섬락이란? 전력 설비에서 중요한 뇌섬락과 역섬락

섬락 (출처: 성경의 황당한 메시지 72 네이버 블로그)

전기기사 전력공학에서 다루는 섬락(Flashover, 閃絡)은 전력 설비나 절연체 사이에서 발생하는 순간적인 절연 파괴 현상을 의미합니다. 주로 고전압 환경에서 절연 성능이 저하될 때 발생하며, 전력 시스템의 안정성을 해치는 중요한 문제 중 하나입니다.

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🔥 섬락(Flashover)의 정의

절연체의 표면을 따라 방전이 일어나 전류가 흐르는 현상
절연체 내부에서 직접 절연 파괴가 일어나는 것이 아니라, 절연체의 표면을 따라 전압이 상승하면서 방전이 발생하는 것이 특징입니다.

 

쉽게 말해서 섬락(閃絡)이라는 한자를 보면,

• "섬(閃)" → **섬광(閃光)**에서처럼 번쩍이다, 순간적으로 빛나다는 뜻
• "락(絡)" → 연결되다, 얽히다는 뜻

즉, 섬락(閃絡)은 "번쩍이며(閃) 전기적으로 연결되는(絡) 현상"이라는 의미를 가지는 단어입니다.
실제로 섬락이 발생하면 순간적인 번쩍임(아크 방전)과 함께 절연이 파괴되면서 전류가 흐릅니다. ⚡✨

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🔑 섬락의 주요 원인

1. 절연체 오염
   • 공중에 떠다니는 먼지, 염분(바닷가 지역), 오염물질 등이 절연체에 쌓이면 절연 성능이 저하됨
   • 비나 습기가 있을 때 더 쉽게 섬락 발생 가능
2. 과전압(서지, 낙뢰, 개폐 과전압 등)
   • 낙뢰나 개폐 시 발생하는 순간적인 높은 전압이 절연 파괴를 유발할 수 있음
3. 습도 및 기상 조건
   • 공기 중의 습기가 높으면 절연 저항이 감소하면서 섬락 위험이 커짐
   • 안개, 비, 눈 등 날씨 요인도 영향을 미침
4. 절연체의 열화(노후화)
   • 오랜 사용으로 절연 성능이 저하되면 작은 전압 변화에도 섬락이 발생할 가능성이 높아짐

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⚡ 섬락의 종류

1. 공기 중 섬락(Air Flashover)
   • 절연체와 대지 사이의 공기 절연이 파괴되면서 발생하는 섬락
2. 표면 섬락(Surface Flashover)
   • 절연체 표면을 따라 방전이 진행되는 형태
   • 오염된 절연체에서 많이 발생
3. 내부 절연 파괴(Internal Breakdown)
   • 절연체 내부에서 직접 절연이 파괴되는 현상(이건 엄밀히 말하면 섬락이 아니라 절연 파괴에 가까움)

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🛠 섬락 방지 대책

✅ 절연체 세척 및 유지보수

• 절연체 표면의 먼지, 오염물질을 제거하여 절연 성능을 유지

✅ 방전 방지 설비 사용

• 애자에 실리콘 코팅, 방전 링(코로나 링) 등을 설치하여 전압 집중을 완화

✅ 절연 강화

• 절연 물질 개선, 절연 거리를 늘려서 전기적 스트레스를 줄임

✅ 서지 보호 장치(SPD) 사용

• 낙뢰나 개폐 서지에 의한 과전압을 억제하는 장치 설치

✅ 환경 개선

• 바닷가, 공장 지역 등 오염이 심한 곳에서는 특별한 절연 대책 적용

섬락이란? (출처: zoeuu 네이버 블로그)

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📌 정리

• 섬락은 절연체 표면을 따라 방전이 일어나는 절연 파괴 현상
• 습도, 오염, 과전압, 절연체 노후화 등이 원인
• 공기 중 섬락, 표면 섬락, 내부 절연 파괴 등으로 구분
• 정기적인 절연체 세척, 절연 강화, 방전 방지 장치 사용 등의 방법으로 방지 가능

전기 설비에서 섬락이 발생하면 단락 사고, 화재, 설비 손상으로 이어질 수 있어서 주의해야 합니다! 🚨

 

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섬락(閃絡)은 여러 가지 형태로 나뉘며, 특히 뇌섬락과 역섬락은 전력 설비에서 중요한 개념입니다. 

따라서 각각의 섬락 종류를 자세하게 정리해보겠습니다.

