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The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

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The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

KIEE Vol. 75, No. 8, p.1887-1892

ISSN (print) :

1975-8359

ISSN (online) :

2287-4364

Received : 29 Jun. 2026Revised : 16 Jul. 2026Accepted : 24 Jul. 2026

DOI :

10.5370/KIEE.2026.75.8.1887

지중 배전 케이블의 열화 진단 신뢰도 향상을 위한 기존 및 개정 Index R 통계적 분석

Statistical Analysis of Conventional and Revised Index R for Reliable Degradation Diagnosis in Underground Distribution Cables

김가현 (Ga-Hyun Kim) ^*iD 서예슬 (Ye-Seul Seo) ^*iD 임장섭 (Jang-Seob Lim) ^†iD

(Department of Marine Electronics, Communication, Computer Engineering, Mokpo National Maritime University, Korea.)

^†Corresponding Author : Professor, Division of Marine Mechatronics, Mokpo National Maritime University, Korea. E-mail : janylim@mmu.ac.kr

License :

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

This paper compares the MMU Index R with the newly proposed KEPCO Index to improve insulation diagnostics for underground distribution cables. The MMU Index R, used in Very Low Frequency (VLF) tanδ diagnostics, relies on the Skirt factor, which was unobtainable for about 15% of the field data studied. The KEPCO Index excludes this volatile factor, applying instead the trend line slopes and standard deviations of Tangent Delta (TD) and its differential (DTD) as weights. Across about 6,000 field data points, the indices differed in virtual versus trend line use, normalization, and Skirt factor use. Some data judged defective by the MMU Index R were judged normal by the KEPCO Index; for these, DTD lay solely within Grade C to E. Such discrepancies could misclassify a defective cable as normal, a latent risk to supply stability. Whether this stems from the KEPCO Index design or from Skirt calculation errors remains unclear, requiring further study of the groups where the indices disagree.

Key Words

Water tree, VLF tanδ, MMU Index R, Kepco Index, Skirt factor

1. 서 론

지중배전케이블은 도시 미관 개선, 날씨 및 외부 환경으로부터의 보호, 전자기장 방출 감소 등의 장점으로 인해 전력 배분망에서 널리 사용되고 있다^[1]. 그러나 케이블이 지중에 매설되어 있다는 특성상 고장 발생 시 육안 검사가 불가능하고, 수리 및 교체에 막대한 시간과 비용이 소요된다. 특히 케이블 절연 열화가 진행됨에 따라 예고 없는 정전 사고가 발생할 수 있어, 지중배전케이블의 절연 상태를 정확하게 진단하는 것은 안정적인 전력 공급을 보장하기 위해 필수적이다^[2].

가교폴리에틸렌(Cross-linked polyethylene, XLPE)은 우수한 내열성, 전기적 특성 및 기계적 강도로 인해 지중전력케이블의 절연재로 가장 널리 사용되고 있다^[3]. XLPE 케이블의 이론적 수명은 일반적으로 20~30년이지만, 실 운전 환경에서는 다중 스트레스의 복합 작용에 의해 실제 서비스 수명이 설계 수명보다 현저히 낮아지는 경우가 많다. 특히 방수층이 없는 배전용 케이블의 경우, 외부로부터의 수분 침투에 취약하여 수트리(water tree) 열화에 의한 조기 고장이 보고되어 왔다^[4- ^5].

수트리는 고분자 절연재 내부에 형성되는 나무모양의 미세결함으로, AC 전계와 수분의 공존 조건에서 발생 및 성장한다^[6]. 1960년대 후반 습한 환경에 매설된 XLPE 케이블에서 조기 고장률이 높아지는 현상이 보고되었고, 이후 현미경 관찰을 통해 절연체 내부에 물로 채워진 나무모양의 수트리가 형성되어 있음이 밝혀졌다. 수트리는 주로 전계 방향으로 성장하며, 그 성장 및 발생 과정에서 부분방전이나 발광이 관측되지 않는 것이 특징이다^[7- ^8].

