절연 접지선
1. 절연 접지선
대지에 매입되는 매설 접지선은 CU 35[㎟]를 사용하지만 공동 관로등 노출되는 개소의 접지선은 F-GV 70[㎟] 절연 접지선을 사용하고 있다.
(1) 관련 규정 검토
① 철도 전철전력설비 설계 지침
제 246조 (터널내 전선로의 시설) 터널내에 시설하는 전선로는 내부식성이 강하고 불에 잘 타지 않는 재료를 사용하며 시설은 다음 각 호에 의한다.
가. 케이블 또는 비닐절연전선 공사에 의하며 전선관로 등에 수용하는 것을 원칙으로 한다.
② 도시철도시설 안전기준에 관한 규칙
제2절 화재안전기준
제46조(화재예방을 위한 기준) 전기설비 등은 화재발생의 위험을 방지할 수 있도록
다음 각 호의 기준에 적합하여야 한다.
1. 전기설비에는 불연재(不燃材)를 사용할 것. 다만, 전기설비의 특성상 불연재를 사용할 수 없는 경우에는 난연재(難燃材)를 사용할 수 있다.
2. 변전소와 전기실에는 폭발 위험 및 연소 가능성을 최소화하는 방식의 설비를 선정할 것
3. 전선에는 저독성의 난연재를 사용하고, 필요시 전선관 등으로 보호할 것. 다만, 지중관로(地中管路) 방식의 전선 및 지상 구간의 케이블의 경우 저독성이 아닌 난연재를 사용할 수 있다.
4. 불꽃이나 열이 발생할 위험이 있는 장치는 일정한 간격으로 거리를 두고 설치하고, 필요한 경우 그 사이를 절연하거나 불연재질의 차단막을 설치 할 것
③ 내선 규정
가. 1445-3 제1종, 제3종 및 특별 3종 접지공사의 시설방법
지중 및 접지극에서 (지표면상 60cm 이하 부분의 접지선, 습한 콘크리트, 석재, 벽돌류에 접하는 부분 또는 부식성 가스나 용액을 발산하는 장소의 접지선을 제외 한다) 접지선으로 알루미늄선을 사용해도 무방하다.
나. 1445-15 접지선의 녹색 표시
(가) 접지공사의 접지선은 (다음 각 호의 경우를 제외한다) 녹색 표시를 하여야 한다.
(ㄱ) 접지선이 단독으로 배선되어 있어 접지선을 한눈에 쉽게 식별할 수 있는 경우
(ㄴ) 다심케이블, 다심캡타이어케이블 또는 다심코드의 1심선을 접지선으로 사용하는 경우로서 그 심선이 나전선 또는 황록색의 얼룩무늬 모양으로 되어 있을 경우
(나) 부득이 녹색 또는 황록색 얼룩무늬 모양인 것 이외의 절연전선을 접지선으로 사용하는 경우는 말단 및 적당한 개소에 녹색테이프 등으로 접지선임을 표시하여야 한다.
(2) 절연 접지선
① 적용 범위
- 접지용 난연 PVC 절연 전선
- 전기설비 기술 기준령에 준한 트레이용 난연 케이블
② 적용 규격
- KS C IEC 60502-1
- 정격 전압 1~30kV 압출성형
- 절연 전력 케이블 및 그 부속품 - 제1부：케이블(1kV 및 3kV)
③ 선심 식별
- 녹색
④ 제품 인증
- 전기용품 안전인증
(3) 강심 알루미늄 연선
① 적용 범위
- 강심알루미늄 연선
- 고압 강심 알루미늄 절연전선
- 한전 표준 규격의 가공전선로에 사용하는 알루미늄연선
② 적용 규격
- ES-6145-0005 강심알루미늄 연선(ACSR)
- ES-6145-0007 고압 강심알루미늄 절연 전선 (ACSR-OC)
③ 선심 식별
- 검정색
(4) 도전율 비교
도전율 비교
도체명 | 도 전 율(mhos/m) | 비고 |
은 | 6.17 x 10 7 |
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구리 | 5.90 x 10 7 |
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금 | 4.10 x 10 7 |
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알루미늄 | 3.82 x 10 7 |
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동 | 1.00 x 10 7 |
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철 (silicon) | 2.00 x 10 8 |
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철(statinless) | 1.10 x 10 8 |
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(주) 도체의 도전율이 높을수록 신호의 손실이 적다
(5) 단면적 검토 (절연 접지선)
단면적 검토 (절연 접지선)
검토 단면적 | F - GV | ACSR-OC | 비고 |
50 ㎟ | 70 [㎟] | 95[㎟] |
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(6) 경제성 비교
경제성 비교표 (절연 접지선) [단위 : 원/M 당]
전선 규격 | 재료비 | 노무비 | 경비 | 합계 |
F-GV 70 ㎟ | 8,792 | 1,705 | 51 | 10,548 |
ACSR-OC 95 ㎟ | 2,530 | 1,921 | 57 | 4,508 |
2. 검 토
F-GV 70[㎟]의 대용으로 ACSR-OC (고압 강심알루미늄 절연 전선)을 사용은 관련 규정 및 도전율, 경제성을 검토한 결과 토공, 교량구간의 경우 절연 접지선으로 사용이 가능하나 본딩선 및 접속선으로 사용은 강심이 포함 되어 시공성이 떨어짐으로 터널에서도 사용이 가능하도록 피복을 난연성으로 제작할 수 있는 별도의 규격을 작성하여 구매 설치하도록 제안한다.
