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폴리프로필렌 적층지를 절연재로 사용하는 솔리드형 직류전송 해저케이블

전문가 제언: ○ 고점도 절연유에 의한 함침지 절연케이블의 성능 향상을 위해, 저점도 절연유의 강제순환에 의해 케이블이 경사지게 포설되어도 전기적 성능을 보장하는 크라프트지 절연 OF(Oil Filled) 케이블이 개발되어 오랫동안 호평을 받았다. 이후 크라프트지의 전기적 특성을 향상시킨 SEI사의 개발품인 PPLP(Polypropylene Laminated Paper) 절연의 OF 케이블은 콤팩트 구조로 초고압케이블의 왕좌를 차지하였다.

○ 상기 OF 케이블은 그러나 어느 절연이든 저점도 절연유로 인한 환경오염의 문제가 있어, 한번의 플라스틱 압출로 끝나는 절연체를 갖는 환경친화형 가교폴리에틸렌 절연 PVC 시스의 CV 전력케이블이 개발되어 가장 많은 이용으로 345kV 이상의 OF 케이블 자리도 침식하고 있다.

○ 장거리 직류전송 OF 해저케이블은 양단에서 급유하기가 불가능하고, 크라프트지를 통한 종방향으로의 절연유의 유출을 막기 위해 고점도 절연유가 사용되고 도체 허용온도도 약 50℃의 낮은 온도로 유지되는 솔리드케이블 또는 MI(Mass Impregnated) 케이블이라는 이름을 가져 고체의 플라스틱 절연케이블과 혼동을 일으키기 쉬웠다.

○ 장거리 솔리드 직류 해저케이블에서 크라프트지 절연 대신에 PPLP가 적용되면, PP 내부를 통한 절연유의 종방향 이동이 거의 없어진다. 따라서 절연유의 점도를 낮출 수 있어 도체 허용온도도 약 80℃까지 높아지고 전류용량이 증대된다. 또한 PPLP 내부 PP에 의한 내전압 특성의 향상으로 직류 파괴강도가 임펄스강도보다 높은 크라프트지 절연방식의 솔리드 직류 해저케이블과는 전혀 다르게 전압 상승에 따라 송전용량을 높여 해저케이블의 선로수를 줄이고 예비 케이블도 없앨 수 있다.

○ 크라프트지 절연에 기초를 둔 초고압 솔리드 직류 해저케이블에 관한 CIGRE 권장안의 개정을 SEI가 본문에서 주장하는 것은 합리적이라고 생각된다. PPLP 기술은 2.13GW 용량의 수력발전 활용의 Malaysia의 Bakun 프로젝트를 추진하는 원동력이 되고, 일본의 탄산가스 배출권을 0.89%나 올릴 수 있어 한 기술의 영향력의 크기를 새삼 느끼게 된다.

저자: Ryosuke Hata
자료유형: 학술정보