수트리의 발생 및 성장 메커니즘에 대해서는 기계적 손상 이론, 전기화학적 이론, 화학적 포텐셜 이론 등 여러 가설이 제시되어 왔으나, 현재까지도 지배적인 메커니즘에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다^[6]. 일반적으로 수트리 성장에는 전계의 세기 및 주파수, 수분 함량, 온도, 이온 농도, 첨가제 등이 복합적으로 작용하는 것으로 알려져 있다^[9]. 수트리 열화가 진행됨에 따라 절연체의 절연 파괴 전압이 현저히 저하된다. 특히 수트리가 절연체를 관통하는 경우, 또는 수트리 선단부의 높은 전계 집중에 의해 전기트리(electrical tree)로 전이될 수 있다^[5]. 전기트리는 절연체 내부의 결함, 공극, 돌출부 등에서 국부적으로 높은 전계에 의해 발생하는 방전 채널로, 부분방전에 의해 절연재가 점진적으로 침식되면서 형성된다^[10]. 전기트리는 수트리와 달리 채널 내에서 지속적인 부분방전이 수반되며, 일단 발생하면 그 전파를 억제하기 어려워 수시간 내에 절연 파괴로 이어질 수 있다^[11].

2. VLF tan$\delta$ 측정

지중배전케이블의 주요 열화 메커니즘인 수트리 및 전기트리를 조기에 검출하고 그 열화 정도를 정량적으로 평가하는 것은 케이블의 잔여 수명 추정과 예방적 유지보수를 위해 매우 중요하다^[2]. 이를 위해 한국전력공사(KEPCO)는 초저주파(VLF) tan$\delta$ 측정 기법을 도입하여 케이블의 절연 열화를 평가하고 있다. VLF tan$\delta$ 측정법은 0.1 Hz의 저주파 정현파 AC 전압을 케이블에 인가하여 절연체의 유전 손실을 평가하는 방법으로, 수트리가 존재할 경우 유전 손실이 증가하여 tan$\delta$ 값이 상승하는 원리를 이용한다.

현장 진단에 상용주파수(60Hz) 대신 0.1 Hz를 사용하는 이유는 두 가지이다. 첫째, 케이블은 정전용량성 부하로서 시험전압 인가에 필요한 무효전력이 주파수에 비례하여 0.1Hz에서는 60Hz 대비 요구 전원용량이 약 1/600로 감소하여 소형 장비로 장긍장 케이블의 현장 시험이 가능하다^[12]. 둘째, 수트리 열화부는 수분과 이온에 기인한 계면분극으로 저주파 영역에서 유전손실 증가가 두드러지므로, 0.1 Hz에서의 tan$\delta$ 측정은 상용주파 측정 대비 수트리 검출 감도가 높다^[12- ^13]. 상용주파수 기준의 tan$\delta$ 시험 및 허용 기준은 IEC 60502-2에 규정되어 있으나, 이는 신품 케이블의 공장시험에 적용되는 기준이다^[14]. 반면 현장에 포설된 케이블의 열화 진단에는 0.1 Hz 초저주파 전압을 이용하는 VLF tan$\delta$ 측정이 적용되며, 그 측정 방법과 판정 기준은 IEEE Std 400.2에 규정되어 있다^[12, ^14]. 본 논문에서 다루는 판정 기준은 모두 0.1Hz VLF 측정값에 대한 기준이다.

그림 1은 VLF tan $\delta$의 측정원리를 나타낸다. 정상적인 케이블에서는 tan $\delta$는 위상차가 90°인 정현파 형태를 나타내지만, 수트리가 발생한 케이블은 전류의 위상이 변화하여 위상차가 발생한다. VLF tan $\delta$는 위상차를 통해 케이블 수트리 열화 진행상태를 진단하는 방법이다.

그림 1. VLF tan$\delta$의 측정원리

Fig. 1. VLF tan$\delta$ measurement principle

2.1 VLF tan$\delta$ 측정기준

VLF tan$\delta$를 활용한 케이블 수트리 진단 기준은 여러 연구자와 표준화 기구를 거치며 지속적으로 발전해 왔다. M. Baur는 VLF tan$\delta$ 측정값과 내전압 시험 결과를 비교 분석하여 최초의 상태 판정 기준을 제안한 바 있다^[15].

