송전 케이블의 지중 및 지상설치 비교연구

Abstract

전력계통은 발전소, 변전소, 송·배전선 및 부하가 일체로 되어 전력의 생산 및 소비가 이루어지는 시스템이며, 전력의 생산과 소비를 연결해주는 송전선로는 일반적으로 외부환경에 직접 노출되어 설치되므로 전력계통의 안정도 및 전력품질에 미치는 영향이 매우 큰 전기설비이다.

최근, 비(非)선호시설(LULU : Locally Unwanted Land Uses)로 인식된 송전선로의 가공설치가 점점 어려워지고 있으며, 이에 대한 대안으로 송전 케이블을 지중에 매설하기 위한 송전선로의 지중화 공사가 많이 시행되고 있다. 이러한 지중화 공사는 일반적으로 지중에 전력구를 설치하거나 맨홀 및 관로를 설치하여 시공하고 있으나, 플랜트공장 등 산업시설에서는 추후 증설 및 변경이 용이한 공동가대를 이용한 송전 케이블 시공이 많이 이루어지고 있다.

송전 케이블을 지중에 설치할 경우 설계 고려사항으로 허용전류, 시스유기전압, 포설장력 등이 있으며, 이러한 계산은 IEC 60287, IEC 60853-2, 지중송전 설계기준 등을 이용하여 설계 및 시공에 임하고 있으나 송전 케이블을 지상에 설치할 경우의 기준은 아직 명확히 정립되어 있지 않은 실정으로 이에 대한 연구 및 실증시험이 필요한 실정이다.

본 논문에서는 지중 및 지상에 설치되는 송전 케이블의 설계에 관련된 사항중 허용전류, 시스유기전압, 포설장력을 비교·연구하고, 지상에 설치되는 송전 케이블의 시공절차를 소개하였다. 그 결과, 외부 열 저항 및 일사의 영향에 의한 온도상승으로 지중 전력구에 설치하는 것이 상시허용전류는 52% , 단시간 허용전류는 27%정도 큰 값으로 나타났으며, 도체 및 금속시스의 고장순시 허용전류는 시스의 단면적 및 시스에 인접한 재질의 체적비열, 열 저항율등에 관계하므로 동일한 값을 나타낸다. 시스유기전압은 케이블의 배열과 간격, 선로의 길이에 비례하므로 설치조건에 관계없으며, 시스유기전압 제한값을 넘지 않도록 ROUTE 길이를 조정하여 설계하여야 할 것이다. 또한, 포설장력은 맨홀을 이용한 관로 포설시에는 계산하여야 하나, 전력구나 공동가대를 이용하여 케이블을 설치할 경우에는 캐터필라 및 전동롤러를 사용하므로 계산하지 않는 것으로 나타났다.