이블들은 용량성 케이블들(104)이며, 각각은 그들 사이에 유전체(107)를 가진 공급 연결 플레이트(105) 및 부하 연결 플레이트(106)를 갖는다. 플레이트와 유전체는 다이어그램으로 도시된다. 플레이트 중 하나는 일단에서 연결되고 다른 하나는 타단에서 연결된다. 연결되지 않은 단은 일반적으로 단순히 분리된다.

연결 및 보호 디바이스(108)는 공급 케이블(109)과 부하 케이블(110) 사이의 각 위상에 제공되며, 디바이스(108)로부터 용량성 케이블(104)까지의 종래 케이블의 짧은 길이(111)의 삽입(inter-position)을 갖는다. 케이블(104)과 케이블(111) 사이의 연결은 도식적으로 도시된 바와 같이 커넥터(112)에 의해 이루어진다. 이것들은 WO 2019/234449, 특히 이 문서의 도 6 내지 10에 설명된 바와 같을 수 있다.

연결 및 보호 디바이스(108)는 모두 동일하며 대표적인 것만이 도 4를 참조하여 설명된다. 이들은 저전압 컴포넌트를 사용하는 상승된 전압 디바이스이며 그 중 일부는 훨씬 더 낮은 전자 전압 제어 회로에 의해 작동된다. 이는 디바이스가 전기 분배망에 적합한 접지 절연을 갖도록 의도된다. 예를 들어, 이 상승된 전압은 일반적으로 33kV이다. 위에서 설명된 것처럼, 커패시터 플레이트들 사이의 순시 전압은 상승된 전압보다 한 자릿수 더 낮다. 이것은 실제로 복수의 스트랜드로 제조되고 용량성 전도체인 케이블의 용량성 플레이트가 훨씬 더 낮게 정격화된 유전체에 의해 분리될 수 있는 결과를 가진다. 다시 말해, 유전체의 파괴 전압은 케이블 정격 전압의 1/3 수준일 수 있다. 차례로, 연결 및 보호 디바이스는 유전체를 보호하기 위해 정격 전압의 15% 내지 20%의 비정상적인 전압에 반응하도록 정격화될 수 있다. 이것은 더 낮은 전압이다. 더 낮은 전압 컴포넌트에서 적어도 일부를 작동하기 위한 연관된 회로는 전자 회로 전압, 일반적으로 12볼트에서 작동될 수 있다. 이 전압 관계는 도 3에 도시되어 있다.

도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 개략적으로 연결 및 보호 디바이스는 공급/부하 케이블(109, 110)로부터 용량성 케이블의 플레이트(105, 106) 중 하나까지의 직통 연결 레일(121)과 다른 플레이트(106, 105)를 위한 격리된 레일(122)을 갖는다. 케이블(104)은 용량성이며, 공급단에서, 플레이트(105)가 격리된 레일(122)에 연결되면서 플레이트(105)가 함께 레일(121)에 의해 직통으로 직접 연결된다; 용량성 케이블의 부하단에서, 플레이트(105)가 격리된 레일(122)에 연결되면서 플레이트(106)가 연결 레일(121)에 의해 부하에 직통으로 연결된다.

즉, 예시적인 연결 및 보호 디바이스는 이제 자립형 디바이스로서 설명될 것이다. 이 디바이스는 분배 케이블 연결에 적합한 접지 연결부가 제공되는 강철 외부 케이스(123)를 갖는다. 케이스 또는 캐비넷의 구조적 배열은 이제 설명되는 전기적 피처에 따라 당업자에 의해 결정될 수 있다.

2개의 레일(121, 122)은 케이스(123)를 가로질러 배열된다. 직통/직접 연결 레일(121)은 커넥터(125, 126) 형태의 2개의 케이블 단자를 가지며, 한 단에 하나씩 있다. 그것들은 https://www.pfisterer.com/fileadmin/pfisterer/downloads_en/CableSystemMV-CT-EN.pdf에 설명된 대로 Pfisterer MV-Connex 케이블 커넥터의 소켓 부품일 수 있다. 연결되는 케이블에는 플러그 부품이 제공되어 케이블의 심선을 레일에 그리고 케이블 피복을 외부 케이스(121)에 연결한다. 격리된 레일은 일단에 절연 장착되고 타단에 케이블 단자/커넥터(127)가 제공된다. 다양한 회로 요소가 레일과 그 사이에 연결된다.

