철도차량용 전선의 현장 절연 진단을 위한 고주파 부분방전 측정 기술의 적용

초록

2009년 7월 31일 전면 개정된 도시철도법에 의한 도시철도차량의 정밀진단지침에 따라, 25년 사용내구연한이 도래된 모든 도시철도차량에 대하여 정밀진단을 실시하고 있다. 정밀진단이란 철도차량에 대한 내구연한의 연장 가능여부를 확인할 목적으로 상태평가, 안전성평가 및 잔존수명평가를 실시하는 것을 말하며, 전기장치의 경우 추진제어장치의 주회로 전선과 보조전원전선을 대상으로 직류누설전류측정, AC 내전압 시험, 부분방전 시험을 수행하도록 규정하고 있다. 이 중 부분방전 시험은 전력기기에 대한 가장 효과적인 비파괴 절연 진단법으로서, 시험방법은 IEC60270 사양을 기반으로 규정하고 있다. IEC60270에 따른 부분방전 측정법은 외부노이즈가 차폐된 쉴드룸 내에서 40kHz ~ 2MHz 의 주파수 영역에서 측정하도록 되어 있다. 그러나 정밀진단을 위해 차량 내 설치된 전선에 대한 부분방전 시험은 옥외 현장에서 수행되며, 주변 노이즈의 영향 때문에 부분방전 검출에 충분한 감도를 얻기가 곤란하다. 본 연구에서는 철도차량 내 전선에 대한 현장 부분방전 시험법으로서 20MHz 이상의 측정 대역을 가지는 고주파 부분방전 측정법을 소개하고, 실제 현장 시험을 통하여 IEC60270에 의한 측정법과 측정 감도를 비교하였다. 시험 결과를 토대로 정밀진단지침에서 규정하고 있는 철도차량용 전선에 대한 부분방전 시험법의 개선 방향을 제시하였다.