3. 결과 및 고찰
일반철도 및 고속철도의 전철화와 관련하여 도입된 매설접지 방식의 공통(통합)접지 방식에 대하여 선로특성에 맞는 설계기준 및 시설방안 등에 검토한 결과, 고속철도와 일반철도의 급전계통 방식이 동일하므로 접지방식의 설계기준 및 시설방안도 동일하게 수립되어야 할 것으로 판단된다.
특히 철도의 안전 운행을 위하여 신호/통신시스템의 보호를 위한 조건인 1[km]당 1Ω 이하의 접지저항을 유지하여야 한다는 점은 현장의 여건상 1km마다의 접지저항을 측정한다는 것이 불가능한 현실이므로 본 연구용역 사업에서 철도 주변의 대지저항률 측정 및 분석결과와 시뮬레이션 등을 통한 검토결과에 의하면 매설접지방식의 접지전극을 1[km] 이상의 구간에서 1회선만 시설하여도 이 조건은 충분히 만족하는 것으로 판단된다.
4. 고속 철도 접지 설계 및 시공
① 토공 구간
고속철도 토공구간 경제성 비교표
구분 | 당초 | 변경 | 비고 |
매설 접지선 (CU 35㎟) | o 상, 하선 2회선 매설 | o 상선 1회선 매설 |
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절연 접지선 (F-GV 70㎟) | o 상, 하선 공동 관로내 2회선 포설 | o 상, 하선 공동 관로내 2회선 포설 |
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본딩선 | o 50[m] | o 250[m] |
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접속선 | o 필요개소에서 분기 | o 필요개소에서 분기 |
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② 터널 구간
고속철도 터널구간 경제성 비교표
구분 | 당초 | 변경 | 비고 |
매설 접지선 (CU 35㎟) | o 상, 하선 2회선 매설 | o 상, 하선 2회선 매설 |
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절연 접지선 ( F - G V 70 ㎟ ) | o 상, 하선 공동 관로내 2회선 포설 | o 상, 하선 공동 관로내 2회선 포설 |
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본딩선 | o 50[m] | o 250[m] |
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접속선 | o 필요개소에서 분기 | o 필요개소에서 분기 |
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구조물 접지 | o 접지용 평철 설치 200[㎟]이상 | o 접지용 평철 설치 200[㎟]이상 |
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③ 교량 구간
고속철도 교량구간 경제성 비교표
구분 | 당초 | 변경 | 비고 |
절연 접지선 ( F - G V 70 ㎟ ) | o 상, 하선 공동관로내 2회선 포설 | o 상, 하선 공동관로내 2회선 포설 |
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접속선 | o 필요개소에서 분기 | o 필요개소에서 분기 |
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구조물 접지 | o 매 교각 마다 시설 o 교량 신축이음장치 개소 접지 | o 매 교각 마다 시설 o 교량 신축이음장치 개소 접지 |
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5. 일반철도 접지 설계 및 시공
① 토공 구간
일반철도 토공구간 경제성 비교표
구분 | 당초 | 변경 | 비고 |
매설 접지선 (CU 35㎟) | o 상, 하선 2회선 매설 | o 상선 1회선 매설 |
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접지 단자함 | o 250[m] 간격으로 설치 | o 250[m] 간격으로 설치 |
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② 터널 구간
일반철도 터널구간 경제성 비교표
구분 | 당초 | 변경 | 비고 |
매설 접지선 (CU 35㎟) | o 상, 하선 2회선 매설 | o 상, 하선 2회선 매설 |
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접지 단자함 | o 250[m] 간격으로 설치 | o 250[m] 간격으로 설치 |
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구조물 접지 |
| o 접지용 평철 설치 200[㎟]이상 |
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③ 교량 구간
일반철도 교량구간 경제성 비교표
구분 | 당초 | 변경 | 비고 |
절연 접지선 ( F - G V 70 ㎟ ) | o 상, 하선 공동 관로내 2회선 포설 | o 상, 하선 공동 관로내 2회선 포설 |
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접지 단자 함 | o 250[m] 간격으로 설치 | o 필요 개소에서 절연 접지선과 T 분기 후 접속 |
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구조물 접지 | o 매 교각 마다 시설 | o 매 교각 마다 시설 o 교량 신축이음장치 개소 접지 |
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6. 구조물 접지
고속철도와 일반철도는 사용 전압 및 합성 전차선의 선종, 가고등에서 큰차이가 없음으로 공통접지를 구성함에 있어 고속철도와 일반 철도를 구분하여 접지 시스템을 구성하는 것은 불합리함으로 고속 및 일반철도의 접지방식을 동일하게 적용할 것. 잔류 응력이 발생하기 때문에 크램프 접속방식.