2001년에 발행된 IEEE Std 400-2001은 케이블 열화 수준을 평가하기 위한 체계를 표 1과 같이 제시하였다. 이 표준에서는 1.0U₀와 2.0U₀ 두 가지 전압조건에서 측정된 tan$\delta$ 값의 차분(Differential tan$\delta$)과 2.0U₀에서의 tan$\delta$ 절댓값을 기준으로 삼아, 케이블 상태를 Good, Aged, Highly-degraded의 세 등급으로 분류하였다. 여기서 U₀는 케이블 도체와 차폐층 사이의 상전압을 의미하며, 본 연구에서 다루는 22.9kV 3상 케이블의 경우 U₀는 13.2kV에 해당한다^[14]. 이후 2013년에 개정된 IEEE Std 400.2-2013에서는 측정 인자를 세 가지로 확장하였다. 측정값의 산술평균인 TD(Tangent delta), 전압 구간 간 평균값 차이를 나타내는 DTD(Difference tangent delta), 그리고 반복 측정된 tan$\delta$ 데이터의 표준편차에 해당하는 TDTS(Tangent delta temporal stability)를 도입하여 다각적인 진단을 가능케 하였다. 표 2는 IEEE Std 400.2-2024를 나타낸 것으로, 2024년 개정판에서는 TDTS는 SDev로, DTD는 TU로 명칭이 변경되었다^[2, ^15].

표 1. IEEE Std. 400-2001 판정기준

Table 1. IEEE Std. 400-2001 criteria

tan $\delta$ at 2U₀	Differential of tan $\delta$ (tan $\delta$2.0U₀ – tan $\delta$1.0U₀)	Assess- -ment
< 1.2 $\times$ 10⁻³	< 0.6 $\times$ 10⁻³	Good
> 1.2 $\times$ 10⁻³	> 0.6 $\times$ 10⁻³	Aged
> 2.2 $\times$ 10⁻³	> 1.0 $\times$ 10⁻³	Highly- degraded

표 2. IEEE Std 400.2-2024 판정기준

Table 2. IEEE Std 400.2-2024 criteria

Condition assessment	TD time stability (SDev) measured by standard deviation at U₀ [10^-3]		Tip up (TU) (difference in mean TD) between 0.5U₀ and 1.5U₀ [10^-3]		Mean TD at U₀ [10^-3]
No action required	< 0.1	and	< 5	and	< 4
Further study advised	0.1 to 0.5	or	5 to 80	or	4 to 50
Action required	> 0.5	or	> 80	or	> 50

국내에서는 KEPCO가 2009년에 IEEE 400 시리즈를 참고로 하여 최초의 케이블 열화 판정 기준을 마련하였고, 표 3과 같이 2012년에는 국내 운전 조건에 적합한 자체 진단 기준을 구축하였다. 이 기준하에서는 TD, DTD, STDEV, Skirt 등 다양한 판정 인자를 종합적으로 활용하여 케이블 열화 등급을 A급부터 F급까지 6단계로 세분화하여 평가하였다^[16].

2013년 개정에서는 열화 평가 방식이 한층 진보되었다. TD, DTD, Skirt 세 가지 인자 데이터를 기반으로 3차원 행렬(3D matrix)을 구성하고, 이로부터 도출된 각 진단 인자의 물리적 의의는 다음과 같다. TD는 6~10회 반복 측정된 tan$\delta$ 값의 산술평균으로서, 절연체 전체의 평균 유전손실 수준을 반영한다. TD 값이 증가할수록 절연체 내부의 열화 진행 정도가 심화되었음을 시사한다. DTD는 1.5 U₀와 0.5 U₀ 조건에서 각각 산출된 TD의 차분값으로, 전계 강도 변화에 따른 유전손실의 변동성, 즉 전계 의존성을 나타낸다. DTD가 클수록 케이블 절연체의 전계 의존적 열화가 심각함을 의미한다. TDTS(또는 SDev)는 동일 전압에서 반복 측정한 tan$\delta$ 값의 표준편차로, 측정 시간 동안 tan$\delta$가 얼마나 안정적인지를 정량화한다. 이 지표가 증가하면 tan$\delta$ 데이터가 비선형적 변동 추세를 보이며 절연체 내부의 결함이 존재할 가능성이 높아진다. DEV는 반복 측정된 tan$\delta$의 최댓값과 최솟값 간 편차로, 측정 기간 동안 tan$\delta$ 값의 변동 폭을 평가한다. DEV 값이 크다는 것은 절연체 내 미세 수분 이동이나 전계 불균일성이 발생했을 가능성을 암시한다^[2]. Skirt 인자는 연속 측정된 tan$\delta$ 값들의 시간적 안정성을 판단하기 위해 설계된 지표이다. 측정 데이터 중 최댓값과 최솟값을 연결하는 가상선을 도출하고, 이 가상선으로부터 각 측정점의 편차를 산출하여 Skirt 값을 계산한다. 무효 데이터와 유효 데이터를 산술적으로 구분하기 위해 도입되었으며, 단기간 내 tan$\delta$ 상태의 변화량을 표현하는 역할을 한다.

