한전이 친환경·고내열 특성의 절연소재를 적용한 송전용량 증대를 실현할 수 있는 154kV 친환경 전력케이블 (PP)의 도입을 적극 추진하고 있다.

이번에 도입을 추진하는 친환경 고온 절연 PP 전력케이블은 기존케이블 대비, 허용전류가 9~13%의 송전용량 증대 효과 뿐만 아니라 제조 공정상 가교공정에 소비되는 전력량의 감축에 따른 온실가스 저감 가능과 함께 절연체 재활용이 가능한 탄소중립에 기여할 수 있는 장점을 가지고 있다.

한전은 ‘친환경 비가교 절연 기술을 적용한 154kV급 전력선 개발’ 국책과제의 주관기관으로 수행기관인 일진전기와 함께 폴리프로필렌(PP)을 적용한 새로운 절연체로 친환경은 물론 송전용량 증대라는 두 마리 토끼를 잡는 획기적인 초고압급 전력케이블 개발·적용을 진행하고 있다.

한전 송변전건설처 서철수 처장은 “한전이 투자에 참여한 이번 개발 제품은 친환경 정책에 부합할 뿐 아니라 기존 대비 높은 성능(송전용량, 운송길이 등)을 보유하고 있어 향후 사업화하여 활용할 경우 많은 장점을 보유하고 있다”며 “케이블의 상시 사용온도 증가시 154kV급 케이블 기준 동일 규격 대비 약 10% 이상의 허용전류 상승이 가능하며 이는 곧 도체의 소구경화를 통해 케이블 규격을 축소하여 적용할 수 있는 장점이 있다. 케이블 규격 축소시 외경 축소 및 중량 감소에 따른 케이블 운송길이 증가, 접속개소 감소에 따른 선로의 신뢰성 향상, 송전선로 건설비용 절감이 가능하다”고 강조했다.

한편 한전은 이달중 154kV 송전급 실증특례 신청 준비 중이며 올해 안에 승인과 함께 한전의 전력계통 연계 시범운영 실증을 통한 국내 규격 표준화 기준을 마련할 계획이다. 

한전, 초고압급 친환경 新절연체 전력케이블 도입 박차
도체 소구경화 통해 케이블 규격 축소 적용 장점
정부 2050 탄소중립 정책 부응 위해 다각적노력

한전에서는 정부의 2050 탄소중립 정책에 부응하기 위하여 154kV 친환경 전력케이블의 국내 도입을 추진하고 있다. 전력기기 분야 핵심요소 중 하나인 전력케이블은 우리가 사용하고 있는 전기를 생산지인 발전소에서 수요지인 일반 가정이나 공장까지 운반하는 역할을 담당한다.

◆전력케이블, 인체로 비유하면 혈관

전력케이블은 인체로 비유하면 혈관이라고 할 수 있다. 혈관이 막히면 신체에 이상이 발생하듯이 전력케이블은 고장발생시 정전에 의해 공장의 가동정지 등의 문제로 이어질 수 있으므로 높은 신뢰성과 안정성이 요구된다. 따라서 신기술을 융합한 새로운 전력 기자재의 도입은 국내·외 기술규격에 의거 성능시험 및 장기간의 안정성 검증 후에야 사용할 수 있다.
현재 송전급 전력케이블은 절연내력이 높고 비교적 장기간 안정성이 검증된 가교폴리에틸렌(XLPE) 기반 절연체를 적용하고 있다. 가교폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 내열성 한계에 따라 가교공정이 필요하며, 이러한 가교공정에 따른 메탄가스, 이산화탄소 등과 같은 가교부산물 발생이 불가피하다. 또한 가교부산물이 절연체 내에 잔존 시 절연파괴로 이어질 수 있으므로 가교부산물을 제거하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.

◆한전, 송전급 전력케이블의 친환경화 앞장

한전은 이러한 한계점을 극복함과 동시에 정부의 탄소중립 정책의 일환으로 지난 2017년부터 2020년까지 국책과제 ‘친환경 비가교 절연 기술을 적용한 154kV급 전력선 개발’의 주관기관으로서 공동 투자자로 참여한 일진전기와 함께 송전급 전력케이블의 친환경화에 앞장서 왔다.
친환경 전력케이블은 절연체로 폴리프로필렌(PP)을 적용하여 기존 절연체와 동등 수준의 절연내력을 가지며, 내열성이 높아 가교공정이 불필요하며 상시 사용온도(90℃→110℃)를 높일 수 있어 송전용량 증대가 가능한 장점이 있다. 또한 가교공정 불필요에 따른 가교부산물 발생이 없으며, 제조공정상 가교공정에 소비되는 전력량의 감축에 따른 온실가스 저감이 가능할 뿐만 아니라 케이블 사용연한 종료 후 절연체를 전량 재활용할 수 있는 장점이 있다.

◆한전-일진전기 협업, 친환경 전력케이블 개발 완료

한전에서는 해당 친환경 전력케이블은 국책과제를 일진전기와 협업을 통하여 개발 완료하였으며, 현재 일진전기에서는 실제 선로에 적용하기 위한 장기신뢰성 검증 시험을 6개월 동안 수행하고 있다고 전했다. 이는 케이블의 30년 수명을 보증하는 수준의 시험조건을 적용하여 수행되고 있으며 올해 하반기 내에 종료될 예정이다.
친환경 전력케이블의 국내 시범적용 및 사업화 추진에 앞서, 현재 한국전기설비규정(KEC) 내에는 신규 개발된 친환경 전력케이블의 절연체가 포함되어 있지 않아 사업화 추진에 걸림돌로 작용하고 있다. 한전 송변전건설처 서철수 처장은 이러한 이슈를 해결하기 위하여 패스트트랙을 적용하고자 일진전기와 협업하여 산업부에 실증특례신청(6월) 중에 있으며, 해당 실증특례승인을 바탕으로 국내 시범적용을 통해 신뢰성 및 안전성을 검증하고 그 결과를 바탕으로 P.P 절연체 국내규격을 마련함으로서 신기술 보유 국내 기업의 국내외 판로 개척 및 탄소중립 조기 전환을 위한 지원을 지속해 나갈 계획이다.