제출문 서울특별시도시기반시설본부귀하 2013 년 04 월 24 일자로貴社와契約締結한서울지하철 9 호선연장구간 電氣腐蝕環境調査報告書를貴社의課業指示에따라誠實히遂行하고 이에報告書를作成하여提出합니다 년 08 월일 서울특별시구로구디지털로30길 28 마리오타워 905호

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1 서울지하철 9 호선연장구간電氣腐蝕環境調査報告書 서울특별시도시기반시설본부

2 제출문 서울특별시도시기반시설본부귀하 2013 년 04 월 24 일자로貴社와契約締結한서울지하철 9 호선연장구간 電氣腐蝕環境調査報告書를貴社의課業指示에따라誠實히遂行하고 이에報告書를作成하여提出합니다 년 08 월일 서울특별시구로구디지털로30길 28 마리오타워 905호 ( 주 ) 협우지여엔지니어링대표자임대섭 ( 인 )

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5 - 목차 - 제 1 장과업의개요 1.1 과업명칭 과업목적 구 간 과업의규모 과업기간 과업내용 성과품내역 적용규격및참고문헌... 4 제 2 장조사및분석 2.1 조사목적및방법 측정및분석 측정결과분석 제 3 장전식방지대책 3.1 누설전류최소방안 지하철전식방지사전대책방안 누설전류계산 전식방지를위한종합대책 제 4 장전식방지규정및사례 4.1 국내규정및사례 외국규정및사례 < 부록 > 부록 #1. 변전소정거장위치도 부록 #2. 조사및측정위치도 부록 #3. 측정기록표 부록 #4. 현장측정사진 부록 #5. 측정계기및장비 부록 #6. 기타자료

6 제 1 장과업의개요 1.1 과업명칭 1.2 과업목적 1.3 구간 1.4 과업의규모 1.5 과업기간 1.6 과업내용 1.7 성과품내역 1.8 적용규격및참고문헌 - 1 -

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8 제 1 장과업의개요 제 1 장과업의개요 1.1 과업의명칭 서울지하철 9 호선연장구간용역 1.2 과업목적 본과업은서울지하철 9호선연장건설에따라직류전기철도의누설전류에의한전식현상발생이우려되는주변지역에대한토양의부식환경을사전에조사하여, 지하철개통후운영중전식영향조사및전식방지시설설치를위한기초자료로활용하거나전식발생에따른관계기관의의견대립또는분쟁발생시조정근거자료로활용함에목적이있음. 1.3 구간 서울지하철 9호선연장구간 1) 논현동 ~ 종합운동장 (2호선) ~ 올림픽공원 (5호선) ~ 둔촌동 ( 보훈병원 ) 1.4 과업의규모 서울지하철 9호선연장구간본선및변전소 1) 연장 : 13.64km(2단계 4.5km, 3단계 5.94km, 연장구간 3.2km) 2) 변전소 : 4개소 (929정거장, 931정거장, 935정거장, 938정거장 ) 1.5 과업기간 ~ 과업내용 직류전기철도의누설전류에의한전식발생시영향을받을것으로우려되는변전실과선로주변토양에대한다음의사항을조사및분석한다. 1) 변전소주변대지전위측정및분석 (4개소) 2) 변전소주변대지고유저항측정및분석 (4개소) 3) 변전소주변토양산성도측정및분석 (4개소) 4) 본선주변매설금속관대지전위측정및분석 (13.64km) 5) 전식방지규정및사례조사가 ) 국 내외전식방지규정조사나 ) 국 내외지하철전식방지시설설치사례조사 6) 용역보고서작성가 ) 측정결과검토및분석나 ) 지중매설물위치조사및분포도작성다 ) 누설전류최소화방안및전식방지종합대책수립 - 3 -

9 제 1 장과업의개요 1.7 성과품내역 1) 용역보고서...20 부 2) 요약보고서...20 부 3) CD - ROM...1매 4) 기타참고자료...1식 1.8 적용규격및참고문헌 1) IEC /2 2) NACE(National Association of Corrosion Engineers) : RP Recomanded Practice control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping System. 3) 전기설비기술기준의판단기준 : 제259조, 제263조 4) 일본금속방식기술편람 5) 일본동경전식방지대책위원회 6) 일본전기학회 ( 전식방지위원회 )-전식, 부식HAND BOOK - P21 7) 일본철근부식의진단 - P87 8) 사단법인일본가스협회- 일본가스도관 HAND BOOK - P10, 11 9) 전기철도공학 ( 동일출판사, ) P287 10) 접지기술입문 ( 동일출판사, ) P