VLF tan$\delta$ 판정 인자는 크게 전압안정성 인자와 시간안정성 인자로 대분할 수 있다. 전압안정성 인자는 인가 전압 수준에 따른 측정값 변화를 포착하는 인자로, TD와 DTD가 이에 속한다. 반면, 시간안정성 인자는 일정한 시험 전압 하에서 반복 측정된 값들의 시간적 변동을 모니터링하기 위한 인자로, DEV, Skirt, STD 등이 이 범주에 포함된다^[2].

이러한 개별 진단 인자들은 각각 절연 열화의 특정 측면만을 반영하는 한계를 지닌다. TD와 DTD는 유전손실의 수준과 전계 의존성을 나타내지만 측정값의 시간적 변동을 반영하지 못하고, 반대로 Skirt, STD 등 시간안정성 인자는 tan$\delta$의 변동 특성만을 반영한다. 이에 따라 전압안정성 인자와 시간안정성 인자를 단일 지표로 합성하여 케이블 상태를 하나의 수치로 정량화함으로써 판정의 일관성을 확보하기 위한 방안으로 다중 인자 합성 지수인 Index R이 제안되었다.

기존에 사용되던 Index R 산출 방식은 여러 진단 인자 조합 중 TD[1.5U₀], DTD, Skirt[1.5U₀] 세 가지를 선택하여 계산한다. 다만, 이 세 인자 중 어느 하나라도 산출이 불가능한 상황이 발생하면 열화 등급 판정 자체가 곤란해진다. 그러나 Skirt는 케이블 길이, 측정 환경 등 외부 요인에 따라 산출이 어려워 실제 적용에 한계가 있다^[17]. 또한, 반복 측정된 tan$\delta$ 값이 동일한 경우에 정규화하는데 필요한 변동성을 확보할 수 없어 Skirt 인자를 산출할 수 없다. 실제로 본 연구에서 분석한 국내 지중배전 케이블의 VLF tan$\delta$ 데이터에서도 약 15%의 케이블이 Skirt 인자 도출이 불가하였다^[2, ^18]. 이를 보완하기 위해 Skirt 인자 산출이 불가한 경우 DTD-DEV [1.5U₀] 조합으로 대체 평가하는 연구가 진행 중이며, 기존 세 가지 인자 조합 대비 85% 이상의 판정 일치도가 보고된 바 있다^[19].

따라서 데이터 결측 상황이나 신뢰도가 저하된 환경에서도 케이블의 절연 상태를 안정적으로 평가할 수 있도록, 기존의 한계를 보완한 새로운 인덱스 산출 및 평가 방안의 마련이 요구된다.

그림 2. Index R 의 예시

Fig. 2. Index R Diagram

표 3. KEPCO VLF tan$\delta$ 판정기준 (2012)

Table 3. KEPCO VLF tan$\delta$ criteria (2012)

3. Index R 판정기준 구분

지중 배전 케이블 상태평가 방법은 2024년 한국전력공사의 기준 개정으로 인해 기존 방식과 개정 방식으로 구분된다. 세 가지 인자를 사용하는 기존 방식은 ‘MMU Index R'로, 두 가지 인자를 사용하는 개정 방식은 'KEPCO Index'로 정의하였다. 두 지수는 산출 알고리즘에 차이가 있으므로 본 논문에서는 구분하여 비교하고자 하였다.

3.1 MMU Index R 산출방법

기존에 사용되어 왔던 MMU Index R을 산출하는 방법은 다음과 같다.

(1)

$MMU Index R = \sqrt[2]{n.TD^2 + n.DTD^2 + n.Skirt^2}$

(2)

$y' = 0.1 + 0.8 \log \frac{t}{\frac{t_{max}}{t_{min}} t_{min}}$

식 (1)에서 n은 normalization의 약자로 정규화를 의미한다. 식 (2)와 같이 측정된 데이터를 0.1부터 0.9까지 로그정규화를 진행하였으며, 이를 이용하여 기본적인 데이터의 상대정규화를 수행하였다.

