고장점표정장치(Fault Locater)

고장점표정장치
(Fault Locater)

 

1. 적용범위 및 분류
1.1 적용범위
이 규격은 전기철도 교류 25[㎸], 60[㎐] 단권변압기 급전방식의 전철변전소 등에 설치하는 고장점표정장치(Fault Locater)에 적용한다.
1.2 사용조건
1.2.1 정상 사용 조건
(1) 주위온도 –25[℃]~ 40[℃]
(2) 동작온도 –5[℃]~ 55[℃]
(3) 표고 1,000[m] 이하
(4) 상대습도 80[%] 이내 옥내 사용
1.2.2 특수 사용 조건
1.2.1항에 규정한 이외의 자연환경 또는 계통상 특수한 사용조건은 필요시 별도로 규정한다.
1.3 분류
고장점 표정장치의 종류 및 정격전압은 표 1과 같이 분류한다.

 

[표 1] 종류 및 정격전압

종 류		제어전원	정격전압 / 전류	비 고
흡상전류방식	흡상전류방식	DC110V	60Hz, 110V / 5A	제어전원 변동범위 ± 10 [%]
	자장치
임피던스방식	임피던스 계전기

 

 

2. 인용표준

KS C 2620(2016확인)	동선용 압착단자
KS C 9610-4-2(2017확인)	전격파적합성(EMC)-제4-2부:시험및측정기술-정전기방전내성시험
KS C 9610-4-3(2017확인)	전격파적합성(EMC)-제4-3부:시험및측정기술-방사성RF전자기장 내성 시험
KS C 9610-4-4(2017확인)	전격파적합성(EMC)-제4-4부:시험및측정기술-전기적빠른과도현상, 버스트내성시험
KS C 9610-4-5(2017확인)	전격파적합성(EMC)-제4-5부:시험및측정기술-서지내성시험
KS C 9610-4-6(2017확인)	전격파적합성(EMC)-제4-5부:시험및측정기술-전자기장내성시험
KS C 9811(2019확인)	산업,과학,의료용(ISM) 기기-무선 주파수 방해 특성-허용기준 및 측정방법
KS C CISPR22(2017확인)	정보기기의 무선방해 특성에 대한 측정방법 및 한계
KS D 3503(2018)	일반구조용 압연강재
KS C IEC 60255-1(2019확인)	온도특성 시험
KS C IEC 60255-21-1(2017확인)	진동 시험
KS C IEC 60255-21-2(2017확인)	충격 시험
KS C IEC 60255-21-3(2017확인)	지진 시험
KS C IEC 60255-26(2015확인)	1MHz버스트내성 시험
KS C IEC 60255-26(2015확인)	정전기 방전내성시험
KS C IEC 60255-26(2015확인)	전기자기 방사내성 시험
KS C IEC 60255-26(2015확인)	EFT 버스트내성 시험
KS C IEC 60255-26(2015확인)	서지내성 시험
KS C IEC 60255-26(2015확인)	전도내성 시험
KS C IEC 60255-26(2015확인)	제어전원 이상시험
KS C IEC 60255-27(2015확인)	전기계전기-제27부:제품안전요구사항
KS C IEC 60255-26(2015확인)	전기계전기-제26부:전자기 적합성 요구사항
KS C IEC 60947-7-1(2019)	저전압개폐장치및제어장치-7-1부:보조장치-동도체단자대
KS C IEC 61000-4-18(2019확인)	1MHz버스트내성 시험
KS C IEC 61000-4-29(2019확인)	제어전원 이상시험
IEC 529	분진과수분의침투에대한산업표준(IP : Ingress of Protection)
KEMC 1120(2008)	디지털 보호계전기
IEEE 383(2015)	600V 난연성 절연전선
IEEE C37.90(2005확인)	과부하내량
ES 6110-0008(2009)	배전반

 

3. 필요조건
3.1 재료
(1) 사용재료는 KS(Korean Industrial Standards) 표시품 또는 동등이상이어야 한다.
(2) 모든 자재, 설비, 장치 및 계통은 1.2항 조건하에서 성능저하나 오동작 없이 견딜 수 있도록 보장되어야 한다.

3.2 형태
(1) 외형은 운전, 유지, 보수 등이 용이한 구조이어야 한다.
(2) 고장점표정장치의 구조형상 및 치수는 제작도면에 의한다.

