송전선로 코로나 현상이란 무엇인가? & 예상문제 3문

송전선로 코로나 현상이란 무엇인가? & 예상문제 3문

전기기사 시험에 자주 나오는 핵심 개념 정리

송전선로를 공부하다 보면 코로나 현상이라는 용어가 자주 나옵니다.
처음 들으면 이름 때문에 바이러스와 관련된 말처럼 느껴질 수 있지만, 전기공학에서의 코로나는 고전압 송전선 주위 공기가 부분적으로 절연 파괴되면서 나타나는 현상을 말합니다.

이번 글에서는
코로나 현상의 의미, 발생 원인, 영향, 방지 대책까지 한 번에 이해할 수 있도록 정리해보겠습니다.

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1. 코로나 현상이란?

코로나 현상(Corona discharge) 이란
송전선로의 전압이 매우 높아져서 전선 주위 공기의 절연이 부분적으로 파괴되고, 그 결과 미약한 방전이 일어나는 현상입니다.

즉, 전선 주변 전기장이 너무 강해지면
원래는 절연체 역할을 해야 하는 공기가 견디지 못하고
부분적으로 이온화되면서 방전이 일어나게 됩니다.

이때 다음과 같은 현상이 함께 나타날 수 있습니다.

• 전선 주변에서 푸른빛 또는 보랏빛의 미약한 발광
• 지지직, 치익 같은 소음
• 오존 냄새 발생
• 전력 손실 증가

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2. 왜 코로나 현상이 발생할까?

코로나 현상의 핵심 원인은
전선 표면의 전위 경도(전기장 세기)가 공기의 절연 내력을 초과하기 때문입니다.

쉽게 말하면:

• 전압이 너무 높고
• 전선이 너무 가늘거나
• 전선 표면이 거칠거나
• 전선 간격이 적절하지 않으면

전선 주변 전기장이 매우 강해집니다.
그러면 공기가 버티지 못하고 방전이 시작됩니다.

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3. 코로나 현상이 잘 생기는 조건

코로나는 다음 조건에서 잘 발생합니다.

① 송전전압이 높을수록

전압이 높아질수록 전선 주변 전기장이 강해져 코로나 발생 가능성이 커집니다.

② 전선의 굵기가 가늘수록

전선 반지름이 작으면 표면 전위 경도가 커져 코로나가 쉽게 발생합니다.

③ 전선 표면이 거칠수록

전선 표면이 매끈하지 않고 상처가 있거나 오염되어 있으면 특정 부분에 전기장이 집중되어 방전이 쉬워집니다.

④ 전선 간격이 좁을수록

전선 사이 거리가 너무 좁으면 전기장이 강해져 코로나가 발생하기 쉬워집니다.

⑤ 날씨가 나쁠수록

비, 안개, 습기, 먼지 등이 많으면 공기 상태가 나빠져 코로나가 더 쉽게 나타납니다.

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4. 코로나 현상으로 생기는 문제점

코로나 현상은 단순히 빛이 나는 현상으로 끝나지 않고 여러 가지 문제를 일으킵니다.

① 코로나 손실 발생

코로나 방전 과정에서 전기에너지가 소모되어 전력 손실이 발생합니다.
이를 코로나 손실이라고 합니다.

② 통신 장애 유발

방전 시 발생하는 고주파 성분 때문에
인근 통신선에 유도장해를 일으킬 수 있습니다.

③ 소음 발생

송전선 주변에서 치직치직, 지지직 하는 소음이 발생할 수 있습니다.

④ 오존 발생

공기가 이온화되면서 오존이 발생합니다.
지속되면 설비 재질에 좋지 않은 영향을 줄 수 있습니다.

⑤ 절연 열화 촉진

장기간 코로나가 계속되면 애자나 절연물의 열화를 촉진할 수 있습니다.

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5. 코로나 현상의 장점도 있을까?

시험에서는 주로 단점 위주로 나오지만, 이론적으로는 한 가지 긍정적인 면도 있습니다.

송전선의 과전압을 어느 정도 완화

코로나가 발생하면 일부 에너지가 방전 형태로 소모되므로
이상 과전압을 다소 완화하는 효과가 있을 수 있습니다.