(3)

$A_0 = T_i - (\frac{t_{max} - t_{min}}{N_{max} - N_{min}}) \times i$

(4)

$Y = \frac{t_{max} - t_{min}}{N_{max} - N_{min}} X + A_0$

(5)

$Skirt = \frac{t_{max} - t_{min}}{N_{max} - N_{min}} \times \frac{A_0}{Log(STDEV_{virtual} \times 10000)}$

$T_i$ : $i$ 번째에 해당하는 tan$\delta$ 값

$i$ : 측정 순서

t_max : 8개의 tan$\delta$ 측정 값 중 최대값

t_min : 8개의 tan$\delta$ 측정 값 중최소값

N_max : t_max가 위치한 x축 값

N_min : t_min이 위치한 x축 값

A₀ : 가상선의 y축 절편

STDEV_virtual : 가상점과 tan$\delta$ 값의 차이에 대한 표준편차

Skirt는 tan$\delta$ 데이터에서 최대값 (t_max), 최소값 (t_min), 해당 위치의 x축 값 (N_max, N_min), 가상선 절편 (A₀)를 이용하여 식 (3)와 같이 계산된다. 식 (4)에서 산출된 가상선을 이용해 가상점에서 VLF tan$\delta$ 간의 편차를 계산하여 Skirt값을 산출한다. 이때, $\frac{A_0}{Log(STDEV_{virtual} \times 10000)}$ 는 열화정도가 심할수록 tan$\delta$의 값이 크고 STDEV_virtual의 값은 낮게 나오는 경향을 가질수 있도록 보정한 보정변수이다. STDEV_virtual의 scale이 매우 작기 때문에 A₀와 같은 수준으로 보정하기 위해서 10,000을 곱한다. 정규화된 값을 각각 제곱하고 합산한 후 제곱근을 구하여 최종 Index R이 산출된다. 그림 3은 Skirt 인자 산출시 필요한 가상선과 KEPCO Index 산출시 필요한 추세선을 구하는 방식의 차이를 보여주기 위한 예시 그래프이다^[18- ^19].

그림 3. 추세선과 가상선의 도출 방법 예시

Fig. 3. Example of the derivation method of Trend line and Virtual line

3.2 KEPCO Index 산출방법

KEPCO에서는 2024년도에 새로운 평가기준인 KEPCO Index를 개정하였다. KEPCO Index는 Skirt 없이 TD와 DTD의 추세선 기울기 및 표준편차를 각각 가중치로 적용하여 산출된다^[17- ^19].

(6)

$KEPCO index = \sqrt[2]{TD_S^2 + DTD_S^2}$

여기서 TD_S는 TD에 TD값의 정규분포에 따른 표준편차를 더하고, 그 결과에 TD값의 추세선 기울기를 곱한 값이다. DTD_S는 DTD에 TD값의 전압별 표준편차 차이를 더하고 DTD의 추세선 기울기를 곱하여 산출된다. 케이블의 불량 판정 기준값은 19.497이다^[19].

3.3 MMU Index R과 KEPCO Index의 차이점

MMU Index R 산출시 필요한 인자인 Skirt는 증가, 감소, 진동 등 다양한 시간 안정성 패턴의 특성을 설명할 수 있다. 불규칙하게 변화하는 패턴은 케이블 절연 파괴의 전조로 알려져 있으며, Skirt 인자는 이를 효과적으로 분류하기 위해 적용된 인자이다^[19]. MMU Index R은 Skirt 산출 시 VLF tan$\delta$의 최댓값과 최솟값을 기반으로 가상선을 형성한다. Skirt는 가상선을 통해 TD 측정 데이터의 선형성을 반영하며, 가상선과 TD 데이터의 편차를 계산해 시간 안정성을 고려한다.