3.3 제조 및 가공
3.3.1 외함
(1) 알루미늄 프레임 구조의 Rack 취부형으로 전 후면에 문이 있는 자립형 구조로 하며 재질 및 두께는 아래와 같이 한다.
(a) 재질 : Steel
(b) 두께 : 전, 후면 2t 이상
기타 1.6t 이상
(2) 제어반의 전, 후면부에는 계측기 및 제어 스위치류 등이 부착되어야 하며 측면은 향후 증설이 용이한 구조로 제작하여야 한다.
(3) 제어반의 노출 표면은 균일하게 다듬고 에폭시계 정전 분체도장을 하며 사용페인트는 습기와 열에 강하고 도장 색상은 사용자의 요구에 따른다.
(4) Access Floor 바닥에 설치시 별도로 제작된 프레임에 Base Channel을 볼트 고정 또는 용접할 수 있는 구조이어야 한다.
(5) 콘크리트 바닥에 설치시 매입된 플레이트에 배전반 Base Channel을 용접 할 수 있는 구조이어야 한다.
(6) 배전반을 연접하여 설치할 경우 배전반간 볼트로 결속할 수 있는 구조를 갖추어야 한다.
(7) 외함의 보호 등급은 IP20을 만족해야 한다.
3.3.2. 이면배선

이면에 사용하는 전선은 다음 규격과 동등 이상의 전선을 사용하여야 한다.
(1) IEEE 383 시험규격에 적합한 600V급 난연성 절연전선을 사용하며 두께 및 색상은 ES-6110-0008에 따른다.
(2) 배선의 단말에는 적당한 치수의 환형 압착단자 또는 슬리브형 압착단자를 사용하여야 하며 점검이 용이하도록 마크밴드 및 Color Tube를 취부하여야 한다. 단, 압착단자는 공인기관의 인증을 받은 제품이거나 KS C 2620 규격에 적합한 것이어야 한다.
(3) 배전반의 이면배선 및 이것에 준하는 배선은 PVC 덕트를 사용하여야 하며, 부득이한 경우에는 다발 배선을 한다.
(4) 반 내부에 배열되는 전선을 지지결속 시킬 수 있는 지지대를 설치하며 접지용 케이블은 견고하게 취부하여야 한다. 또한 반 하부는 케이블 입상이 용이하며 습기 침투를 방지 할 수 있는 구조로 한다.
(5) 배선지지는 아래와 같이 한다.
(a) 단자간의 배선은 선 Band로 묶고 배선의 고정부에서는 금속부분이 배선을 직접 누르지 않도록 지지한다.
(b) 배선의 분기는 반드시 단자에서 행해야 한다.
(c) 배선의 단자접속은 단선, 접촉 불량, 탈락이 생기지 않도록 하여야 한다.
3.3.3. 단자대
(1) 단자대는 국제시험기관 형식기구협의회의 상호형식협정에 서명한 형식기구로부터 형식받은 공인시험기관의 형식을 받은 제품이거나 KS C 2625의 나사조임 단자대 또는 나사 없는 단자대(Push-In Type)이어야 하며 불량단자 교체시 개별교체가 용이한 구조이어야 한다. 또한 각 단자대는 10[%] 이상의 예비용 단자를 구비하여야 한다.
(2) 주회로 개폐기는 연속 정격전류 이상의 것을 사용하며 단자대 개체번호 및 배선의 단자기호를 기입한다. 특히 계기용 변압․변류기 단자대는 전용 단자대를 설치하고 각 단자간 접촉이 일어나지 않도록 그 간격이 충분하여야 한다.
(3) 계기용변압기 및 변류기회로는 외부 접속용 시험 단자를 취부 하여야 하며, 시험용 단자대의 색상은 변류기용은 흑색, 계기용변압기용은 적색으로 하고 보호덮개는 커버일체형으로 한다.
3.3.4. 접지모선
제어반의 접지모선은 6t × 40[㎜]의 동대를 사용하여 반 하부전체에 설치하고 접지단자를 구비하여 제어케이블의 실드를 접지시킬 수 있는 구조로 한다.