10 제 2 장조사및분석 2.1 조사목적및방법 2.2 측정결과및분석 - 5 -

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12 제 2 장조사및분석 제 2 장조사및분석 2.1 조사목적및방법 지전위측정 1. 측정목적지전위는지형이나계절등여러요인에의하여변하며토양중의 Macro Cell 전위에의해미주전류가발생될수가있고이러한미주전류는매설관로에대해서어떤때는현저히부식에영향을주게된다. 지중에있어서미주전류의존재를알려면내부저항이높은전압계를이용하여두전극의전위차를측정한다. 토양중에 Macro Cell에의해생기는전위차는일반적으로 0.2 ~ 0.4V 정도가되며이에의한매설금속체의부식은무시할수없을정도이다. 완전방식전위값을얻고적절한배류설비를설치하기위하여지전위의측정은필수적이며장래상수도관, 가스관, 지역난방관및지중매설금속체의전식방지를위한기초자료로도사용이가능하다. 2. 측정지점측정지점은변전소위치중심부위를기준으로좌우 60m를측정하며, 간격은측정기준점에서 10m간격으로 120m를 2개소에서측정한다. 3. 측정횟수사전조사시에는자연상태의환경을조사하는것이므로 1회로서가능하며지전위가계절등에따라변동될수가있으나우리나라토양에서는크게변화하지않으므로 1회측정을한다 대지고유저항측정 1. 측정목적일반적으로저항율이낮은토양중에서는매설물의부식현상이심하게일어난다. 토양의저항율을지배하는요소는토양의함수량이나, 가용성의함유염유량이다. 토양의저항율 (= 대지고유저항율 ) 은부식과직접적인관계를가지며누설전류에영향을주는요소로서매설물의부식원인을추정, 접지시설의결정등방식계획을수립하기 - 7 -

13 제2장조사및분석위해서일반적으로대지고유저항측정이실시되고있다. 측정결과대지고유저항율이낮은지역은레일누설저항이낮은지역이므로레일부설시보완대책이필요한부분임을알수가있다. 토목공사시공전에측정하여시공및운전시에적극반영하고검토할항목이다. 2. 측정지점측정지점은변전소위치중심과중심부위를기준으로각각의위치 (6개소) 에서측정한다. 3. 측정횟수 측정횟수는변전소주변 6개소에서 1회실시한다. 4. 측정깊이 대지고유저항측정깊이는지중매설관로가지표면으로부터 1.0에서 6.0m에매설됨으로 1.0 ~ 6.0m까지측정을하여미치는영향을조사하는데자료가될수있도록하고, 측정 깊이는 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0m 로한다. NO 측정장소 측정개소 비고 1 929정거장변전소주변 정거장변전소주변 정거장변전소주변 정거장변전소주변 토양의산성도측정 1. 측정목적산성도 (PH) 는금속체의부식속도에영향을줌으로토양의자연부식상태를추정하고매립지의국부지역에대한보완조치를위해서측정한다. 2. 측정지점측정지점은대지고유저항측정위치에서실시한다. 3. 측정횟수토양의산성도는계절등의변화에따라변동될수가있으나일반적인경우에는변동이거의없으므로 1회측정을한다

14 제 2 장조사및분석 관대지전위측정 1. 측정목적지하철변전소부근에지중매설되어있는금속체가통과하고있는경우현재상태에서전식의영향을받고있는지여부를확인하고자측정하는것이다. 또한지하철운행시매설관과대지간의전위차에의한전식의정도를비교검토할수있는기본 DATA로활용할수가있다. 2. 측정지점지하철전노선주변 150m이내의지중매설관로의 Test Box 및 Valve를기준으로측정하며, 동일관로의경우지하철노선으로부터가까운지점에서측정한다. 3. 측정횟수지중매설금속체에대한조사는선로가확정이되고위치가결정되면조사가가능하고다른공정에관계없이조사가가능하다. 따라서기작성된관로현황도를참조하여 1 회실시한다. 4. 측정대상지하철로부터발생되는누설전류에의해전식영향을받을수있는지하매설금속체는도시가스관로, 상수도관로, 광역상수도, 지역난방관, 한국가스공사배관등이있으며관련되는모든관로에대하여조사한다 조사기간 1. 지전위측정가. 변전소정거장주변 : ~ 대지고유저항측정가. 변전소정거장주변 : ~ 토양의산성도측정가. 변전소정거장주변 : ~ 관대지전위측정가. 변전소정거장주변 : ~ 나. 변전소정거장위치를제외한전노선 : ~

15 제 2 장조사및분석 2.2 측정및분석 지전위측정 1. 측정방법가. 측정계기 휴대용고저항 ( 내부저항 1MΩ이상 ) Recorder전압계 : 1대 E.P.R (Electronic Poly Recorder Model EPR-3521)[ 부록 #5.3. 교정검사서참조 ] 포화황산동기준전극 ( ) : 2개나. 측정횟수 12회 / 측정1개소당 (10m간격으로 120m) 변전소당 2개소다. 측정방법 1) 변전소부지내에 2본의기준전극을소정의두지점에설치하고그사이에 Lead선으로고저항 Recorder전압계에접속하고전압을측정한후지표면전위구배도면을작성하였다. 2) 측정시간대는미주전류의영향즉, 도시철도의전기차가통과하든가주변에직류전기사용등의영향이없는지역으로서주간시간에측정을할수가있었다

