SOLARTODO 22m 35kV 배전 이중 회로 타워: 현대 전력망을 위한 엔지니어링 우수성

1.0 소개: 교외 전력 배전의 중추

SOLARTODO 22m 35kV 배전 이중 회로 타워는 현대 교외 전기망의 구조적 중추를 형성하도록 정교하게 설계된 솔루션입니다. 탄젠트(서스펜션) 타워로서, 이 타워의 주요 기능은 전력선의 직선 구간을 따라 전도체를 지지하는 것입니다. 이는 일반적인 배전 네트워크에서 가장 흔하고 비용 효율적인 구성 요소로, 종종 선로의 모든 타워 중 70-80%를 차지합니다 [1]. 22미터의 높이를 자랑하는 이 타워는 35kV 하위 전송 애플리케이션에 최적화되어 있으며, 고전압 변전소와 지역 배전 지점 간의 간극을 효율적으로 연결합니다. 이중 회로 구성은 중요한 중복성을 제공하며, 단일 권리 통로 내에서 전력 전송 용량을 두 배로 늘리는 중요한 이점을 제공합니다. 이는 공간이 제한된 성장하는 교외 지역에 필수적입니다. 통합 에너지 인프라의 선두주자인 SOLARTODO에서 제조한 이 타워는 견고한 재료, 고급 설계 원칙 및 국제 표준에 대한 엄격한 준수를 결합하여 최소한의 유지보수로 50년 이상의 설계 수명을 보장합니다.

2.0 구조 설계 및 재료 무결성

타워의 뛰어난 강도 대 중량 비율은 강철 격자 설계를 통해 달성됩니다. 이는 매우 탄력적이고 효율적인 구조를 만드는 입증된 방법입니다. 주요 구성 요소는 고강도 Q420 및 Q460 등급 강철로 제작되어, 재료 사용을 최적화하면서도 우수한 하중 지지 능력을 제공합니다. 강철 상부 구조의 총 중량은 특정 하중 구성에 따라 약 3.5~4.5톤입니다. 환경 부식에 대한 장기적인 내구성을 보장하기 위해 모든 강철 구성 요소는 ISO 1461 표준에 따라 열간 아연 도금 공정을 거칩니다. 최소 평균 두께 85 마이크로미터의 이 보호 아연 코팅은 중간 부식 환경에서도 50년 이상의 유지보수 없는 서비스 수명을 보장합니다. 구조물은 고인장 8.8 등급 볼트를 사용하여 현장에서 조립되도록 설계되어, 효율적인 운송 및 설치가 가능합니다. 탄젠트 설계는 주로 전도체 및 절연체의 중량(상당히 각 상에 대해 약 500kg)으로부터의 수직 하중과 전도체 및 구조물 자체에 작용하는 바람으로부터의 횡 하중을 관리하며, 이는 IEC 60826 지침에 따라 지역 바람 속도 데이터를 기반으로 계산됩니다 [2].

3.0 전기 시스템 및 고성능 구성 요소

신뢰성을 위해 설계된 35kV 이중 회로 시스템은 성능과 내구성을 고려하여 선택된 구성 요소로 구성되어 있습니다. 두 개의 회로 각각은 세 개의 전도체 상을 지원하며, 각 상당 하나의 ACSR(알루미늄 도체 강철 보강) 전도체가 사용됩니다. "Linnet" ACSR과 같은 일반적인 전도체는 직경 18.13mm로, 전도성과 인장 강도의 최적 균형을 제공하며, 최대 450암페어의 연속 전류를 처리할 수 있습니다.

전기적 무결성은 고품질 절연체 문자열에 의해 유지됩니다. 표준 구성은 도자기 서스펜션 절연체를 사용하며, 각 I-string은 8~10개의 디스크(모델 U70BS 또는 동등한)로 구성되어 충분한 크리프 거리(900mm 이상)를 제공하고, 명목 전압 및 최대 170kV의 낙뢰 충격 사건을 견딜 수 있습니다. 대안으로, SOLARTODO는 도자기 절연체보다 약 70% 가벼운 고급 복합 폴리머 절연체를 제공하여, 우수한 파손 저항성과 오염된 환경에서의 성능 향상을 제공합니다 [3]. 타워의 정점에는 광섬유 접지선(OPGW)이 설치됩니다. 이 이중 기능 구성 요소는 직접 낙뢰로부터 보호하는 동시에 최대 48개의 섬유를 포함한 광섬유 케이블을 내장하여, 전력망 모니터링, SCADA 시스템 및 제3자 임대를 위한 고속 데이터 통신을 가능하게 합니다.

4.0 기초, 접지 및 시스템 안정성

안정적인 기초는 타워의 성능에 매우 중요합니다. 일반적인 토양 조건에서는 보강 콘크리트 패드 및 굴뚝 기초가 사용되며, 약 10-15 입방미터의 C30/37 콘크리트가 필요합니다. 설계는 최대 140 km/h의 설계 기준 바람 속도에 의해 생성된 전복 모멘트에 대한 안정성을 보장합니다. 토양 지지력이 낮은 지역에서는 심층 기초(예: 타격 말뚝)가 지정될 수 있습니다. 타워는 아연 도금 강철 바닥판 및 M36 앵커 볼트를 통해 기초에 고정됩니다.

