복도체 방식의 특징

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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

38회 시험 중에서 9번 나왔습니다

2010~2022년 기출 38회 시험 기준

출제 회차 2013년 2차 · 2013년 3차 · 2014년 1차 · 2014년 3차 · 2018년 3차 · 2019년 1차 · 2019년 2차 · 2020년 2차 · 2021년 2차

2 쉬운 설명

복도체는 송전선 한 상의 전선을 굵은 한 가닥 대신 가는 소도체 두 가닥 이상으로 나누어 일정한 간격으로 묶은 방식이다. 전체가 굵은 한 가닥처럼 작용해 도체의 등가 반지름이 커진 것과 같으며, 총 단면적이 같은 단도체와 비교했을 때 전기적 성질이 달라진다.

5문단 · 상세한 내용보기접어서 간단히 보기

단도체와 비교한 복도체는 전선 표면의 전위경도(전기장의 세기)가 낮아진다. 코로나는 표면의 전기장이 한도를 넘을 때 생기므로 코로나 임계전압(문항에 따라 코로나 개시전압이라고도 쓴다)이 높아진다. 또 인덕턴스가 감소하고 정전용량이 증가하여 송전용량이 증가하고, 선로의 리액턴스가 줄어 계통의 안정도가 좋아진다. 반면 소도체가 여러 가닥이고 스페이서 같은 부속품과 공사가 더 필요해 공사비가 늘고 시공이 복잡하므로, 「공사비가 저렴하고 시공이 간편하다」는 장점이 아니다.

복도체를 쓰는 주된 목적은 코로나 발생을 감소시키는 것이다. 인덕턴스 감소와 정전용량 증가는 복도체의 다른 효과이다. 그래서 인덕턴스를 증가시킨다, 정전용량을 감소시킨다, 전위경도를 증가시킨다는 보기는 모두 반대 방향이다. 「전위경도가 저감되어 코로나 임계전압을 낮출 수 있다」는 앞부분(전위경도 저감)은 맞지만, 전위경도가 줄면 임계전압은 낮아지는 것이 아니라 높아지므로 틀린 설명이다. 「코로나 임계전압이 감소된다」도 복도체의 특징이 아니다.

복도체에서 소도체들이 바람 등으로 서로 부딪히면 손상되므로, 소도체 사이에 일정한 간격마다 넣어 간격을 일정하게 유지하고 충돌을 막는 부품이 스페이서이다. 아모로드는 전선의 지지점 부근을 감싸 보강하는 장치, 댐퍼는 전선의 진동을 줄이는 장치, 아킹혼은 애자련을 아크로부터 보호하는 장치이다. 이 셋은 소도체 사이의 간격을 유지하는 부품이 아니다.

소도체가 $n$ 개인 다도체의 인덕턴스는 $L=\frac{0.05}{n}+0.4605\log_{10}\frac{D}{r_{e}}\,\mathrm{mH/km}$ 이다. $D$ 는 등가 선간거리이고, 등가반지름은 교과서의 근사식으로 $r_{e}=\sqrt[n]{rS^{n-1}}$ 이다. 이 장에서는 소도체 반지름을 $r$ , 소도체 간격을 $S$ 로 쓴다. $n=2, 3, 4$ 에 따라 상수항은 0.025, 0.0167, 0.0125 이고 근호의 지수도 2, 3, 4 이다. 전선 A, B, C 가 수평으로 배열되고 등가 선간거리 $D$ 로 완전 연가된 4복도체이면 상수항이 $\frac{0.05}{4}=0.0125$ 이고 등가반지름이 $\sqrt[4]{rS^{3}}$ 이므로 $L=0.4605\log_{10}\frac{D}{\sqrt[4]{rS^{3}}}+0.0125\,\mathrm{mH/km}$ 이다.

소도체 2개인 3상 3선식 복도체의 인덕턴스는 다음 순서로 구한다. 소도체 지름이 8 cm 이면 반지름 $r$ 은 4 cm 이고, 소도체 간격은 36 cm 이다. 소도체 2개의 등가 반지름은 소도체 반지름과 소도체 간격의 곱 4×36 의 제곱근, 곧 12 cm 이다. 등가 선간거리 $D$ 가 120 cm 이면 $\dfrac{D}{r_e}=10$ 이고 $\log_{10}10=1$ 이므로 $L=\dfrac{0.05}{2}+0.4605\times1=0.025+0.4605=0.4855\ \mathrm{mH/km}$ 이다. 거리의 비만 필요하므로 길이는 cm 로 통일해 쓴다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 복도체 = 인덕턴스 감소 · 정전용량 증가 · 전위경도 감소 · 송전용량 증가 · 코로나 임계전압 상승.