16 제 2 장조사및분석 2. 측정결과 가. 측정결과 ( 측정종횡간격 : 부록 #2. 조사및측정위치도참조 ) 1)929 정거장변전소 ( 단위 : mv) 위치 (m) 지역 A 지역 B 지역 )931 정거장변전소 ( 단위 : mv) 위치 (m) 지역 A 지역 ± B 지역 )935 정거장변전소 ( 단위 : mv) 위치 (m) 지역 A 지역 B 지역 )938 정거장변전소 ( 단위 : mv) 위치 (m) 지역 A 지역 ± ± 0-24 B 지역

17 제2장조사및분석나. 지전위측정 [ 부록 #2. 조사및측정위치도참조 ] 1)929정거장변전소 ( 전체 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 929 정거장변전소 (A,B 지역 ) 측정거리 (m) 지전위 (mv) A지역 B지역

18 제 2 장조사및분석 가 )929 정거장변전소 (A 지역 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 측정거리 (m) 지전위 (mv) 정거장변전소 (A 지역 )

19 제 2 장조사및분석 나 )929 정거장변전소 (B 지역 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 측정거리 (m) 지전위 (mv) 정거장변전소 (B 지역 )

20 제 2 장조사및분석 2)931 정거장변전소 ( 전체 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 931 정거장변전소 (A,B 지역 ) 측정거리 (m) 지전위 (mv) A지역 B지역 ±

21 제 2 장조사및분석 가 )931 정거장변전소 (A 지역 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 측정거리 (m) 지전위 (mv) 정거장변전소 (A 지역 ) ±

22 제 2 장조사및분석 나 )931 정거장변전소 (B 지역 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 측정거리 (m) 지전위 (mv) 정거장변전소 (B 지역 )

23 제 2 장조사및분석 3)935 정거장변전소 ( 전체 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 935 정거장변전소 (A,B 지역 ) 측정거리 (m) 지전위 (mv) A지역 B지역

24 제 2 장조사및분석 가 )935 정거장변전소 (A 지역 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 측정거리 (m) 지전위 (mv) 정거장변전소 (A 지역 )

25 제 2 장조사및분석 나 )935 정거장변전소 (B 지역 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 측정거리 (m) 지전위 (mv) 정거장변전소 (B 지역 )

26 제 2 장조사및분석 4)938 정거장변전소 ( 전체 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 938 정거장변전소 (A,B 지역 ) 측정거리 (m) 지전위 (mv) A지역 B지역 ± ±

27 제 2 장조사및분석 가 )938 정거장변전소 (A 지역 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 측정거리 (m) 지전위 (mv) 정거장변전소 (A 지역 ) ± ±

28 제 2 장조사및분석 나 )938 정거장변전소 (B 지역 ) 지전위조사표 ( 지표면구배전위 ) 구간명 측정거리 (m) 지전위 (mv) 정거장변전소 (B 지역 )

29 제2장조사및분석 3. 측정분석 가. 지전위전위차 지전위에의한부식은각지점의전위차에비례하며, 변전소정거장의지전위분포는 다음과같다. 1)929정거장변전소 (A,B간거리 : 38m [ 부록 #2. 1. 가. 참조 ]) NO 측정장소 최저 [mv] 최대 [mv] 전위차 [mv] 전위구배 [mv/m] 1 A 지역 /70= B 지역 /30= A,B 전체 / = )931정거장변전소 (A,B간거리 : 34m [ 부록 #2. 1. 나. 참조 ]) NO 측정장소 최저 [mv] 최대 [mv] 전위차 [mv] 전위구배 [mv/m] 1 A 지역 /40= B 지역 /90= A,B 전체 / = )935정거장변전소 (A,B간거리 : 43m [ 부록 #2. 1. 다. 참조 ]) NO 측정장소 최저 [mv] 최대 [mv] 전위차 [mv] 전위구배 [mv/m] 1 A 지역 /80= B 지역 /80= A,B 전체 /80 = )938정거장변전소 (A,B간거리 : 31m [ 부록 #2. 1. 라. 참조 ]) NO 측정장소 최저 [mv] 최대 [mv] 전위차 [mv] 전위구배 [mv/m] 1 A 지역 /80=1.8 2 B 지역 /80= A,B 전체 / = 3.46 나. 평가기준 ( 부록 #6. 기타자료 6.1 전기방식의판정기준참조 ) 토양중의전위구배 [mv] 미주전류의크기 0.5미만 약 0.5 ~ 5 보통 5초과 강