도 3에 도시된 대로 지금 설명되는 회로는 3개의 그룹:

레일들 사이의 전압이 전압 문턱값을 초과하는 이벤트에서, 하나에서 다른 것으로의 전류 흐름을 위해 버스바 레일(121, 122) 사이에 직접 연결되는 그룹 I의 고전압 컴포넌트;

레일로부터 전력을 수신하고 자신이 전달하고 있는 전류와 자신의 상대 전압을 모니터링하는 그룹 III의 저전압 제어 회로;

그룹 III 컴포넌트로부터의 제어 하에 요구되는 바와 같이 레일들 사이에서 전류를 전도하기 위한 그룹 II의 문턱 전압 정격 스위치(128)로 배열된다.

컴포넌트는 한 그룹에서 다음 그룹으로의 절연 실패를 방지(guard)하기 위해, 사용시 접지된 전도성 케이싱(123)으로부터 고전압 절연을 통해 모두 완전히 절연된다. 다시 말해, 스위치(128) 및 그룹 I 컴포넌트가 그들의 단자에 의해 레일에 연결되어 있음에도 불구하고, 스위치(128) 및 그룹 I 컴포넌트는 레일 간 전압만을 경험하고 레일 간 전압에 대해 정격화될 수 있다. 스위치의 내부 절연은 저전압 제어 회로에 연결되는 제어 배선의 저전압으로부터 레일 전압을 절연한다.

컴포넌트는 단일 보드 상에 모두 장착될 수 있으며 보드는 케이싱으로부터 선간 전압 정격 절연으로 절연된다. 그러나 그룹 I 컴포넌트는 레일들 사이에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(128)의 접점도 그렇게 연결될 수 있다.

저전압 컴포넌트는 인쇄 회로 기판에 장착되며 케이싱으로부터 전송 선간 전압에 대해 완전히 절연된다.

레일들 사이의 요소는 스위치용 구동기 회로(129)를 갖는 평상시 열린 스위치(128)이다. 도 3에 도시된 것처럼, 스위치는 무선 제어 신호를 수신하도록 적응된다. 스위치의 목적은 레일 간 전압이 문턱값을 초과하는 이벤트에서 두 레일 사이에 전위가 존재하지 않도록 두 레일을 함께 단락시키는 것이다. 특히 케이블, 커넥터 및 레일이 33kV에 대해 정격화되지만 스위치는 4kV에서 작동한다는 점에 유의해야 한다. 이 명백한 이분법(apparent dichotomy)에 대한 가능성은 정상 작동 조건에서 용량성 망 케이블(104)의 2개의 플레이트(105, 106)의 용량성 연결은 부하 플레이트와 공급 플레이트 사이의 전압 차동이 커패시터의 플레이트 요소들 사이의 정전 용량에 작용하는 케이블 전류에 의존하도록 하는 것이다. 따라서 플레이트와 레일 사이의 순시 전압은 33kV의 공칭 피크 전압 또는 관련된 다른 전압보다 사실상 실질적으로 한 자릿수 더 작다. 예를 들어, 우리의 WO 2019/234449와 같은 케이블의 유전체는 플레이트들 사이의 순시 전압에 대해 정격화된다. 이것이 연결 및 보호 디바이스의 회로 컴포넌트가 더 낮은 전압에서 정격화될 수 있는 이유이다.

또 다른 모드에서 스위치(128)는 일반적으로 닫혀 있으며, 전술한 작동은 필요한 부분만 약간 수정하여 적응된다. 일반적으로 닫혀 있을 때 이 상태에서는 시스템이 제어 회로에 외부 DC 전력을 잃는 이벤트에서 적색과 녹색을 단락시켜 케이블이 종래의 모드로 "페일 세이프(fail safe)"하게 허용할 수 있다. 따라서 용량성 모드로 진입하라는 지시에 따라 릴레이 스위치는 전기 기계적으로 열린 상태로 유지되고 트리거는 릴레이로의 전력을 제거하여 닫힌 위치로 되돌릴 수 있다.

