안녕하세요~ 쀼의 로그입니다. 오늘은 전력공학에서 빼놓고는 이야기 할 수 없는 선로정수에 대해 알아보려고 합니다.
선로정수의 역할과 종류에 대해 알아보겠습니다.!
지난 번 포스팅에서 전기가 흐르면서 성질이 바뀐다고 이야기 한 적이 있는데요.
발전소에서 만든 양질의 전기가 부하까지 그대로 가야지 중간에 성질이 바뀐다는 것은 좋지 않습니다.
주로 전압강하, 전력손실로 인해 전기의 성질이 바뀌게 됩니다.
이러한 것들의 원인이 바로 선로정수 입니다.
선로를 타고 흐르는 전기의 성질에 변화가 생기며
(이 변화는 전기가 선로를 타고 흐르면 필연적으로 생기는 것입니다.)
위 그림과 같이 R, L, C, G라는 선로정수가 생기게 됩니다.
이 R, L, C, G로 인해 전기의 성질이
처음 발전소에서 만들었을때와는 다르게
우리집으로 오는 동안 변화하게 됩니다.
우리는 이 변화를 전력공학을 통해 최소화하여
양질의 전기가 우리집에 도착하도록 해야 합니다.
첫번째 선로정수 알파벳 R로 표현되는 저항입니다.
우리가 중학교 때부터 계속해서 배워왔던 저항 R입니다.
이과, 문과 가리지 않고 모두다 들어봤을 친구입니다. 저항은 전류를 방해하는 녀석입니다.
전류가 전선을 타고 흐를 때 전선의 내부저항이 R이 될 수 있습니다.
우리가 전선에 저항을 넣거나 만드는 것이 아니라 전선의 재질 자체가 저항을 가지고 있습니다.
따라서, 전기의 성질을 최대한 변하게 하지 않게 하기 위해서는 저항이 작은게 좋겠죠?? 네 저항은 작을수록 좋습니다.
저항을 나타내는 식을 표현한 것입니다.
여기서 R은 저항을 나타내고
우리는 R의 크기를 작게 만들어야 합니다.
그러기 위해서는 고유저항(단위 : ohm*m, 옴미터)인
rho가 작아야 합니다.
고유저항은 전류를 방해하는 정도를 나타낸 것입니다.
도선의 재질에 따라 정해지는 것으로 고유 저항의 크기에 따라
전류가 잘통하는지 잘통하지 않는지에 대한 차이가 발생하게 됩니다.
주로 사용하는 도선으로는 경동선(선로), 연동선(옥내), 알루미늄선(선로) 등이 있습니다.
도선별 고유저항
경동선(선로) : 1/55
연동선(옥내) : 1/58
알루미늄선(선로) : 1/35
단위 : ohm * m
알루미늄선의 고유저항은 경동선의 1.57배로
같은 알루미늄선 정도의 손실로 전류를 흘리려면
도선의 단면적도 1.57배가 되어야 합니다.
그런데 이상한 점이 있습니다.
알루미늄선의 고유저항이 동선의 1.57배 정도 큰데
현재 전주와 철탑의 경우 100% 알루미늄선을 사용하고,
우리집(가정집)의 경우 동선을 사용하고 있습니다.
위에서 고유저항이 크게되면 저항도 크게 되고
저항이 크게 되면 좋지 않다고 했는데
왜 가공전선으로 알루미늄선을 사용하는 것일까요?
이유는 바로 알루미늄선의 비중이 동선의 1/3이기 때문입니다.
공중에 떠서 가는 가공전선의 경우 무게가 무거우면
먼 길을 가기 유리하지 않습니다.
결코 재질이 좋아서 알루미늄선을 쓰는 것이 아니라 가볍기 때문에 사용합니다.
옥내에서는 설치하는 전선의 경우 무게에 대한 부담이 없기 때문에 동선을 사용합니다.
결론 : 알루미늄(Al)선은 동일한 저항값의 경동선에 비해 굵고 가볍습니다.
다시 위의 저항 관련식으로 돌아가서 보면
저항R을 작게하려면 고유저항rho가 작은 재질을 사용해야합니다.
그리고 l(길이)는 전선이 설치되어 있는 거리로 본다면 변수가 아니고 고정되어 있는 값입니다.
마지막으로 저항R을 낮추기 위해서 S(단면적)을 크게해야 합니다.
저항(R) 을 낮추기 위한 방법
고유저항(rho) : ↓
길이(l) : 고정된 값
단면적(s) : ↑
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