3.4 성능

3.4.1 계 측
(1) 흡상전류비 방식 : 중성점 전류, 부하전류를 표시하여야 한다.
(2) 임피던스 방식 : 부하전류, 전압, 임피던스를 표시하여야 한다.
3.4.2 연산 및 표정
고장전류를 연산하여 고장점을 표정할 수 있어야 한다.
3.4.3 저장
고장이력, 부하이력 등의 기록기능이 있어야 한다.
3.4.4 인터페이스
각 장치[모(자)장치 및 임피던스 계측기]와 화면표시장치, 노트북 등을 통한 연계가 원활하여야 하고, 전철제어반(CU)등을 통해 정상적으로 데이터를 전송하여야 한다.
3.4.5 통신장치
(1) 모장치와 자장치간의 데이터 통신은 RS232C와 모뎀을 통하여 점대점(Point to Point) 방식을 이용한다.
(2) 고장점표정에 관한 정보의 전송방식은 다음과 같다.
(a) 스마트급전제어장치 적용시 SDP를 통해서 데이터를 전송한다.
(b) 스마트급전제어장치 미적용시 CU를 통해서 데이터를 전송한다.
(3) 통신제어장치의 사용 전압은 단상 AC 220V이고, 변동범위는 ± 10 [%] 이내에서 정상동작 하도록 구성한다.
3.4.6 흡상전류비 방식 특성
(1) 모장치
(a) 표시범위 : 0 ~ 10000[A], 0 ~ 70[kV]
(b) 최대수용 자장치 개수 : 8개
(c) 고장점거리 : 0 ~ 999.9[km]
(2) 자장치 표시범위 : 0 ~ 10000[A]
(3) 고장거리오차 ± 2[%] (직선10[km] 기준)
3.4.7 임피던스 방식 특성
(1) 데이터 입력 기본단위 : 0.01[Ω]/[㎞]

(2) 고장점거리 : 0.0 ~ 100.0[km]
(3) 고장거리오차 ± 2[%] (AT개방, 직선 10[km]기준)
- 병렬급전 상태에서 표정값은 순회 참고용(고장점 1∼3개소 표출)
3.4.8 내진 대책
특별한 요구가 없을시 지진강도 0.154[g](6.3M)의 강도에 견디도록 설계 및 설치되어야 한다.

 

4. 검사 및 시험
4.1 검사
(1) 구조검사
(2) 외관검사
4.2 시험의 종류
시험은 형식시험, 검수시험 으로 나누며 각 시험은 아래와 같다
4.2.1 형식시험
초기개발 등 제품의 품질확인 및 제작자의 품질유지능력을 인정하기 위한 것으로 시험 및 검사항목에 대한 판정은 공인시험 기관에서 시행한 공인 시험성적서에 의한다. 단, 부속장치중 외자재는 제작사 또는 공인기관에서 시행한 시험성적서로 대체 할 수 있다.
4.2.2 검수시험
구매시 형식시험으로 확인된 성능을 보증하기 위해 형식시험 항목의 일부를 시행한다.
4.2.3 시험항목

 

[표 2] 시험 및 검사항목

시험 및 검사항목	형식	검수	적용 규격
1. 구조외관검사	○	○	4.4.1.1항
2. 절연저항시험	○	○	4.4.1.2항
3. 상용주파내전압시험	○	○	4.4.1.3항
4. 임펄스 내전압	○	※	4.4.1.4항
5. 과부하내량시험	○	※	4.4.1.5항
6. EMC 시험	○	※	4.4.1.6항
7. 진동 및 충격시험	○	※	4.4.1.7항
8. 제어전원 이상시험	○	※	4.4.1.8항
9. 온도특성시험	○	※	4.4.1.9항
10. 계측시험	○	○	4.4.1.10항
11. 통신시험	○	○	4.4.1.11항
12. 표정시험	○주1)	○주2)	4.4.1.12(2)항

 

<비고> (1) ※ 형식시험시 시행한 공인시험성적서로 대체한다.
(2) 주1) 시험 항목은 4.4.1.12(3)항에 따라 실시하고, 주2) 시험 항목은 4.4.1.12(1,2)항에 따라 시험을 실시한다
4.3 시험방법 및 일반사항
(1) 시험방법 적용상 문제가 있을 시는 사용자와 제작자간의 협의에 의한다.
(2) 검수 및 현장시험의 세부내용은 ITP/ITC에서 따로 정한다.
4.4 시험방법
4.4.1 형식시험
4.4.1.1 구조 및 외관검사
각부의 구조 및 치수의 승인도면과 일치여부를 검사하고, 본체의 외부 도장상태 및 명판 등의 부착물 상태를 육안 검사한다.
4.4.1.2 절연저항
절연저항 특성은 KS C IEC 60255-27에 준하며, 직류 500[V] 절연저항계로 측정하여 표 3의 값 이상으로 한다.