도 4를 참조하면, 레일 간 전압은 측정 회로(130)에 의해 측정된다. 전압이 문턱값, 일반적으로 4kV를 초과하면, 회로는 스위치(128)용 구동기(129)에 신호를 전달한다. 구동기는 스위치를 닫고 두 레일(121, 122)은 스위치에 의해 함께 연결되어 그들 사이의 전압 차이를 제거한다. 이 스위치는 전자기 릴레이 스위치이기 때문에 낙뢰와 같은 이벤트의 경우 닫히는 데 상당한 시간이 걸리는데, 다시 말해, 이 스위치가 너무 느리기 때문에 사이리스터 스위치(228)가 이 스위치와 병렬로 제공되고 동일한 구동기(129)에 의해 작동된다. 다른 더 빠른 컴포넌트는 아래에 설명된 대로 제공된다.

또한, 디바이스에는 레일(121)의 과전류를 검출하고 스위치를 닫고 2개의 용량성 전도체 모두에 의한 과전류의 공유를 위해 구동기(129)에 신호를 전달하기 위한 변류기(132)가 포함되어 있다. 구동기는 또한 시동 후 그리고 다른 시간에 레일(121)의 전류가 또 다른 낮은 문턱값보다 낮을 때 닫힌 스위치를 유지하도록 적응된다.

다시 말해, 변류기는 전류가 낮은 문턱값 미만일 때를 검출하는 추가 목적을 수행하며, 이는 용량성 전도체가 종래의 전도체로서 작동하는 데 유리하다. 스위치는 평상시 닫힌 릴레이 스위치로서 배열되며, 도시되지 않은 종래의 망 스위치에 의해 용량성 케이블이 처음에 작동으로 스위칭될 때 닫힌다.

디바이스의 다른 회로 컴포넌트는:

스위치 구동기(131)를 포함하는 다른 컴포넌트에 전력을 공급하는 정류기 및 배터리를 포함하는 저전압 전력 공급 장치(133),

이 전력 공급 장치에 전자 회로 전압의 AC를 공급하기 위한 레일들 사이의 전압 분배기(134),

예를 들어, 임펄스에 의해 야기되는 것과 같은 레일들 사이의 과도 전압 피크를 제한하기 위한 금속 산화물 서지 억제기(135)이다. 이는 과도 전압이 억제기의 파괴 전압까지 상승할 때 전류가 레일들 사이에 흐르도록 허용하는 서지 억제기의 반도체 특성을 통해 이루어진다. 바람직하게 억제기는, 스위치가 작동하도록 제어되는 전압의 실질적으로 절반, 즉, 본 실시예에서는 2kV에서 파괴되도록 명시된다. 이것은 과도 전압이 서지 억제기에 의해 2kV로 제한되는 동안 스위치가 작동되지 않도록 한다. 과도 전압의 전력, 즉, 임펄스의 전력이 너무 높으면 이것이 가능하지 않을 수 있는데, 특히 서지 억제기가 소손된 경우 스파크 갭(136)이 레일들 사이에 급격한 측면 임펄스(steep sided impulses)를 통과시킨다. 서지 억제기가 스위치 및 해당 구동기보다 더 빠르게 작동할 것으로 예상될 수 있는 것과 동일한 방식으로, 급격한 측면 스파이크로 인해 서지 억제기가 전도를 시작하기 전에 스파크 갭이 전도를 위해 제공된다. 편리하게 스파크 갭의 전도 전압은 서지 억제기의 전도 전압과 동일하다. 서지 억제기 및 스파크 갭과 병렬인 추가 디바이스는, 전자기 및 사이리스터 형태의 스위치가 반응할 수 있기 전에 용량성 케이블의 유전체가 보호된다는 추가 보증을 제공하는 배리스터(236)이다.

서지 억제기, 스파크 갭, 배리스터 및 실제로 아래의 커패시터(139)는 접지된 전도성 케이싱에 대해 선간 전압에 완전히 노출된다는 점에서 절연과 관련하여 그룹 I에 속한다는 점에 유의해야 한다.

전력 공급 장치와 모니터링 회로는 그룹 III에 속하며, 낮은 전압에서 작동하고 이 회로가 그룹 I 컴포넌트의 방식으로 전체 선간 전압 또는 실제로 전도체 간 전압을 경험하지 않도록 보호하는 방식으로만 선간 전압에 노출된다.

스위치는, 레일로의 접점과 제어 접점 사이의 전압이 접지로의 선간 전압보다 한 자릿수 초과 또는 미만이 되어서는 안 되기 때문에 그룹 II 컴포넌트라고 언급된다.