암기팁 복도체 간격 유지 = 스페이서. 다도체 인덕턴스는 상수항

\displaystyle \frac{0.05}{n}

과 등가반지름

\sqrt[n]{rS^{n-1}}

의 짝으로 외운다.

함정 주의 복도체 문항의 틀린 보기는 앞부분이 맞고 뒷부분만 뒤집힌 꼴이 있다. 「전위경도가 저감되어 코로나 임계전압을 낮출 수 있다」가 그 예로, 임계전압은 높아진다.

단도체와 비교한 복도체는 인덕턴스 감소, 정전용량 증가, 송전용량 증가, 안정도 증가, 전위경도 감소, 코로나 임계전압(개시전압) 상승이다.
「코로나 임계전압을 낮출 수 있다·감소된다」로 끝나는 보기는 틀린다. 전위경도가 저감된다는 앞부분은 맞지만 결과는 임계전압이 높아지는 것이다.
복도체를 쓰는 주된 목적은 코로나 발생 감소이다. 인덕턴스 증가, 정전용량 감소, 전위경도 증가를 목적으로 쓴 보기는 반대이다.

체크리스트 더 보기 3개 더체크리스트 접기

복도체의 장점이 아닌 것으로 「공사비가 저렴하고 시공이 간편하다」를 고른다. 소도체 여러 가닥과 스페이서 같은 부속품 때문에 공사비와 시공은 불리하다.
복도체의 소도체 사이 간격을 일정하게 유지해 충돌을 막는 부품은 스페이서이다. 아모로드(지지점 보강)·댐퍼(진동 억제)·아킹혼(애자련 아크 보호)이 아니다.
다도체 인덕턴스는 상수항이 $\frac{0.05}{n}$ 이고 등가반지름이 $\sqrt[n]{rS^{n-1}}$ 이다. 4복도체이면 상수항 0.0125 와 $\sqrt[4]{rS^{3}}$ 가 짝으로 나와야 한다.

5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다

2013년 3차 전력공학 32번 — 복도체 설명 중 옳지 않은 것단도체 방식과 비교하여 복도체 방식의 송전선로를 설명한 것으로 옳지 않은 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →2019년 1차 전력공학 37번 — 복도체의 특징이 아닌 것단도체 방식과 비교할 때 복도체 방식의 특징이 아닌 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →2020년 2차 전력공학 40번 — 복도체 간격 유지 부품복도체에서 2본의 전선이 서로 충돌하는 것을 방지하기 위하여 2본의 전선 사이에 적당한 간격을 두어 설치하는 것은?옳은 것 고르기해설 보기 →

6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 6개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기

복도체 방식

복도체는 도체의 등가 반지름을 키워 인덕턴스를 줄이고 정전용량을 늘리며 표면 전위경도를 낮춰 코로나 개시전압을 높인다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 9문항 중 3문항이 인용

복도체의 특징

한 상을 여러 소도체로 나누면 인덕턴스가 감소하고 송전용량과 안정도가 증가하며, 코로나 임계전압이 높아진다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 9문항 중 2문항이 인용

다도체 선로의 인덕턴스

L=\frac{0.05}{n}+0.4605\log_{10}\frac{D}{r_{e}}

이고

r_{e}=\sqrt[n]{rS^{n-1}}

이므로 4복도체는

\sqrt[4]{rS^{3}}

와 0.0125 를 쓴다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 9문항 중 1문항이 인용

복도체의 전기적 특성

한 상을 여러 소도체로 나누면 등가적으로 굵은 전선이 되어 인덕턴스가 줄고 정전용량이 늘며 코로나 임계전압이 높아진다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 9문항 중 1문항이 인용

복도체의 효과

복도체는 전선 표면의 전위경도를 낮추어 코로나를 줄이고 인덕턴스를 감소시키며 정전용량을 증가시킨다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 9문항 중 1문항이 인용

송전선의 인덕턴스

다도체의 인덕턴스는

\dfrac{0.05}{n}+0.4605\log_{10}\dfrac{D}{r_e}\ [\mathrm{mH/km}]

이다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 9문항 중 1문항이 인용

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