 

[표 3] 절연저항

인가회로	절연저항[MΩ]	시 험 조 건
전기회로 대지간	100	주위 상대습도 80[%] 이하에서 측정장치의 입출력 단자에서 측정
전기회로 상호간	100

 

※ 서지(Surge) 보호회로는 제거하고 시험한다.
4.4.1.3 상용주파 내전압
상용주파수 내전압 특성은 KS C IEC 60255-27에 준하며, 표 4의 상용주파수 전압을 각 회로 와 도체간, 각 회로 상호간에 인가하여 1분간 견디며 성능에 이상이 없도록 한다.

 

[표 4] 상용주파 시험전압

인가 회로	시험전압[V]	시 험 조 건
각 회로와 도체간	2[kV], 60[Hz]	장치의 입출력 단자에 인가
각 회로 상호간	2[kV], 60[Hz]

 

※ 서지(Surge) 보호회로는 제거하고 시험한다.
4.4.1.4 임펄스 내전압
임펄스 내전압 특성은 KS C IEC 60255-5에 준하며, 표 5의 임펄스 전압을 정‧부 극성별 각각 3회 인가하여 견디고 성능에 지장이 없도록 한다.

 

[표 5] 임펄스 시험전압

인가 회로	시험전압[KV]	시 험 조 건
전기회로 일괄대지간	5	‧ 인가파형은 Impulse 표준 파형 1.2 X 50[μS] 파형을 인가한다. ‧ 시험회수는 정‧부 극성별로 각각 3회 인가한다.
변성기회로 상호간	5
변성기회로 제어회로간	5
제어회로 상호간	3
변성기회로 단자간	3
제어회로 단자간	3

 

4.4.1.5 과부하 내량
과부하 내량 특성은 IEEE C37.90에 준하며, 전압‧전류회로에 표 6의 전기량을 인가하여 전기적, 기계적으로 사용이 가능하도록 견디는 구조로 한다.

 

[표 6] 전압, 전류회로의 과부하 내량

회로구분		인가 전기량(시간)		시 험 조 건
전류회로		정격전류의 2배 (연속정격)	3h	‧ 시험회수는 2회 (1분 간격)
		정격전류의 20배	2sec
		정격전류의 40배	1sec
전압 회로	(1) 변성기회로	정격전압의 1.15배 (연속정격)	3h	‧ 시험회수는 1회 ‧ 단시간 정격의 경우 제작자가 보증하는 시간
	(2) DC 회로	정격전압의 ±10% 범위에서 안정적으로 동작되어야 함

 

4.4.1.6 EMC(Electromagnetic Compatibility) 시험
KS C IEC 60255-26에 준하며 표 7의 시험조건에 성능상 지장이 없도록 한다.

 

[표 7] EMC 시험

항 목	시험 규격	시험 조건
1MHz Burst, class II	KS C IEC 60255-26	Common Mode	2.5[kV]
		Differential Mode	1.0[kV]
Electrostatic Discharge test	KS C IEC 60255-26	Contact	6[kV]
		Air	8[kV]
Fast Transient Disturbance, Level 4	KS C IEC 60255-26	AC/DC Port	4[kV]
		Signal Port	4[kV]
Surge test	KS C IEC 60255-26	AC/DC Port	4[kV]/2[kV]
		I/O Port	2[kV]/1[kV]
Radio Frequency Interference	KS C IEC 60255-26	Conducted, Common Mode	10[V]/[m](rms) f = 150[kHz]-80[MHz]
	KS C IEC 60255-26	Frequency sweep	10[V]/[m](rmsf = 1 .840[[GMHHz]z-]-2.)17[[GGHHzz]]
	KS C IEC 60255-26	Spot frequencies	10[V]/[m](rms) f = 80[MHz], 160[MHz],380[MHz], 450[MHz],900[MHz], 1850[MHz],2150[MHz]
Electromagnetic Emission	KS C IEC 60255-26	Radiated RF Emission	Class A
		Conducted RF Emission	Class A

 

4.4.1.7 진동 및 충격 시험
(1) 진동
IEC 60255-21-1에 준하며 표 8의 조건에 의한 시험에 성능상 지장을 일으키지 않도록 한다.
(2) 충격
IEC 60255-21-2에 준하며 표 8의 조건에 의한 시험에 성능상 지장을 일으키지 않도록 한다.