전압 문턱값 또는 전류 문턱값 초과로 인해 스위치가 닫히면 과전압 또는 과전류를 야기하는 장애가 소멸될 때까지 닫힌 상태를 유지한다. 전류 측정 디바이스(132)에 의해 측정된 전류가 높은 전류 문턱값 아래로 떨어질 때만 스위치 구동기가 스위치를 다시 열고 정상 작동을 재개한다. 모니터링 및 스위칭은 전력 공급 장치에 의해 구동되는 제어기(137)에 의해 관리되고 스위치 구동기에 "닫힘" 또는 "열림" 신호를 적절하게 전달한다.

각 스위치 작동은 스위치에서 용량성 방전 전류를 발생시킬 것으로 예상될 수 있다. 이를 보호하기 위해 전류 댐퍼(38)는 연결 수단의 일부로서 스위치(128)와 직렬로 연결된다.

또한, 디바이스 내에 옵션 커패시터(optional capacitor)(139)가 포함된다. 이들 중 하나 이상이 케이스(123) 내에 또는 외부에 장착될 수 있다. 그것의 기능은, 특히 이러한 케이블이 이러한 커패시터(139)에 의해서만 용량성으로 연결된 종래의 케이블인 경우, 용량성으로 연결된 전도체들 사이의 정전 용량을 증가시키는 것이다.

본 발명은 전술한 실시예의 세부사항으로 제한되도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 연결 및 분배 디바이스는 변전소 내의 접지된 캐비닛에 장착될 수 있다. 이 경우 외부 접지 케이스(123)는 생략될 수 있다. 다시 말하지만, 그러한 변전소 캐비닛에 연결 및 분배 디바이스가 설치된 경우, 이러한 디바이스는 변전소 자체 전력 공급 장치로부터 전력을 공급받을 수 있다. 스위치 구동기(129)는 유선 또는 무선 입력 포트로부터 추가 입력을 제공받을 수 있으며, 이로써 스위치(128)는 망 상태가 바람직한 것으로 표시될 때 닫힐 수 있다. 실제로, 망 전류 및/또는 전도체 간 전압의 측정은 접지된 케이스 및/또는 실제로 접지 캐비닛 없이 제공될 수 있으며, 릴레이의 닫힘을 위한 제어 신호 및/또는 전력은 측정 및/또는 외부 제어에 따라 전도체 간 스위치의 닫힘을 위해 케이스/캐비닛에 제공될 수 있다. 이것은 특히 용량성 케이블의 일단에서의 측정이 일단에서의 닫힘을 야기하고 타단에서의 닫힘도 초래하는 것이 바람직한 경우이다.

본 발명의 추가 실시예가 아래에 서술된다:

1. 용량성 전력 전송 케이블을 위한 전력 전송 케이블 보호 및 제어 장치(power-transmission cable protection-and-control arrangement)에 있어서,

상기 케이블의 한 종단(end termination)에서:

부하 또는 공급 케이블을 위한 부하 또는 공급 단자;

상기 용량성 전력 전송 케이블의 한 쌍의 전도체를 위한 한 쌍의 케이블 단자 - 상기 전도체는 사용 중인 상기 단자에 직접 또는 연장 전도체를 통해 연결되고,

상기 한 쌍의 케이블 단자 중 하나는 레일 또는 버스바(busbar)에 의해 상기 부하 또는 공급 단자에 연결됨 - ;

상기 레일 또는 상기 버스바와 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나 사이의 전자기 또는 전자 스위치를, 그리고

상기 케이블의 상기 한 종단에서 또는 또 다른 종단에서:

상기 한 쌍의 케이블 단자 사이, 즉, 사용 중인 상기 용량성 케이블 전도체 사이의 차동 전압을 측정하기 위한 수단; 및

상기 차동 전압이 상기 용량성 케이블의 유전 파괴 미만의 문턱값을 초과하는 이벤트에서 상기 스위치가 닫히도록 제어하기 위한 수단

을 포함하는, 전력 전송 케이블 보호 및 제어 장치.

2. 실시예 1에 있어서,

상기 스위치 제어 수단은 제2 이벤트 또는 제3 이벤트에서 상기 스위치를 제어하도록 적응되거나 별도의 스위치 제어 수단이 상기 제2 이벤트 또는 상기 제3 이벤트에서 상기 스위치를 제어하도록 제공되고,

상기 제2 이벤트는, 상기 버스바 또는 상기 레일의 전류가 특정 문턱값 미만인 것이며,

상기 제3 이벤트는, 상기 버스바 또는 상기 레일의 전류가 특정 문턱값을 초과하는 것인, 전력 전송 케이블 보호 및 제어 장치.