30 제 2 장조사및분석 일본전기학회, 신판전식토양부식 HAND BOOK P21 다. 지전위측정에대한평가 NO 측정장소토양중의전위구배 [mv/m] 미주전류의크기 1 929정거장변전소 5.18 강 2 931정거장변전소 2.82 보통 3 935정거장변전소 3.34 보통 4 938정거장변전소 3.46 보통라. 분석결과상기평가기준에의해분석을하여보면변전소자연지표면전위차에의한미주전류의크기가 929정거장은강으로나타났고, 그외정거장은모두보통으로나타났다. 미주전류 ( 누설전류 ) 는전위차 [ 일정 ] 에비례하므로지하매설관로에대해부식영향을미치게되는정도역시 929정거장은클것이며그외정거장 (931, 935, 938) 은보통이될것으로판단이된다 대지고유저항측정 1. 측정방법가. 측정계기 대지고유저항측정기 : 1대 (NILSSON Soil Resistance Meter Model 400 )[ 부록 #5. 3. 교정검사서참조 ] 나. 측정원리사용계기는측정하고자하는깊이의평균저항을가장오차가적게측정할수있는대지고유저항측정기 (WENER FOUR PIN METHOD) 로측정하였다. C1 과 C2 사이에흐르는전류 I 에의해서 P1 과 P2 사이에일어나는전압강하 ΔV 를측정 하면서 V=IR 에서저항 R 을구하고 에의하여토양비저항치를구한다

31 제2장조사및분석정의 ΔV : P1 과 P2 사이에일어나는전압강하 I : C1 과 C2 사이에흐르는전류 : P1 과 P2 사이의저항 : 토양비저항 : PIN의간격나. 측정방법 1)a : 측정하고자하는깊이와동일한간격 2)PIN의깊이는측정간격의 1/5보다적어야하며 PIN의직경은 1/25보다적어야한다. 가 ) 측정하고자하는위치결정나 )PIN을정해진간격으로약 5Cm 깊이정도를타설한다. 다 ) 상기그림과같이토양비저항기의 C1, C2 터미널과양쪽바깥의핀을전선으로연결하고 P1, P2 터미널과안쪽의핀을그림과같이연결한다. 라 ) 대지고유저항기의 S/W를 ON 시키고저항을조정하여 GALVANOMETER의지침이 0 이되는지점을찾는다. 마 ) 그때의 R 을읽는다. 바 ) R 값으로 에의해비저항을계산한다. 즉 ) 토양비저항율 (= 대지고유저항율 ) 은부식과직접적인관계를가지며, 누설전류에영향을주는요소로서토양의깊이별저항값을측정하여 에의해대지고유저항을계산한다. 다. 측정횟수 1회 / 측정1개소당 변전소정거장당 6개소

32 2. 측정결과가. 929 정거장변전소 제 2 장조사및분석 1) 측정결과 ( 단위 ;Ωm) 깊이측정지점 R(Ω) 1.0m 2.0m 3.0m 4.0m 5.0m 6.0m 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) A B C D E F 평균 대수평균 77.62[Ω-m] 2) 대수평균대지고유저항표 대지고유저항 256, ,000 64,000 32,000 16,000 8,000 4,000 2,000 1, 고유저항대수 고유저항대수평균 깊이 Log 계 Mean(L) Number (N) 1.0 M 2.0 M 3.0 M 4.0M 5.0 M 6.0 M L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N 평균대지고유저항 [Ω-Cm] 소계 계 소계 계 ,762[Ω-Cm] 주 ) L) : 대지고유저항구간의대수평균 N) : 대지고유저항구간에속하는대지고유저항치의개수 대지고유저항 ( ) = 10 대수값

33 제 2 장조사및분석 나. 931 정거장변전소 1) 측정결과 ( 단위 ;Ωm) 깊이측정지점 R(Ω) 1.0m 2.0m 3.0m 4.0m 5.0m 6.0m 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) A B C D E F 평균 대수평균 64.57[Ω-m] 2) 대수평균대지고유저항표 대지고유저항 256, ,000 64,000 32,000 16,000 8,000 4,000 2,000 1, 고유저항대수 고유저항대수평균 깊이 Log 계 Mean(L) Number (N) 1.0 M 2.0 M 3.0 M 4.0M 5.0 M 6.0 M L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N 평균대지고유저항 [Ω-Cm] 소계 계 소계 계 ,457[Ω-Cm] 주 ) L) : 대지고유저항구간의대수평균 N) : 대지고유저항구간에속하는대지고유저항치의개수 대지고유저항 ( ) = 10 대수값