항 목	시험 규격	시험 조건
진 동	KS C IEC 60255-21-1	Response	f=10-150[Hz]±0.035[㎜]/5[㎨]
		Endurance	f=10-150[Hz]±0.075[㎜]/10[㎨]
충 격	KS C IEC 60255-21-2	Response	Class 1, 5× gn(50[㎨])
		Withstand	Class 1, 15× gn(150[㎨])
		Bump	Class 1, 10× gn(100[㎨])

 

4.4.1.8 제어전원 이상시험
KS C IEC 60255-26에 규정하는 시험방법 및 기준에 따른다.
4.4.1.9 온도특성시험
KS C IEC 60255-1의 6.12.3항(기후 환경 시험)에 따라 시험하였을 때, 외관 및 성능에 이상이 없어야 한다.
4.4.1.10 계측시험
고장점표정장치에 정격전압, 정격전류값을 인가하여 계측값 정밀도가 오차±2[%]를 만족하는지 확인 한다.
4.4.1.11 통신시험
(1) 자장치로부터 모장치로 계측값이 표시되고, 통신 이상시 모장치에서 통신이상상태를 표시해야 한다. 통신이 복구되면 별도의 조작 없이 스스로 통신이 복구 되고 통신이상상태가 해소 되어야 한다.
(2) 모의지락시험시 모장치에 표시된 고장 정보를 SPD(CU)장치에서 확인 할 수 있어야 한다. 단, 형식인증 시험시 CU장치는 노트북으로 대체한다.
(3) 데이터는 스마트급전제어장치(소규모) 및 철도교통관제시스템에 전송되어 확인할 수 있어야 한다.
4.4.1.12 표정시험
(1) 저압 지락시험
(a) 열차운행 시 전력이 공급되는 동일한 조건으로 저압으로 지락시험을 시행하여야 한다.
예) 복선이면 복선에 전력이 모두 공급하고 복복선이면 복복선 모두에 전력이 공급되어야 한다.
(b) 저압 지락시험 시 한 구간(AT~AT간)에 2개소 이상을 시행하여야 한다.
(c) 지락시험을 동하여 최종 보정이 완료되면 임의의 한 곳을 선정하여 재 시험하여 직선 10[km]기준으로 오차범위(±2[%])를 만족하여야 한다. 단, 변압기 설치한 곳에서 1km 이내 지점에는 10km±5[%]를 만족하여야 한다.
(2) 실 지락시험
(a) 저압 지락시험을 통하여 표정 성능이 확보되었다고 판단이 된 경우에는 실 지락시험을 생략할 수 있다.
(b) 실 지락시험은 전차선 공급 전압을 인가하는 시험을 말하며, 허용오차 범위는 저압 지락시험과 동일하여야한다.(단, 실 지락시험은 기기손상 방지를 위해 시험횟수를 최소화 한다.)
(3) 모의지락시험
(a) 흡상전류비 방식 : 모장치와 자장치가 전류비를 입력하여 전류비에 맞게 거리가 나오는지 확인 한다. 단, 시험결과는 10[km]기준으로 오차범위 (±2[%])를 만족토록 하여야 한다.
(b) 임피던스 방식 : 전압, 전류를 입력하여 임피던스 만큼의 값이 나오는지 확인한다. 단, 시험결과는 10[km]기준으로 오차범위 (±2[%])를 만족토록 하여야 한다.
4.4.2 검수시험
4.4.2.1 구조 및 외관검사
시험방법 및 결과는 4.2.1.1에 의한다.
4.4.2.2 절연저항시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.1에 의한다.
4.4.2.3 상용주파내전압시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.3에 의한다.
4.4.2.4 임펄스 내전압
시험방법 및 결과는 4.2.1.4에 의한다.
4.4.2.5 과부하내량 시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.5에 의한다.
4.4.2.6 EMC 시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.6에 의한다.
4.4.2.7 진동 및 충격시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.7에 의한다.
4.4.2.8 제어전원 이상시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.8에 의한다.

4.4.2.9 온도특성시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.9에 의한다.
4.4.2.10 계측시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.10에 의한다.
4.4.2.11 통신시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.11에 의한다.
4.4.2.12 표정시험
시험방법 및 결과는 4.2.1.12에 의한다.

 

5. 표시 및 포장
5.1 표시
(1) 내부표시 : 제품의 사용상 지장이 없는 곳에 쉽게 지워지지 않는 방법으로 품명, 제작년월, 제작자명 또는 그 약호 등을 표시하여야 한다.
(2) 외부표시 : 외부 포장 표면의 적당한 곳에 품명, 제작년월, 제작자명 또는 그 약호, 수량을 표시하여야 하며, 기타 필요한 추가사항은 인수⦁인도 당사자 간의 협의에 따라 별도로 정할 수 있다.
5.2 포장 및 운송
포장 방법은 KS T 1002에 의하며 운송 등 세부사항은 인수․인도 당사자 간의 협의에 따른다.

 

국가철도공단 표준규격 KRSA-3010-R4