3. 실시예 1에 있어서,

제2 스위치 제어 수단이 제2 이벤트 또는 제3 이벤트에서 상기 레일 또는 상기 버스바와 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 상기 다른 하나 사이의 제2 스위치를 제어하도록 적응되고,

상기 제2 이벤트는, 상기 버스바 또는 상기 레일의 전류가 특정 문턱값 미만인 것이며,

상기 제3 이벤트는, 상기 버스바 또는 상기 레일의 전류가 특정 문턱값을 초과하는 것인, 전력 전송 케이블 보호 및 제어 장치.

4. 실시예 1, 실시예 2 또는 실시예 3에 있어서,

상기 용량성 케이블의 상기 전도체들 사이에 정전 용량을 제공하거나 증가시키는 커패시터를 포함하는, 전력 전송 케이블 보호 및 제어 장치.

5. 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 하나에 있어서,

접지 또는 접지 가능한 전도성 케이싱 또는 캐비닛에 수용된 연결 및 보호 디바이스로서 배열되며, 상기 단자는 전송 전압에 절연되고 상기 스위치는 차동 파괴 전압에 대해 정격화되는 것인, 전력 전송 케이블 보호 및 제어 장치.

6. 실시예 5에 있어서,

상기 측정 및 제어 수단은 케이싱 또는 캐비닛에 상기 단자 및 상기 스위치와 함께 수용되는 것인, 연결 및 보호 디바이스.

7. 실시예 6에 있어서,

상기 용량성 케이블의 반대쪽 단에 대한 제2의 그러한 디바이스와 결합하여, 상기 디바이스는 무선, 유선 또는 광섬유 통신을 위해 적응되는 것인, 연결 및 보호 디바이스.

8. 실시예 5, 실시예 6 또는 실시예 7에 있어서,

상기 스위치가 닫을 수 있는 것보다 빠르게 전도하고 상기 차동 전압을 낮추도록 적응된, 상기 레일 또는 상기 버스바와 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 상기 다른 하나 사이의 자율 디바이스(autonomous devices)를, 바람직하게는 금속 산화물 서지 억제기, 스파크 갭 및 배리스터 중 적어도 하나를 포함하는, 연결 및 보호 디바이스.

9. 실시예 5 내지 실시예 8 중 어느 하나에 있어서,

전자기 스위치와 전자 스위치를 모두 포함하고, 상기 전자 스위치는 상기 전자기 스위치보다 빨리 닫히도록 적응되는 것인, 연결 및 보호 디바이스.

10. 실시예 5 내지 실시예 9 중 어느 하나에 있어서,

상기 연결 수단은

상기 용량성 케이블에 의해 전송될 전압의 20% 이하, 바람직하게는 15%에 대해 정격화되고

더 낮은 전압 제어에 의해 작동되도록 적응되며,

이벤트 검출 수단은 전송될 상기 전압의 20% 초과의 그리고 바람직하게는 15%의 문턱값을 초과하는 상기 한 쌍의 케이블 사이의 전압의 검출을 위한 수단을 포함하고,

상기 디바이스는

상기 케이싱 또는 상기 캐비닛 내의 저전압 전력 공급 장치; 및

상기 문턱값을 초과하는 상기 전압의 검출의 이벤트에서 상기 연결 수단이 상기 연결을 초래하게 하기 위한 상기 하우징 내의 저전압 제어기

를 포함하는 것인, 연결 및 보호 디바이스.

11. 실시예 5 내지 10 중 어느 하나에 있어서,

상기 디바이스는 상기 한 쌍의 케이블 단자 사이에 연결된 하나 이상의 커패시터(들)과 상기 디바이스 외부에서 결합되는 것인, 연결 및 보호 디바이스.

12. 실시예 11에 있어서,

상기 케이블은 길이를 따라 용량성 관계에 있는 한 쌍의 전도체를 포함하는 것인, 연결 및 보호 디바이스.

13. 실시예 5 내지 실시예 12 중 어느 하나에 있어서,

상기 디바이스는 사용 시 일단에서 공급 케이블에 그리고 타단에서 부하 케이블에 각각 연결되는 2개의 용량성 연결 전도체를 갖는 전력 전송 케이블과 결합되는 것인, 연결 및 보호 디바이스.