34 다. 935 정거장변전소 제 2 장조사및분석 1) 측정결과 ( 단위 ;Ωm) 깊이측정지점 R(Ω) 1.0m 2.0m 3.0m 4.0m 5.0m 6.0m 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) A B C D E F 평균 대수평균 56.23[Ω-m] 2) 대수평균대지고유저항표 대지고유저항 256, ,000 64,000 32,000 16,000 8,000 4,000 2,000 1, 고유저항대수 고유저항대수평균 깊이 Log 계 Mean(L) Number (N) 1.0 M 2.0 M 3.0 M 4.0M 5.0 M 6.0 M L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N 평균대지고유저항 [Ω-Cm] 소계 계 소계 계 ,623[Ω-Cm] 주 ) L) : 대지고유저항구간의대수평균 N) : 대지고유저항구간에속하는대지고유저항치의개수 대지고유저항 ( ) = 10 대수값

35 제 2 장조사및분석 라. 938 정거장변전소 1) 측정결과 ( 단위 ;Ωm) 깊이측정지점 R(Ω) 1.0m 2.0m 3.0m 4.0m 5.0m 6.0m 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) R(Ω) 2πaR (Ωm) A B C D E F 평균 대수평균 69.18[Ω-m] 2) 대수평균대지고유저항표 대지고유저항 256, ,000 64,000 32,000 16,000 8,000 4,000 2,000 1, 고유저항대수 고유저항대수평균 깊이 Log 계 Mean(L) Number (N) M 2.0 M 3.0 M 4.0M 5.0 M 6.0 M L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N Number (N) L N 평균대지고유저항 [Ω-Cm] 소계 계 소계 계 ,918[Ω-Cm] 주 ) L) : 대지고유저항구간의대수평균 N) : 대지고유저항구간에속하는대지고유저항치의개수 대지고유저항 ( ) = 10 대수값

36 제 2 장조사및분석 3. 대지고유저항측정조사표 가.929 정거장변전소 ( 전체 ) 대지고유저항조사표 구간명 측정위치 대지고유저항측정값 (Ω-m) 1.0m 2.0m 3.0m 4.0m 5.0m 6.0m 평균 A 지역 정거장 변전소 ( 전체 ) B지역 C지역 D지역 E지역 F 지역

37 제 2 장조사및분석 1)929 정거장변전소 (A 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 9,671 9,671 7,159 8,541 7,536 6,782 평균 8,227 2)929 정거장변전소 (B 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 17,082 13,816 11,304 5,275 8,478 8,290 평균 10,

38 제 2 장조사및분석 3)929 정거장변전소 (C 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 8,164 7,034 6,782 5,526 5,652 5,652 평균 6,468 4)929 정거장변전소 (D 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 13,188 11,806 7,348 6,029 6,594 5,275 평균 8,

39 제 2 장조사및분석 5)929 정거장변전소 (E 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 15,700 16,328 13,188 13,565 5,024 4,522 평균 11,388 6)929 정거장변전소 (F 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 7,410 6,406 6,217 5,526 5,966 6,029 평균 6,

40 제 2 장조사및분석 나.931 정거장변전소 ( 전체 ) 대지고유저항조사표 구간명 측정 위치 대지고유저항측정값 (Ω-m) 1.0m 2.0m 3.0m 4.0m 5.0m 6.0m 평균 A 지역 B 지역 정거장 변전소 ( 전체 ) C 지역 D 지역 E 지역 F 지역

41 제 2 장조사및분석 1)931 정거장변전소 (A 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 8,101 6,406 5,840 6,029 3,799 4,522 평균 5,783 2)931 정거장변전소 (B 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 13,188 11,806 9,608 7,787 6,908 7,913 평균 9,

42 제 2 장조사및분석 3)931 정거장변전소 (C 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 8,792 7,787 8,101 6,280 4,082 4,898 평균 6,657 4)931 정거장변전소 (D 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 13,188 9,294 7,348 6,029 5,966 4,522 평균 7,

43 제 2 장조사및분석 5)931 정거장변전소 (E 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 16,328 17,835 5,840 5,024 2,575 4,145 평균 8,625 6)931 정거장변전소 (F 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 7,410 7,662 6,217 2,311 3,768 3,504 평균 5,

44 제 2 장조사및분석 나.935 정거장변전소 ( 전체 ) 대지고유저항조사표 구간명 측정 위치 대지고유저항측정값 (Ω-m) 1.0m 2.0m 3.0m 4.0m 5.0m 6.0m 평균 A 지역 B 지역 정거장 변전소 ( 전체 ) C 지역 D 지역 E 지역 F 지역

45 제 2 장조사및분석 1)935 정거장변전소 (A 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 12,120 9,169 6,971 5,778 5,652 4,145 평균 7,306 2)935 정거장변전소 (B 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 6,217 7,662 6,782 6,782 5,966 4,898 평균 6,