효과적인 접지 시스템은 낙뢰나 지락 사고 발생 시 인원 안전과 장비 보호를 위해 필수적입니다. SOLARTODO 타워는 IEEE Std 80-2013 [4]에 따라 낮은 타워 접지 저항을 달성하도록 설계된 포괄적인 접지 시스템을 통합하고 있습니다. 이는 일반적으로 기초 주위에 매립된 구리 도금 접지 링과 최대 6미터 깊이로 타격된 수직 접지봉을 포함합니다. 표준 토양 조건에서 목표 저항은 10옴 이하이며, 높은 낙뢰 플래시 밀도가 있는 지역에서는 4옴 이하로 설계되어, 결함 전류가 신속하고 안전하게 지면으로 방출되도록 보장합니다.

5.0 표준, 준수 및 품질 보증

모든 SOLARTODO 22m 35kV 타워는 국제 및 국가 표준에 엄격히 따라 설계 및 제조됩니다. 주요 설계 및 하중 기준은 IEC 60826, "고압 송전선의 설계 기준"에 의해 규제됩니다. 구조 강철 구성 요소 및 설계 관행은 ASCE 10-15, "격자형 강철 송전 구조물의 설계"에 부합합니다. 전도체 전류 용량 및 열 등급은 IEEE 738에 명시된 방법론에 따라 계산됩니다. 우리의 제조 시설은 ISO 9001 인증을 받아, 재료 조달에서 최종 검사에 이르기까지 모든 생산 단계가 엄격한 품질 관리 프로토콜을 준수합니다. 이러한 표준에 대한 헌신은 우리의 타워가 현대 전력 유틸리티의 운영 요구를 충족할 뿐만 아니라 초과 달성할 수 있도록 보장합니다. 서비스 수명은 50년입니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

1. 이 22m 타워의 일반적인 설계 스팬은 얼마인가요?

22m 35kV 타워의 최적 설계 스팬은 표준 지형에서 120미터입니다. 이 스팬은 경제적 효율성과 기술적 성능의 균형을 이루어, 최대 작동 온도 및 얼음 하중 조건에서 전도체 처짐이 안전한 간격 한도 내에 유지되도록 보장합니다. 도전적인 지형이나 긴 교차로의 경우, 설계를 조정할 수 있으며, 이는 필요한 7.5미터의 지상 간격을 유지하기 위해 약간의 구조적 보강이나 더 높은 타워 변형이 필요할 수 있습니다.

2. 이 타워는 다양한 전도체 구성에 맞게 사용자 정의할 수 있나요?

예, 표준 설계는 상당 1개의 ACSR 전도체를 사용하지만, 다른 구성에 맞게 쉽게 조정할 수 있습니다. 여기에는 AAAC(모든 알루미늄 합금 도체)와 같은 다양한 유형의 전도체를 사용하거나 더 높은 전류 용량이 필요한 경우 묶음 전도체 배열(예: 상당 2개의 전도체)을 수용하는 것이 포함됩니다. 이러한 수정은 구조 구성 요소를 조정하고 모든 관련 하중 및 간격 기준을 준수하도록 전체 엔지니어링 검토를 거칩니다.

3. 이중 회로 타워의 장점은 무엇인가요?

이중 회로 타워는 동일한 구조에서 두 개의 독립적인 전기 회로를 운반합니다. 이는 동일한 권리 통로 폭 내에서 단일 회로 선에 비해 전력 전송 용량을 100% 증가시키는 등 상당한 이점을 제공합니다. 또한 전력망의 신뢰성을 향상시킵니다; 한 회로는 유지보수를 위해 오프라인으로 전환할 수 있으며, 다른 회로는 계속 작동하여 고객에게 전력 중단을 최소화하고 전체 시스템 가용성을 개선합니다(N-1 비상 상황).

4. 타워의 50년 설계 수명 동안 어떤 유지보수가 필요한가요?

열간 아연 도금 강철 구조 덕분에 타워 구조 자체는 최소한의 유지보수가 필요합니다. 일반적으로 3-5년마다 권장되는 주기적인 시각적 검사가 손상이나 볼트 느슨함의 징후를 확인하는 데 충분합니다. 절연체는 균열이나 오염 여부를 점검해야 하며, 접지 연결의 무결성도 확인해야 합니다. 견고한 설계는 정상적인 환경 조건에서 50년 서비스 수명 동안 주요 구조적 유지보수나 재도장이 필요하지 않도록 보장합니다.

5. 타워는 어떻게 배송되고 현장에서 조립되나요?

타워는 물류 효율성을 위해 분해된 섹션으로 배송되며, 가장 긴 구성 요소는 일반적으로 12미터를 초과하지 않습니다. 모든 구성 요소는 쉽게 식별할 수 있도록 마킹되어 있습니다. 조립은 자격을 갖춘 인력이 크레인이나 경우에 따라 다리 폴을 사용하여 현장에서 수행합니다. 격자 구조는 지상에서 하위 조립체로 볼트로 조립한 후 제자리에 들어 올려집니다. 일반적으로 5-6명의 기술자 팀이 기초 양생 시간을 제외하고 2-3일 내에 타워를 완전히 조립하고 설치할 수 있습니다.

참고 문헌

[1] 미국 에너지부. (2020). 송전 및 배전 인프라 보고서.
[2] 국제 전기 기술 위원회. (2003). IEC 60826: 고압 송전선의 설계 기준.
[3] 전력 연구소(EPRI). (2018). 복합 절연체 필드 가이드.
[4] 전기 전자 기술자 협회. (2013). IEEE Std 80-2013: AC 변전소 접지 안전 가이드.