14. 실시예 13에 있어서,

상기 케이블은 상기 연결 및 보호 디바이스의 회로 요소로서 하우징되거나 별도로 하우징되는 하나 이상의 종래의 커패시터에 의해 어느 한 단 또는 양단에서 용량성으로 연결된 한 쌍의 종래의 상승된(elevated) 전압 전력 전송 케이블을 포함하는 것인, 연결 및 보호 디바이스와 케이블 조합.

15. 실시예 13에 있어서,

상기 케이블은 길이를 따라 용량성 관계에 있는 한 쌍의 전도체를 포함하고, 추가 커패시터가 상기 디바이스의 회로 요소로서 포함되는 것인, 연결 및 보호 디바이스와 케이블 조합.

16. 사용 시 일단에서 공급 케이블에 그리고 타단에서 부하 케이블에 각각 연결된 2개의 용량성 연결 전도체를 갖는 전력 전송 케이블을 위한 연결 및 보호 디바이스에 있어서,

접지 가능한 전도성 하우징;

3개의 연결 단자 - 각각은 상기 하우징과 상기 하우징 내의 내부 연결 지점으로부터 상승된 전압 절연에서의 종단을 제공하도록 정격화되고,

상기 연결 단자 중 하나는 상기 공급 또는 부하 케이블 중 하나의 절연 종단 및 내부 연결을 위한 것이며,

케이블 단자 중 다른 것은 절연 종단 및 내부 연결을 위한 상기 각각의 용량성 연결 전도체의 쌍 중 하나이거나 상기 단자로부터 상기 각각의 전도체까지의 케이블의 상호 연결 부분(interconnecting pieces)임 - ;

상기 연결 단자 중 상기 하나와 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 하나 사이의 상기 하우징 내의 직접 연결부 - 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나는 일반적으로 상기 연결 단자에 연결되지 않음 - ; 및

상기 한 쌍의 케이블 단자 사이의 전압이 문턱값을 초과하는 이벤트에서, 상기 2개의 전도체의 상기 용량성 연결을 보호하기 위해 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 상기 다른 하나를 상기 연결 단자에 연결하기 위한, 상기 하우징 내의 수단

을 포함하는, 연결 및 보호 디바이스.

17. 실시예 16에 있어서,

문턱값을 초과하는 상기 한 쌍의 케이블 사이의 상기 전압을 검출하기 위한 수단을 포함하는 이벤트 검출 수단을 포함하는, 연결 및 보호 디바이스.

18. 사용 시 일단에서 공급 케이블에 그리고 타단에서 부하 케이블에 각각 연결된 두 개의 용량성 연결 전도체를 갖는 전력 전송 케이블과 결합된 연결 및 보호 디바이스에 있어서,

접지 가능한 전도성 하우징;

3개의 연결 단자 - 각각은 상기 하우징 및 상기 하우징 내의 내부 연결 지점으로부터의 상승된 전압 절연에서의 종단을 제공하도록 정격화되고,

상기 연결 단자 중 하나는 상기 공급 케이블 또는 상기 부하 케이블 중 하나의 절연 종단 및 내부 연결을 위한 것이며,

케이블 단자 중 다른 것은 절연 종단 및 내부 연결을 위한 상기 각각의 용량성 연결 전도체의 쌍 중 하나이거나 상기 단자로부터 상기 각각의 전도체까지의 케이블의 상호 연결 부분임 - ,

상기 연결 단자 중 상기 하나와 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 하나 사이의 상기 하우징 내의 직접 연결부 - 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나는 일반적으로 상기 연결 단자에 연결되지 않음 - ; 및

상기 한 쌍의 케이블 단자 사이의 전압이 문턱값을 초과하는 이벤트에서 상기 2개의 전도체의 상기 용량성 연결을 보호하기 위해 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 상기 다른 하나를 상기 연결 단자에 연결하기 위한, 상기 하우징 내의 수단 -

상기 연결 수단은 상기 상승된 전압의 20% 이하에 대해 정격화되고,

상기 연결 수단은 저전압 제어에 의해 작동되도록 적응됨 - ;

상기 상승된 전압의 20% 초과의 문턱값을 초과하는 상기 한 쌍의 케이블 사이의 전압을 검출하기 위한 수단을 포함하는 이벤트 검출 수단;

상기 하우징 내의 저전압 전력 공급 장치; 및

상기 전압이 상기 문턱값을 초과한다는 검출의 이벤트에서 상기 연결 수단이 상기 연결을 초래하게 하기 위한, 상기 하우징 내의 저전압 제어기

를 포함하는, 연결 및 보호 디바이스.

