The Extra-high voltage XLPE cable is characterized by low transmission loss, large capacity, and high reliability. Conventionally, for XLPE cables of l54kV and above, aluminium sheath was used to be moisture barrier (thus preventing water tree deterioration of the insulation) and to protect cable core from physical stresses. However, as transmission capacity of the cable increases, so does the cable diameter and the corresponding aluminium sheath outer diameter and thickness. As a result, eddy-current loss in the sheath is increased, limiting the maximum current capacity of the cable itself. As an alternative to aluminium sheath, we have adopted stainless steel sheath with non-magnetic properties and a large resistivity, The new XLPE cable with stainless-steel sheath (CSZV cable) has drastically reduced eddy-current loss in the sheath.
After the installation of electric cables at block, PE(pre-erection) and hull stages, the coating stains on the electric cable sheath were unavoidably occurred by additional painting process. According to class rules paint or coating applied on the electric cables shall not adversely affect the mechanical, chemical of fire resistant characteristics of the electric cable sheath. However, there has not been quantitatively studied about the effect of coating stains on properties of sheath materials. In this study, we tried to investigate the effect of coating stains on the performance and deterioration of sheath materials by using FTIR, SEM analysis, flame retardant, high potential voltage and tensile test. The results sowed that coating stains, which were occurred during painting work on site could not adversely affect on the performance and deterioration of sheath materials.
The sheath in underground power cables serves as a layer to prevent moisture ingress into the insulation layer and provide a path for earth return current. Nowadays, owing to the maturity of manufacturing technologies, there are normally no problems for the quality of the sheath itself. However, after the cable is laid in the cable tunnel and is operating as part of the transmission network, due to network construction and some unexpected factors, some problems may be caused to the sheath. One of them is the high sheath circulating current. In a power cable system, the uniform configuration of the cables between sections is sometimes difficult to achieve because of the geometrical limitation. This will cause the increase of sheath circulating current, which results in the increase of sheath loss and the decrease of permissible current. This paper will study the various characteristics and effects of sheath circulating current, and then will prove why the sheath current rises on the underground power cable system. A newly designed device known as the Power Cable Current Analyser, as well as ATP simulation and calculation equation are used for this analysis.
전력 케이블에서 발생하는 손실을 정확히 예측하기 위해서는 금속 시스에서 발생하는 와전류 손실에 대한 분석이 필요하다. 동손의 경우 도체의 저항과 전류에 의하여 쉽게 계산이 되지만 금속 시스에서 발생하는 와전류의 경우 측정 및 예측이 어렵기 때문이다. 이를 위하여 선행연구에서는 단상 케이블에서 발생하는 와전류 손실을 분석하였지만 실제 환경에서는 3상이 대부분 사용되기 때문에 적용하기에는 한계가 존재한다. 그러므로 본 논문에서는 3상 케이블의 금속 시스에서 발생하는 와전류 손실에 대하여 발생 원인에 따라 이론적으로 분석하고 전자기 수치 해석을 통하여 삼각 배열과 수평배열에서 발생하는 와전류 손실을 예측하였다.
The use of underground transmission cables has increased continuously in densely inhabited urban and suburban for power transmission. Two or more transmission lines are outgoing from one substation in many cases, and one line comprises twin circuits. In order to meet the increasing do and for electric power, underground tables of two or fore circuits are installed in ducts in parallel for several kilometer in the same route. It, however, has not been known generally that the sheath circulating current is generated in a system where a large number of cables are laid on the same route. Therefore, this paper describes an improved analysis method for sheath circulating current on underground transmission cables using EMTP. Author propose several methods to reduce sheath circulating current. The analysing method and reduction methods for two or more underground cables will be really improved for cable system utility.
After the cable is installed, many geometric factors, such as bowing types of the cable and the length difference of the cable between each minor section will cause the impedance unbalance between cables. The impedance unbalance will increase or decrease the sheath circulating currents, which are critical to human safety and sustaining the capabilities of electric power. Accordingly, in this paper, a new method is also proposed to reduce the sheath circulating currents and an reduction equipment according to the theory of the new method is developed. The reduction equipment is tested when the cable is on service. The test results show that it can reduce the sheath circulating currents by up to 97.8[%]. This confirms the validation of the new method and the reduction equipment, and assures the safe operation of the transmission cables. In order to illustrate the safe operation of the cable with new current reduction equipment at transient state due to lightning and single line-to-ground fault, extensive simulations have been made. Then the protection scheme of sheath circulating currents reduction equipment is proposed by adopting the new device of RDP(Reduction Device Protector).
This paper describes sheath induced voltage and operating characteristic of cable cover protection unit(CCPU) in underground transmission cable. Real cable system operating by 154kV XLPE cable was modelled for simulation. Sheath induced voltage and operating characteristic of CCPU were analyzed. In particular, sheath induced voltage was analyzed in case of individual grounding and common grounding, respectively, and operating characteristics of CCPU were compared each other.
최근 에너지 손실 저감에 대한 관심이 높아짐에 따라, 전력 케이블에서 발생하는 손실에 대한 예측이 중요해지고 있다. 송전 시스템에서 전체적인 손실은 측정이 가능하지만 각각의 내부 구조물에서 발생하는 손실에 대한 연구는 미비한 상황이다. 송전 손실에는 다양한 요인이 있고, 그 중 선행 연구에 의하여 주변 금구류와 같은 외부 요인들에 대한 손실은 연구가 진행되었지만 케이블 내부 손실에 대한 연구는 부족한 상황이다. 케이블 내부의 금속 Sheath는 높은 도전율을 가지는 알루미늄으로 제작되었기 때문에, 도체에 흐르는 전류에 의하여 와전류가 발생하게 되고, 이에 따라 와전류 손실이 필연적으로 발생하게 된다. 그러므로 본 논문에서는 케이블의 금속 Sheath에서 발생하는 와전류 손실에 대하여 연구를 진행하였다.
In this paper, the coefficient of friction betwee and sheath in 345kv XLPE cable was measured the simulated inclinated condition of You-Youngdeungpo transmission line. The phenomena of slipping down the simu inclination was investigated theoretically usin measured data and was analyzed from experim result. The measured and analyzed result were conside be as a reference data for real installation of XLPE Youngseo-Youngdeungpo transmission line.
This paper describes the analysis of sheath circulating current and various methods to reduce the large circulating current in case of operating cable system using EMTP/ATPDraw. And also, possible methods are proposed through a detailed analysis regarding cable systems by considering various electrical and environmental factors. It is evaluated that the proposed reduction methods can be effectively applied to reduce the large sheath circulating over current with the minimized electrical problems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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