(7)

$\hat{y} = a x_p + A_0'$

(8)

$a = \frac{\sum x_p y}{\sum x_p^2}$

(9)

$A_0' = \frac{\sum y}{n}$

$\hat{y}$: 예측된 y값 $A_0'$: y 절편

a : 추세선의 기울기 $x_p$ : p번째 측정 순서

MMU Index R 산출시 활용되는 가상선은 단순히 tan$\delta$ 데이터의 최댓값과 최솟값만을 연결하여 기울기를 도출한다. 이러한 접근 방식은 측정 데이터가 비선형적인 변동성을 보일 경우, 실제 케이블 내부에서 발생하는 열화 진행 경향을 정확하게 추종하지 못한다는 근본적인 한계를 지닌다. 반면, 새롭게 제안된 KEPCO Index는 식 (7)에 제시된 바와 같이 최소제곱법을 기반으로 한 회귀선을 도출하여 추세선으로 활용한다. 이를 통해 변동성이 큰 Skirt 인자를 배제하고도 TD 및 DTD 데이터의 실질적인 변화 경향을 직접 반영한다. 여기서 식 (8)과 (9)은 KEPCO Index 계산 및 가중치를 산출하는데 활용된다. 산출 메커니즘 측면에서도 두 인덱스는 뚜렷한 차이를 보인다. MMU Index R 산출 시에는 정규화를 통해 서로 다른 요소인 TD, DTD, Skirt 값을 동일한 스케일로 변환하여 계산한다. KEPCO Index는 Skirt를 제외하고 TD와 DTD의 추세선 기울기 및 표준편차를 가중치로 적용하는 방식으로 산출된다.

본 논문에서는 한국전력공사의 각 사업소에서 측정된 케이블의 고장 유무에 대한 기술이 되어 있지 않은 약 6,000개의 VLF tan$\delta$ 데이터를 활용하여 Index R과 개정 Index R의 산출 방식에 따라 도출된 값들을 그림 4에 나타내었다. x축의 구분하는 선은 MMU Index R의 불량 판정 기준(0.751)이며, y축의 구분하는 선은 KEPCO Index의 불량 판정 기준(19.497)이다. 각각의 기준선을 초과하는 데이터는 불량으로 판정된다.

MMU Index R에서는 불량으로 판정되었으나 KEPCO Index에서는 정상으로 분류된 데이터에서 특정한 경향성이 관찰되었다. KEPCO Index가 정상판정 할 때, MMU Index R이 불량판정 하는 경우에 DTD 인자는 C~E 등급 구간 내에만 분포하였다. 이와 반대로 MMU Index R이 정상판정하고 KEPCO Index가 불량판정 하는 경우 DTD 인자는 A~E 등급 구간을 가졌다.

KEPCO Index는 모든 고장 데이터를 검출할 수 있는 지표들 가운데 경제성을 고려하여 채택된 기준이다. 그러나 MMU Index R이 불량으로 판정한 데이터임에도 불구하고, KEPCO Index가 이를 정상으로 분류하는 사례가 존재한다. 따라서 이러한 판정 불일치가 어디에서 기인한 것인지에 대한 원인 규명이 요구된다. 나아가 이러한 분류 결과의 차이는 결함이 있는 케이블이 잠재적으로 정상으로 오판정될 위험성을 내포하고 있다. 이는 전력 공급의 안정성에 영향을 미칠 수 있는 중대한 사안이므로, 두 지수 간의 진단 결과가 상이하게 도출되는 특정 데이터군에 초점을 맞춘 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.

그림 4. Index R 판정기준에 따른 케이블 상태 판정 결과

Fig. 4. Cable condition assessment results based on Index R criteria

4. Conclusion

본 논문에서는 케이블 진단의 신뢰성을 제고하기 위하여, MMU Index R과 한국전력공사(KEPCO)에서 제안한 KEPCO Index를 비교 및 분석하였다.

1> MMU Index R과 KEPCO Index는 가상선과 추세선의 적용 방식과 정규화 수행 여부, 그리고 Skirt 요소의 활용 등의 차이가 존재하였다.

2> KEPCO Index가 정상판정 할 때, 기존 Index R이 불량판정 하는 경우 DTD 인자는 오직 C~E 등급 구간 내에만 분포하였다. 이와 반대로 MMU Index R이 정상판정 하고 KEPCO Index이 불량판정 하는 경우 DTD 인자는 A~E 등급 구간을 가졌다.