46 제 2 장조사및분석 3)935 정거장변전소 (C 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 7,410 6,029 5,840 7,285 8,164 5,275 평균 6, )935 정거장변전소 (D 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 7,536 6,406 6,029 5,526 4,396 3,278 평균 5,

47 제 2 장조사및분석 5)935 정거장변전소 (E 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 6,092 5,652 6,217 5,778 3,768 3,542 평균 5,175 6)935 정거장변전소 (F 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 5,150 5,150 5,275 4,522 5,652 4,145 평균 4,

48 제 2 장조사및분석 라.938 정거장변전소 ( 전체 ) 대지고유저항조사표 구간명 측정 위치 대지고유저항측정값 (Ω-m) 1.0m 2.0m 3.0m 4.0m 5.0m 6.0m 평균 A 지역 B 지역 정거장 변전소 ( 전체 ) C 지역 D 지역 E 지역 F 지역

49 제 2 장조사및분석 1)938 정거장변전소 (A 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 9,294 7,913 7,724 7,536 4,710 4,522 평균 6,950 2)938 정거장변전소 (B 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 6,092 6,908 5,840 5,526 5,338 4,145 평균 5,

50 제 2 장조사및분석 3)938 정거장변전소 (C 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 11,932 6,782 6,971 5,275 3,077 3,467 평균 6,251 4)938 정거장변전소 (D 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 6,531 10,802 13,188 11,555 11,304 10,550 평균 10,

51 제 2 장조사및분석 5)938 정거장변전소 (E 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 6,029 7,913 7,348 4,270 5,024 3,391 평균 5,663 6)938 정거장변전소 (F 지역 ) 대지고유저항조사표 측정깊이 (M) 비저항값 (Ω-Cm) 측정값 17,521 15,072 14,507 10,550 8,164 11,681 평균 12,

52 제 2 장조사및분석 4. 측정분석 가. 평가기준 ( 부록 #6. 기타자료, 6.1 전기방식의판정기준참조 ) 대지고유저항율에의한부식성은각학자마다약간의차이가있으므로평균치를이용 하여부식성을평가한다. NO 부식성정도 F.O Waters L.M Applegate V.A Pritula E.R Shepard ( 단위 :Ω-m) Romanoff 1 극심 0 ~ 9 0 ~ 10 0 ~ 5 0 ~ 5 < 7 2 약간심함 9 ~ ~ 50 5 ~ 10 5 ~ 10 7 ~ 20 3 중 23 ~ ~ ~ ~ 50 4 소 50 ~ ~ 1, ~ >50 5 거의없음 >100 >1,000 >100 - 일본 GAS 협회,GAS 도관 HAND BOOK P 년 TOKYO 적용 : Romanoff 나. 대지고유저항측정에대한평가 깊이별 1.0 ~ 6.0m 각지점에서측정한대지고유저항의대수평균값으로평가한다. NO 측정장소평균대지고유저항부식성 정거장변전소주변 부식성미약 정거장변전소주변 부식성미약 정거장변전소주변 부식성미약 정거장변전소주변 부식성미약 다. 분석결과 ( 단위 : Ωm) 일반적으로저항율이낮은토양중에서는매설물의부식현상이심하게일어나며, 대지 고유저항에의한누설전류의영향은정확히판단할수는없으나, 지하철레일에서누 설되는누설전류에영향을미치는누설저항은레일및토목공사에사용되는재질및 공법이동일할때대지고유저항이높을수록누설저항이증대될것이다. 즉, 대지고유저항이낮은지역은상대적으로높은지점보다누설저항이낮을것이며, 이에따라누설되는전류량은상대적으로많을것이다. 본과업의대상지역은위에서와같이전체적으로토양비저항값이부식성정도가소 로나왔다. 각깊이의평균값으로평가하면변전소주변지하매설금속체에대해미약하게 자연부식영향을주고있는것으로판단된다.

53 제2장조사및분석 토양의산성도측정 1. 측정방법가. 측정계기 : PH Meter (E.M.System Soil Tester DEMATRA Pat )[ 부록 #5.2. 측정장비참조 ] 나. 측정횟수 1회 / 측정1개소당 변전소당 6개소다. 측정방법직독식토양 PH METER (DEMETRA pat ) 로측정한다. PH는 수소이온농도의역수의대수 이며수소이온농도는금속의전위에영향을줌으로두개의전위가안정된금속을서로전기적으로연결하고그두금속을같은토양에매설할경우그금속들사이에는전류가흐르게된다. 이러한원리를이용하여 PH를알수있다. 1) 측정하고자하는위치의토양을 30Cm 굴토한후 METER의금속부분이완전히매몰되게한다. 2) 약 30초가경과한후에 PH를판독하고, PH가 4 ~ 9를벗어날때는측정지점을옮겨서다시측정하고또다시 4 ~ 9를벗어날때에만그값을인정한다. 2. 측정결과 NO 측정지점 산성도 A B C D E F 비고 정거장변전소주변 정거장변전소주변

