방열 채움재 적용을 통한 지중관로 송전케이블의 송전용량 증대 방안에 대한 수치적 평가 = Numerical Study on the Ampacity Enhancement of Pipe-Type Underground Transmission Cable through the Thermal Interface Material

국문 초록 (Abstract)

현대 도시의 지속적인 전력 수요 상승과 함께, 전력 케이블의 송전용량 증대가 주요한 공학적 관심의 대상이 되고 있다. 본 연구에서는 방열재의 적용을 통한 지중관로 송전케이블의 송전용량 증대 효과를 수치적으로 평가한다. 구체적으로, 케이블의 열전달 특성을 반영한 2차원 단면 모델을 활용하여 송전케이블의 열해석을 수행하고 송전 시 허용 가능한 열방출률의 증분을 추산하였다. 또한, 이러한 방열재를 케이블 둘레에 시공하는 방안을 평가하기 위해 열해석 및 열유동해석을 수행하였으며, 이를 통해 최적의 시공 방안을 도출하고자 하였다. 수치해석 결과 열선을 통한 방열재의 시공이 가능할 것으로 평가되었으며, 이를 통해 상당량의 송전용량 증대를 달성할 수 있을 것으로 판단되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Owing to the soaring electricity demand in modern metropolitan areas, ampacity enhancement of transmission cables is garnering attention. In this study, we numerically assess the feasibility of the pipe-type underground transmission cable ampacity enhancement by applying a thermal interface material. Specifically, we conduct thermal analysis using a two-dimensional cross-section model that reflects the thermal characteristics of the transmission cable, aiming to analyze the increase in maximum heat transfer from the conductor during power transmission. We also performed thermal and thermo-fluid analysis to find the optimal method to apply the thermal interface material around the transmission cable. Results of the study show that such an interface material can be successfully spread using hot wires and can contribute to the significant enhancement of ampacity in transmission cables.