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⚡ 1. 뇌섬락(雷閃絡, Lightning Flashover)

낙뢰(雷)가 전력 설비에 유입되면서 발생하는 섬락

✅ 발생 원인

• 낙뢰로 인해 고압 송전선, 변압기, 애자(절연체) 등에 순간적인 과전압이 발생
• 절연체가 버티지 못하고 방전이 일어나면서 섬락이 발생
• 특히 송전선 주변의 공기 절연이 파괴되면서 대지(땅)로 전류가 흐르게 됨

✅ 뇌섬락 방지 대책

• 피뢰기(서지 보호 장치) 설치: 과전압을 방전하여 기기를 보호
• 가공지선(OHGW, Overhead Ground Wire) 설치: 송전선 위에 접지된 전선을 깔아 낙뢰를 직접 맞도록 유도
• 절연 거리 증가: 전력 설비의 절연 성능을 강화

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🔄 2. 역섬락(逆閃絡, Back Flashover)

낙뢰가 송전철탑(철탑 본체)에 떨어져 발생하는 섬락

역섬락

✅ 발생 원인

• 낙뢰가 송전철탑(탑 자체)에 떨어지면 엄청난 전류가 철탑을 통해 대지로 방전됨
• 이때 철탑과 애자(절연체) 사이에서 전위 차이가 발생하여, 애자를 통해 역으로 섬락이 발생
• 즉, 애자의 절연 내력이 부족할 경우, 철탑에서 전선 쪽으로 방전이 일어남

✅ 역섬락 방지 대책

• 접지 저항 감소 -> 매설지선 설치: 철탑의 접지 저항을 낮춰 낙뢰 전류를 빠르게 대지로 흘려보냄
• 애자의 절연 강도를 높임: 역섬락을 방지할 수 있도록 애자의 절연 성능을 강화
• 피뢰기 설치: 애자가 견디지 못할 경우 피뢰기를 통해 방전이 이루어지도록 유도

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🌫️ 3. 오염 섬락(汚染閃絡, Pollution Flashover)

애자나 절연체가 오염물질(먼지, 염분 등)로 덮였을 때 발생하는 섬락

✅ 발생 원인

• 공장 지역, 바닷가, 황사 지역 등에서 애자 표면이 먼지나 염분으로 오염됨
• 비가 오거나 습기가 많아지면 오염된 절연체 표면에 전류가 흐르며 절연 성능이 저하됨
• 일정 수준 이상 전압이 가해지면 섬락이 발생

✅ 오염 섬락 방지 대책

• 애자 세척 및 유지보수: 정기적으로 절연체를 세척하여 오염을 제거
• 실리콘 코팅 적용: 절연체 표면에 오염 방지용 실리콘을 코팅
• 방오형 애자(내오염 애자) 사용: 오염에 강한 절연체 사용

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🔌 4. 개폐 섬락(開閉閃絡, Switching Flashover)

고전압 차단기 개폐 시 발생하는 섬락

✅ 발생 원인

• 고전압 개폐기(차단기)에서 전류를 차단할 때 순간적으로 과전압(서지)이 발생
• 이 과전압이 절연 성능을 초과하면 절연 파괴가 일어나 섬락 발생

✅ 개폐 섬락 방지 대책

• 서지 억제 장치 설치: 개폐 시 발생하는 과전압을 억제
• 개폐 속도 조절: 차단기의 개폐 속도를 조절하여 과전압 발생을 줄임

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💨 5. 코로나 방전과 섬락

코로나 방전 (출처: 네이버 지식백과)

코로나 방전과 섬락은 다른 개념이지만, 종종 관련이 있음

✅ 코로나 방전(코로나 방전은 섬락이 아님)

• 전선 주변의 전기장이 강할 때 공기 중에서 부분적인 방전이 일어나는 현상
• 일반적으로 완전한 절연 파괴가 아니라 낮은 에너지 방전이지만, 코로나 방전이 지속되면 절연체가 손상되어 섬락이 유발될 수 있음

 

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🔥 정리

섬락 종류

 

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섬락은 전력 시스템에서 매우 중요한 문제입니다. 섬락 중에서도 뇌섬락과 역섬락은 전력 설비에서 중요한 개념입니다. '섬락'의 의미와 종류, 방지 대책에 대해 알아보았고, 추가로 섬락은 아니지만 관련이 높은 코로나 방전에 대해서도 간단하게 알아보는 시간을 가졌습니다. 전력공학을 공부하시면서 참고자료로써 이해에 도움이 되었길 바랍니다! 

 

 

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