19. 전력 공급망에 있어서,

제1 노드에 연결된 전원;

유전체에 의해 분리된 2개 이상의 전도체에 의해 제2 노드에 연결된 상기 제1 노드;

상기 제2 노드; 및

제어 시스템

을 포함하고,

상기 2개 이상의 전도체는 갈바닉 연결을 통한 제1 모드에서 또는 용량성 케이블로서의 제2 모드에서 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 전력을 전송할 수 있으며,

상기 제어 시스템은 상기 제1 모드와 상기 제2 모드 사이에서 상기 2개 이상의 전도체를 스위칭할 수 있는 것인, 전력 공급망.

20. 실시예 19에 있어서,

상기 2개 이상의 전도체 사이의 스위칭은 조작자(operator)에 의해 수동으로 수행될 수 있는 것인, 전력 공급망.

21. 실시예 19 또는 실시예 20에 있어서,

트리거 이벤트에 응답하여 상기 2개 이상의 전도체 사이에서 스위칭할 수 있는 유전체 디바이스를 더 포함하는, 전력 공급망.

22. 실시예 21에 있어서,

상기 트리거 이벤트는 용량성 케이블로서 작동할 때 상기 각각의 전도체 사이의 과전압을 포함하는 것인, 전력 공급망.

23. 실시예 21에 있어서,

상기 트리거 이벤트는, 상기 현재 모드에서 상기 전도체의 작동 모드가 부적절하다는 안전 경고를 포함하는 것인, 전력 공급망.

24. 실시예 21에 있어서,

상기 트리거 이벤트는 갈바닉 연결이 용량성 모드에 비해 선호되는 모드임을 나타내는 부하의 감소를 포함하는 것인, 전력 공급망.

25. 실시예 19 내지 실시예 24 중 어느 하나에 있어서,

상기 2개 이상의 전도체는 제1 전도체 및 제2 전도체를 포함하고,

상기 제1 모드에서, 상기 제1 전도체의 상기 제1 단은 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 전도체의 상기 제2 단은 상기 제2 노드에 연결되고 그리고/또는 상기 제2 전도체의 상기 제1 단은 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제2 전도체의 상기 제2 단은 상기 제2 노드에 연결되며,

상기 제2 모드에서, 상기 제1 전도체는 제1 단에서 상기 제1 노드에 연결되지만 상기 제2 단에서는 상기 제2 노드에 연결되지 않고, 상기 제2 전도체는 제1 단에서 상기 제1 노드에 연결되지 않지만 상기 제2 단에서는 상기 제2 노드에 연결되는 것인, 전력 공급망.

26. 실시예 19 내지 25 중 어느 하나에 있어서,

상기 제어 시스템이 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드 둘 다에서 제어 회로를 포함함에 따라, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 스위칭은 동시에 상기 노드 둘 다에서 릴레이를 작동시키는 것을 포함하는 것인, 전력 공급망.

27. 실시예 19 내지 26 중 어느 하나에 있어서,

상기 제어 시스템은 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 연결 및 보호 디바이스를 포함하는 것인, 전력 공급망.

Claims (11)