하지만 실제로는 손실과 장해가 더 크기 때문에
보통은 억제해야 할 현상으로 봅니다.

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6. 코로나 방지 대책

코로나를 줄이기 위한 대표적인 방법은 다음과 같습니다.

① 굵은 전선 사용

전선 반지름을 크게 하면 전선 표면의 전위 경도가 낮아져 코로나 발생이 줄어듭니다.

② 복도체 사용

한 가닥 대신 여러 가닥을 묶은 복도체를 사용하면
등가 반지름이 커지는 효과가 있어 코로나를 줄일 수 있습니다.

③ 전선 간격을 넓힘

전선 사이 거리를 적절히 넓혀 전기장 집중을 줄입니다.

④ 전선 표면을 매끈하게 유지

표면이 거칠거나 손상된 부분은 전기장을 집중시키므로
전선 상태를 양호하게 유지하는 것이 중요합니다.

⑤ 적절한 송전전압 및 설계 적용

환경 조건과 송전 용량에 맞는 적절한 전선 규격과 설계를 적용해야 합니다.

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7. 시험에 자주 나오는 핵심 암기 포인트

시험에서는 보통 다음처럼 정리해서 기억하면 좋습니다.

코로나 현상 정의

송전선로에서 전선 주위 공기의 절연이 부분적으로 파괴되어 미약한 방전이 일어나는 현상

코로나 발생 조건

• 고전압
• 가는 전선
• 작은 선간거리
• 거친 전선 표면
• 악천후

코로나 영향

• 코로나 손실
• 소음 발생
• 오존 발생
• 통신 장애
• 절연 열화

코로나 방지법

• 굵은 전선 사용
• 복도체 사용
• 선간거리 증가
• 전선 표면 평활화

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8. 쉽게 이해하는 한 줄 정리

코로나 현상은
“고전압 송전선 주위의 공기가 버티지 못하고 부분 방전하는 현상” 입니다.

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9. 마무리

송전선로의 코로나 현상은
고전압 송전에서 매우 중요한 개념입니다.
단순히 “빛나고 소리 나는 현상” 정도로 외우기보다,
왜 생기고 어떤 문제를 일으키며 어떻게 방지하는지를 함께 이해해야 시험에서도 정확히 풀 수 있습니다.

특히 전기기사 시험에서는
발생 원인, 영향, 방지 대책이 자주 출제되므로
반드시 세트로 정리해 두는 것이 좋습니다.

 

기출형 예상문제 3선

문제 1

송전선로에서 코로나 현상에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

1. 전선 내부에서만 발생하는 과열 현상이다.
2. 전선 주위 공기의 절연이 파괴되어 발생하는 부분 방전 현상이다.
3. 변압기 철심의 자화 포화로 인해 생기는 현상이다.
4. 배전선로의 단락으로 인해 차단기가 동작하는 현상이다.

정답: 2번

해설:
코로나 현상은 고전압 송전선 주위 공기의 절연이 부분적으로 파괴되어 발생하는 방전 현상입니다. 전선 내부 과열이나 변압기 포화와는 관계가 없습니다.

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문제 2

송전선로의 코로나 현상을 감소시키는 방법으로 가장 적절한 것은?

1. 전선의 지름을 작게 한다.
2. 선간거리를 좁힌다.
3. 복도체를 사용한다.
4. 송전전압을 높인다.

정답: 3번

해설:
복도체를 사용하면 등가 반지름이 커져 전선 표면의 전위 경도가 낮아지므로 코로나 발생을 줄일 수 있습니다.
반대로 전선 지름을 작게 하거나 선간거리를 좁히면 코로나는 더 쉽게 발생합니다.

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문제 3

코로나 현상에 의한 영향으로 옳지 않은 것은?

1. 코로나 손실이 발생한다.
2. 통신선에 유도 장해를 줄 수 있다.
3. 오존이 발생할 수 있다.
4. 송전 효율이 항상 향상된다.

정답: 4번

해설:
코로나 현상은 전력 손실과 소음, 오존 발생, 통신 장애 등을 일으키므로 일반적으로 송전 효율을 떨어뜨립니다.
따라서 “송전 효율이 항상 향상된다”는 틀린 설명입니다.