54 제 2 장조사및분석 정거장변전소주변 정거장변전소주변 측정분석가. 평가기준 ( 부록 #6기타자료, 6.1 전기방식의판정기준참조 ) 아래도표 ( 일본 GAS도관 HAND BOOK) 에서토양의산성도가부식에미치는영향은 PH4 이하인강산성인경우부식성이급격히증가하고, PH13 이상인강알카리성인경우부식성이거의없는상태가된다. 나. 토양산성도측정에대한평가본조사에서는 PH 6.3 ~ 7.0 로일반적인부식상태를나타내는지역으로직접부식에미치는영향은거의없음을알수가있었으며일반적인토양부식상태를나타낼것으로예상된다. 다. 분석결과 PH4 이하인강산성에서는부식이심하게일어나지만본조사에서는 PH가직접부식에미치는영향은거의없어 PH에의한토양부식은우려하지않아도되며, PH에의한부식대책은별도로고려하지않아도된다

55 제2장조사및분석 관대지전위측정 (P/S) 1. 측정방법가. 측정계기 1) 고저항 ( 내부저항이 1MΩ이상 ) Recorder : 1대 E.P.R (Electronic Poly Recorder Model EPR-3521)[ 부록 #5.3. 교정검사서참조 ] 2) 포화유산동표준기준전극 (CU/CUSO4) : 1개나. 측정횟수 : 1회 /1개소당다. 관대지전위측정 1) 변전소주변에지하매설된금속체 ( 상수도관, 도시가스관, 한국가스관, 기타금속관 ) 의전위는외부로부터유입된전류가있느냐, 없느냐에따라변화하게되고그변화폭은유입전류량에따라크게차이가생긴다. 2) 지하매설된금속체에유입된전류는어느부위에서는유출되기마련이며이유출되는부위가양극 (ANODE) 으로되어심한부식 ( 전식 ) 이일어나게된다. 3) 지하매설된금속체로유입되는전류의원인즉, 전류의누설원인과지점을알게되면그원인을제거하거나방지대책설비를설치하면전식현상을감소또는해소시킬수가있게된다. 4) 전위에는자연전위와방식전위의 2가지로분류하고있으며그내용은다음과같다. 가 ) 자연전위 : 방식대상물에방식전류가유입되지않는상태에서의전위이다. 나 ) 방식전위 : 방식대상물에방식전류를통전시켜그대상물이전기방식이되는상태에서의전위이다. 라. 관대지전위측정방법 1) 각지역에서지하매설된금속체를확인하고가능한인도에서또는인도와가까운지점 (TEST BOX, 밸브맨홀 ) 에서측정리드선을인출하고포화유산동기준전극을조합전극으로하여측정한다. 2) 미주전류의영향이시간에따라다르다고생각되는장소즉, 직류전기철도에관계되는장소에대해서는측정장소를전기차가통과하고있는시간대또는직류전기의소비되는시간대에있어서시행하여야한다. 본과업구간에서는미주전류의영향즉, 직류전기철도의전기차가통과한다던가주변에직류전기사용등의영향이없는지역으로서측정시간대는주간시간에측정을할수가있었다. 3) 사용계기전위기록계 (E.P.R) 와포화유산동 (CU/CUSO4) 기준전극, 멀티테스터를준비하여각지역에서측정하였다

56 제 2 장조사및분석 4) 측정개요도는다음그림과같다. [ 지하매설금속체전위측정 (P/S) 개요도 ]

57 제 2 장조사및분석 2. 측정결과 가. 도시가스관 ( 단위 :mv) 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-3-1,500 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-4-1,130 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-6-1,350 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-7-1,400 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-8-1,360 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-10-1,170 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-11-1,100 PLP관 ( 저압 ) 코원에너지서비스 도시가스관 (Ø 200) NO-12-1,050 PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-13-1,450 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 65) NO-14-1,370 PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-15-1,050 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-16-1,300 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-17-1,050 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-18-1,100 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-19-1,150 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 65) NO-20-1,050 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 80) NO-21-1,250 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-22-1,070 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 65) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 65) NO-24-1,300 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-25-1,100 PLP관 ( 저압 )

58 제 2 장조사및분석 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 도시가스관 (Ø 100) NO-26-1,220 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-27-1,430 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-28-1,170 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-29-1,050 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-31-1,330 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-32-1,110 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-33-1,200 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-34-1,330 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-35-1,400 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-36-1,250 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-37-1,150 PLP관 ( 중압 ) 코원에너지서비스 도시가스관 (Ø 200) NO PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-39-1,000 PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-40-1,270 PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-41-1,100 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO-43 공실 [ 空室 ] PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-44-1,300 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 250) NO-46-1,050 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-47-1,200 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 250) NO-48-1,020 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-49-1,080 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-51-1,000 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO PLP관 ( 저압 )

