매설접지 시공

매설접지 시공  

 

 

1.  역구내 매설접지 시설

 

1) 검토  

전기철도의 역구내에는 전력설비 및 신호/통신설비 등의 각종 피접지물들이 다수 분포되어 있으므로 역구내 매설접지는 기존과 같이 매설접지(연동연선)선을 망상 (Mesh) 접지전극(토공구간의 역사 구내는 망상 접지전극, 교량구간의 연사 구내는 교각구조체를 접지전극으로 활용)으로 구성하고, 피접지물의 분포 구간에는 절연접지선을 추가 포설하여 피접지물을 접속함으로써 역구내 모든 철도 관련 시설물들을 등전위 본딩하여 사고 시 승객과 보수요원의 안전과 각종 기기들의 보호를 위하여 공통(통)접지가 되도록 시설할 것을 제안함.

 

2) 역구내 매설접지 구성  

가. 본선의 매설접지선(연동연선)을 정거장의 시, 종점부에서 횡단 접속하고 역구내 접지시스템을 환형 또는 망상형으로 구성  

나. 역구내에 시설되는 접지망에 전기실, 신호/통신 기계실, 각종 표지류, 신호기기, 울타리, 전원 및 제어기기 등의 피접지대상물을 접속  

다. 피접지물의 분포에 따라 절연접지선을 추가 설치하여 피접지물 접속

 

3) 역구내 접지망 구성도

역구내 접지망 구성도

2. 구조물 접지

1)  터널(박스) 구조물 접지

(1) 고속철도

① 터널 라이닝 콘크리트내 횡, 종단 방향으로 평철(단면적 200㎟ 이상)을 설치하고 이음개소 마다 용접한다.  ② 평철이음개소, 평철과 철근 접속을 위한 용접은 용접부분이 평철 단면적(200㎟ 이상)이 되도록 용접하여야 한다.(5cm)

③ 접지단자는 평철과 연결하여 터널 양측 입구(내측 10m)와 터널내 양면의 매 블럭마다 설치한다.

④ 접지단자 설치 높이는 터널내 양쪽 벽면에 각각 300[mm]의 높이(전선관 상부기준) 로 콘크리트에 매설 설치한다.

⑤ 평철과 교차하는 종방향 철근은 최소 1[m] 마다 용접하고 횡방향 철근은 터널 상부는 0.5[m], 하부는 1[m] 간격으로 용접 시공한다.

⑥ 터널 라이닝자체도 무근이고 배수 공동구가 무근 일때 접지 시공은 안한다.

⑦ 터널 벨마우스 14.2[m]도 평철을 시공하여야 한다.

⑧ 토목 구조물 신축에 따른 E.J부분은 접지 평철을 절단한다. 그러므로 E.J 한 개소당 접지 평철에 접지단자 시공.

2) 교량 구조물 접지

(1) 고속철도

① 교각하부의 Pile(Pile이 없는 경우 제외) 2개 이상을 상호 연결 되도록 테르밋 용접하여 교각상부로 연결되는 별도의 접지용전선(나동선:BC 38㎟)에 용접하고 상부의 지단자와 접지선도 테르밋 용접한다.

② 접지단자의 설치위치와 개소는 교각 상부에 1개, 교량상판 하부에 1개, 상판의 양면 난간 내측에 1개씩 용접설치 한다.

③ 교량 상판 하부에 설치되는 접지단자는 교각에 설치된 접지단자와의 연결이 용이 하도록 가장 근접한 거리에 설치한다.

④ 교량 상판의 접지시공은 교량 양측의 전기적 연결을 위하여 단면적 200[㎟] (4mm x 50mm)이상인 평철을 이용하여 상판 양면의 난간에 설치된 접지단자를 상호 연결하고 평철의 이용 개소마다 용접을 시행한다.

⑤ 접지단자 설치는 접지단자 설치 표준도를 참조하여 시공 한다.

⑥ 교량 난간 끝부분에 설치하는 접지단자는 상판끝 부분에서 30[cm] 내측에 설치한다.

