1. 개요
- 정의: 전력선에 흐르는 영상전류($3I_0$)와 통신선 사이의 상호 인덕턴스($M$)에 의한 전자기 결합으로 인해 통신선에 유도되는 전압임.
- 발생 원인: 송전선로의 지락 사고 등으로 인해 큰 영상전류가 흐를 때, 통신선과의 쇄교 자속 변화가 원인이 됨.
2. 전자유도전압의 크기 산출
전자유도전압($E_m$)은 전력선과 통신선의 병행 길이($l$)와 상호 인덕턴스에 비례함.
$$E_m = -j\omega M \cdot l \cdot (I_a + I_b + I_c) = -j\omega M \cdot l \cdot (3I_0)$$
- $\omega$: 각주파수 ($2\pi f$)
- $M$: 상호 인덕턴스 $[H/km]$
- $l$: 전력선과 통신선의 병행 길이 $[km]$
- $3I_0$: 영상전류 (기류 전류)
3. 통신선에 미치는 영향
- 통신 잡음: 통신 품질 저하 및 잡음 발생.
- 기기 오동작: 통신 기기의 논리 회로 간섭으로 인한 에러 발생.
- 절연 파괴: 고전압 유도로 인한 통신 설비의 절연 손상.
- 인체 감전: 통신 선로 작업자 및 사용자의 안전 위협.
4. 차폐선의 차폐 효과 및 실제 적용
차폐선을 설치하면 전력선과 차폐선 사이의 상호 유도로 인해 역방향 전류가 흐르며 유도전압을 상쇄함.
- 차폐계수($\lambda$): 차폐선이 있을 때와 없을 때의 전압 비.$$\lambda = \frac{E_s \text{ (차폐선 있을 때)}}{E_s \text{ (차폐선 없을 때)}} = \left| 1 – \frac{Z_{1s} \cdot Z_{2s}}{Z_{12} \cdot Z_s} \right|$$
- 실제 적용 및 효율 향상:
- 차폐선은 전력선 위에 설치하며, 일반적으로 $Z_{12} \approx Z_{1s} \approx Z_{2s}$로 간주하여 $\lambda = \left| 1 – \frac{Z_s}{Z_s} \right|$의 형태를 가짐.
- 대책: 차폐선의 자기 임피던스($Z_s$)를 낮추기 위해 차폐선 접지저항($Zs$)을 최대한 낮추는 것이 차폐 효율 향상의 핵심임.
5. 종합 저감 대책
| 구분 | 대책 내용 |
| 전력선측 (멀·접·고·차·교·연) | 거리 멀리, 접지방식 채택, 고속도 차단, 차폐선 설치, 직각 교차, 연가 충분히 시행 |
| 통신선측 (차·중·배·피·필) | 차폐케이블 사용, 중계코일 설치, 배류코일, 피뢰기 설치, 필터 설치 |