본 연구에서 MMU Index와 KEPCO Index를 실측 데이터에 적용하여 분석한 결과, 두 지수 간 판정 결과의 불일치가 확인되었다. 이러한 판정 불일치가 KEPCO Index R의 설계상 특성에서 기인한 것인지, 혹은 Skirt 값 산출 과정의 오차에서 비롯된 것인지는 현 단계에서 명확히 규명하기 어렵다. 또한 두 지수 중 어느 하나가 우월한 평가 방법이라고 단정할 수 있는 근거 역시 충분하지 않다. MMU Index R과 KEPCO Index가 상이하게 판정하는 구간은 결함 케이블이 정상으로 오판정될 잠재적 위험을 내포하고 있다는 점에서 주목할 필요가 있다. 향후 두 지수 간의 상이한 진단 결과가 도출되는 특정 데이터군에 초점을 맞춘 연구를 진행하여 VLF TD 기반의 Index R 진단 방법에 대한 신뢰성을 높일 수 있을것으로 기대된다.

Acknowledgements

This work was supported by the Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning(KETEP) grant funded by the Korea government (MOTIE) (RS-2024-00449926)

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P. Werelius, P. Tharning, R. Eriksson, B. Holmgren, U. Gafvert, "Dielectric spectroscopy for diagnosis of water tree deterioration in XLPE cables," IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., vol. 8, no. 1, pp. 27-42, 2001.

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S. A. Ryu, M.S. thesis, Dept. of Marine Electronics, Communication and Computer Eng., "Evaluation method of VLF tan$\delta$ factor combination for MV underground cable diagnosis," Mokpo Nat. Maritime Univ., Mokpo, South Korea, 2024.

저자소개

김가현 (Ga-Hyun Kim)

She received her B.S. degree from Mokpo National Maritime University (MMU), Korea, and is currently pursuing her M.S. degree in marine electronic communication computer engineering at MMU. Her research interests include power cable insulation diagnostics, XLPE thermal degradation, reliability of marine and underground cables, and high-voltage insulation testing.

서예슬 (Ye-Seul Seo)

She received her B.S. degree from Mokpo National Maritime University (MMU), Korea, and is currently pursuing her M.S. degree in marine electronic communication computer engineering at MMU. Her research interests include transformer degradation diagnostics, cable aging detection, high voltage insulation testing, asset management, and applications of artificial intelligence (AI) in power systems.

임장섭 (Jang-Seob Lim)

He received the B.S., M.S., and Ph.D. degrees from Chonnam National University, Gwangju, in 1989, 1991, and 1996, respectively. Since 1996, he has been a Professor with Mokpo National Maritime University, Mokpo, South Korea. His research interests include high voltage (HV) power cables, insulation diagnosis using artificial intelligence (AI), life estimation of power equipment, and health index of power cables.

KIEEThe Transactions of
the Korean Institute of Electrical Engineers

The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

ISO Journal TitleTrans. Korean. Inst. Elect. Eng.

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Statistical Analysis of Conventional and Revised Index R for Reliable Degradation Diagnosis in Underground Distribution Cables

Abstract

Key Words

1. 서 론

2. VLF tan$\delta$ 측정

2.1 VLF tan$\delta$ 측정기준

3. Index R 판정기준 구분

3.1 MMU Index R 산출방법

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

3.2 KEPCO Index 산출방법

(6)

3.3 MMU Index R과 KEPCO Index의 차이점

(7)

(8)

(9)

4. Conclusion

Acknowledgements

References

저자소개

김가현 (Ga-Hyun Kim)

서예슬 (Ye-Seul Seo)

임장섭 (Jang-Seob Lim)

Article Information (continued)

Key Words

KIEEThe Transactions ofthe Korean Institute of Electrical Engineers

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ISO Journal TitleTrans. Korean. Inst. Elect. Eng.

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Statistical Analysis of Conventional and Revised Index R for Reliable Degradation Diagnosis in Underground Distribution Cables

Abstract

Key Words

1. 서 론

2. VLF tan$\delta$ 측정

2.1 VLF tan$\delta$ 측정기준

3. Index R 판정기준 구분

3.1 MMU Index R 산출방법

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

3.2 KEPCO Index 산출방법

(6)

3.3 MMU Index R과 KEPCO Index의 차이점

(7)

(8)

(9)

4. Conclusion

Acknowledgements

References

저자소개

김가현 (Ga-Hyun Kim)

서예슬 (Ye-Seul Seo)

임장섭 (Jang-Seob Lim)

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Key Words

KIEEThe Transactions of
the Korean Institute of Electrical Engineers