1. 전력 공급망에 있어서,
   제1 노드에 연결된 전원;
   유전체에 의해 분리된 2개 이상의 전도체에 의해 제2 노드에 연결된 상기 제1 노드;
   상기 제2 노드; 및
   제어 시스템
   을 포함하고,
   상기 2개 이상의 전도체는 갈바닉 연결을 통한 제1 모드에서 또는 용량성 케이블로서의 제2 모드에서 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 전력을 전송할 수 있으며,
   상기 제어 시스템은 상기 제1 모드와 상기 제2 모드 사이에서 상기 2개 이상의 전도체를 스위칭할 수 있는 것인, 전력 공급망.
2. 제1항에 있어서,
   상기 2개 이상의 전도체 사이의 스위칭은 조작자(operator)에 의해 수동으로 수행될 수 있는 것인, 전력 공급망.
3. 제1항에 있어서,
   트리거 이벤트에 응답하여 상기 2개 이상의 전도체 사이에서 스위칭할 수 있는 유전체 디바이스를 더 포함하는, 전력 공급망.
4. 제3항에 있어서,
   상기 트리거 이벤트는 용량성 케이블로서 작동할 때 상기 각각의 전도체 사이의 과전압을 포함하는 것인, 전력 공급망.
5. 제3항에 있어서,
   상기 트리거 이벤트는, 상기 현재 모드에서 상기 전도체의 작동 모드가 부적절하다는 안전 경고를 포함하는 것인, 전력 공급망.
6. 제3항에 있어서,
   상기 트리거 이벤트는 갈바닉 연결이 용량성 모드에 비해 선호되는 모드임을 나타내는 부하의 감소를 포함하는 것인, 전력 공급망.
7. 제1항에 있어서,
   상기 2개 이상의 전도체는 제1 전도체 및 제2 전도체를 포함하고,
   상기 제1 모드에서, 상기 제1 전도체의 상기 제1 단은 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 전도체의 상기 제2 단은 상기 제2 노드에 연결되고 그리고/또는 상기 제2 전도체의 상기 제1 단은 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제2 전도체의 상기 제2 단은 상기 제2 노드에 연결되며,
   상기 제2 모드에서, 상기 제1 전도체는 제1 단에서 상기 제1 노드에 연결되지만 상기 제2 단에서는 상기 제2 노드에 연결되지 않고, 상기 제2 전도체는 제1 단에서 상기 제1 노드에 연결되지 않지만 상기 제2 단에서는 상기 제2 노드에 연결되는 것인, 전력 공급망.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어 시스템이 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드 둘 다에서 제어 회로를 포함함에 따라, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 스위칭은 동시에 상기 노드 둘 다에서 릴레이를 작동시키는 것을 포함하는 것인, 전력 공급망.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어 시스템은 연결 및 보호 디바이스를 포함하고, 상기 연결 및 보호 디바이스는:
   상기 케이블의 한 종단(end termination)에서:
   부하 또는 공급 케이블을 위한 부하 또는 공급 단자;
   상기 용량성 전력 전송 케이블의 한 쌍의 전도체를 위한 한 쌍의 케이블 단자 - 상기 전도체는 사용 중인 상기 단자에 직접 또는 연장 전도체를 통해 연결되고,
   상기 한 쌍의 케이블 단자 중 하나는 레일 또는 버스바(busbar)에 의해 상기 부하 또는 공급 단자에 연결됨 - ;
   상기 레일 또는 상기 버스바와 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 다른 하나 사이의 전자기 또는 전자 스위치를, 그리고
   상기 케이블의 상기 한 종단에서 또는 또 다른 종단에서:
   상기 한 쌍의 케이블 단자 사이, 즉, 사용 중인 상기 용량성 케이블 전도체 사이의 차동 전압을 측정하기 위한 수단; 및
   상기 차동 전압이 상기 용량성 케이블의 유전 파괴 미만의 문턱값을 초과하는 이벤트에서 상기 스위치가 닫히도록 제어하기 위한 수단
   을 포함하는 것인, 전력 공급망.
10. 제9항에 있어서,
    상기 연결 및 보호 디바이스에서:
    상기 스위치 제어 수단은 제2 이벤트 또는 제3 이벤트에서 상기 스위치를 제어하도록 적응되거나 별도의 스위치 제어 수단이 상기 제2 이벤트 또는 상기 제3 이벤트에서 상기 스위치를 제어하도록 제공되고,
    상기 제2 이벤트는, 상기 버스바 또는 상기 레일의 전류가 특정 문턱값 미만인 것이며,
    상기 제3 이벤트는, 상기 버스바 또는 상기 레일의 전류가 특정 문턱값을 초과하는 것인, 전력 공급망.
11. 제9항에 있어서,
    상기 연결 및 보호 디바이스에서:
    제2 스위치 제어 수단이 제2 이벤트 또는 제3 이벤트에서 상기 레일 또는 상기 버스바와 상기 한 쌍의 케이블 단자 중 상기 다른 하나 사이의 제2 스위치를 제어하도록 적응되고,
    상기 제2 이벤트는, 상기 버스바 또는 상기 레일의 전류가 특정 문턱값 미만인 것이며,
    상기 제3 이벤트는, 상기 버스바 또는 상기 레일의 전류가 특정 문턱값을 초과하는 것인, 전력 공급망.