⑦ 접지단자에 연결된 볼트는 최대한 조여서 전기적으로 접속하여 양호하도록 하여야 한다. 시공 시는 조임 상태를 확인하여 헐거우면 꽉 조이도록 설치하여야 한다.

3) 검 토

고속철도와 일반철도는 사용 전압 및 합성 전차선의 선종, 가고등에서 큰 차이가 없음으로 공통접지를 구성함에 있어 고속철도와 일반 철도를 구분하여 접지 시스템을 구성하는 것은 불합리함으로 고속 및 일반철도의 접지방식을 동일하게 적용하고, 교량하부에 설치되는 휀스등의 철구조물 접지를 위하여 GL+300[㎜]위치의 교각에 동관 단자를 설치.

3. 본딩선 접속 방법

1) 구조물 및 접지선(Bonding)간 접속

현재 사용하고 있는 접속은 테르밋 용접, 케드 웰딩 접속 또는 용접을 이용하여 접속하고 있으며 각각의 방식을 비교하면 다음과 같다.

(1) 테르밋 용접

테르밋 반응을 이용하는 용접법으로 용접부가 비교적 큰 경우에 사용하며 철재의 접합에 테르밋 반응을 이용하는 일을 말한다. 산화철과 알루미늄 분말을 배합해서 점화하면, 알루미늄에 의해 산화철이 환원되어 생긴 철이, 반응 때 발생된 약 2,800 [℃]의 고온에 의해 녹는다. 이것을 접합하려는 부분에 부어 용접한다. 그 자리에서 화학 반응 시켜 고온을 얻으므로 전기용접과 같은 전원을 준비한다거나, 산소 아세틸렌 용접처럼 가스총을 준비할 필요가 없다.그러나 어느 금속의 용접에나 사용되는 것이 아니고, 보통 강재에만 사용 되는데, 레일이나 선미의 테 등 큰 단면의 맞대기 용접 외에는 사용되지 않는다.

실제의 작업에서는 산화철과 알루미늄 분말을 섞어서 도가니에 넣은 다음, 그 위에 과산화바륨이나 마그네슘을 놓고 이것에 성냥을 그어 점화한다. 또 이것으로는 순철이 생기므로, 접합하려는 강재의 성분에 맞추어서 다른 원소나 탈산제도 첨가한다.

(2) 케드 웰딩

발열 용접의 일종이며 흑연으로 제작된 주물에 금속 알갱이를 넣고 화약으로 점화시켜 결합하게 된다. 이때 금속알갱이는 화약에 의해 1,400[℃] 이상으로 가열되고 열적 작용에 의해 용해되어 액체상태의 구리를 생성하게 된다. 열적으로 용융된 구리 용액이 주물틀에 흘러들어가 빈 공간 없이 완전히 채워져 결합하게 된다.

 (3) 용 접

용접이란 두 금속 조각들의 일부를 녹여서 붙이는 것이며, 야금학적으로 말하면 금속과 금속을 충분히 접근시켰을 때 생기는 원자 사이의 인력(cm 사이)으로 접근시키면 용접이 가능하게 된다. 그러나 가열의 방법이 없이는 아무리 거울 표면보다 더 매끄럽게 하여도 매우 확대 시켜보면 요철이 있게 되며, 금속 표면의 엷은 산화막 때문에 원자들이 접근 하지 못하므로 가열이나 가압(충격 등)에 의해 접합시키게 된다.

그러나 용접부의 결함은 외관상으로 쉽게 판별이 곤란하며, 용접할 때 발생하는 고온에 의한 열영향으로 금속의 재질이 변하거나 외형의 변형과 잔류 응력이 발생하기 쉽다.

2) 검 토

구조물 또는 접지선간 접속시 테르밋 용접, 케드 웰딩 접속 또는 용접은 모두 발열 용접방식의 일종으로 용접할 때 발생 하는 고온에 의한 열영향으로 금속의 재질이 변하거나 외형의 변형과 잔류 응력이 발생하기 때문에 크램프 접속방식을 제안한다.