59 제 2 장조사및분석 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 도시가스관 (Ø 100) NO-53-1,090 PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-54-1,200 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-56-1,020 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-57-1,200 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-58-1,000 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-59-1,030 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-60-1,170 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-61-1,000 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-64-1,150 PLP관 ( 저압 ) 코원에너지서비스 도시가스관 (Ø 200) NO-65-1,250 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-66-1,490 PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO-67-1,100 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 250) NO-69-1,130 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 250) NO-70-1,150 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO-71-1,180 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO-72-1,150 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO-73-1,050 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 500) NO-76-1,030 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-77-1,150 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-78-1,100 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-79-1,000 PLP관 ( 중압 )

60 제 2 장조사및분석 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 도시가스관 (Ø 65) NO PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-81-1,130 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-82-1,050 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-86-1,000 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-87-1,090 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-88-1,220 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-89-1,320 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 500) NO-90-1,180 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 500) NO-91-1,300 PLP관 ( 중압 ) 코원에너지서비스 도시가스관 (Ø 300) NO-92-1,250 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 500) NO-93-1,210 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 500) NO-94-1,000 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-95-1,000 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-96-1,220 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-97-1,130 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-98-1,100 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-99-1,090 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-101-1,150 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-102-1,030 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-105-1,050 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-106-1,030 PLP관 ( 저압 )

61 제 2 장조사및분석 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 도시가스관 (Ø 100) NO-107-1,050 PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-108-1,000 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-110-1,050 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 80) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-114-1,160 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-115-1,260 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO PLP관 ( 저압 ) 코원에너지서비스 도시가스관 (Ø 300) NO PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-121-1,150 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-122-1,150 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-123-1,140 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-126-1,020 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO-129-1,000 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 300) NO PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-133-1,000 PLP관 ( 저압 )

62 제 2 장조사및분석 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 도시가스관 (Ø 200) NO PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 125) NO-135-1,070 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 50) NO-136-1,280 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-137-1,330 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-138-1,300 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-139-1,300 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 80) NO-140-1,450 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 80) NO-141-1,270 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 75) NO-142-1,180 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-144-1,330 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO-145-1,150 PLP관 ( 중압 ) 코원에너지서비스 도시가스관 (Ø 100) NO-146-1,150 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 400) NO-147-1,150 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-149-1,650 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-150-1,750 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-151-1,150 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-152-1,130 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-153-1,230 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-154-1,300 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-155-1,410 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-157-1,150 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-158-1,250 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-159-1,300 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-160-1,070 PLP관 ( 저압 )

63 제 2 장조사및분석 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 도시가스관 (Ø 150) NO-161-1,130 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-162-1,120 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-163-1,280 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-164-1,100 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-165-1,050 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-166-1,250 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-167-1,300 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-168-1,070 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-169-1,350 PLP관 ( 저압 ) 코원에너지서비스 도시가스관 (Ø 100) NO PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-171-1,490 PLP 관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 80) NO-172-1,230 PLP 관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-173-1,280 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-174-1,130 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-175-1,330 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 100) NO-176-1,150 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-177-1,370 PLP관 ( 저압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-178-1,050 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 150) NO-179-1,120 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-180-1,170 PLP관 ( 중압 ) 도시가스관 (Ø 200) NO-181-1,570 PLP관 ( 중압 ) 소 계 180/181-1,123 측정위치 : 부록 #2 조사및측정위치도참조 방식상태 : 도시가스관 ( 전기방식 ) 나. 한국가스관 ( 단위 :mv) 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 한국가스공사한국가스관 NO-1-1,800 PLP 강관

64 제 2 장조사및분석 한국가스관 NO-2-1,950 PLP 강관 한국가스공사서울지사 한국가스관 NO-3-1,750 PLP 강관 한국가스관 NO-4-1,350 PLP 강관 한국가스관 NO-5-1,230 PLP 강관 한국가스관 NO-6-1,500 PLP 강관소계 6/6-1,597 측정위치 : 부록 #2 조사및측정위치도참조 방식상태 : 한국가스관 ( 전기방식 ) 다. 상수도관 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 ( 단위 :mv) 상수도관 (Ø 900) NO-1-2,050 아스팔트강관 상수도관 (Ø 900) NO-2-2,100 아스팔트강관 상수도관 (Ø 1,500) NO-3-1,950 아스팔트강관 상수도관 (Ø 1,350) NO 아스팔트강관 상수도관 (Ø 900) NO 아스팔트강관 상수도관 (Ø 2,200) NO 아스팔트강관 서울상수도사업본부 상수도관 (Ø 2,200) NO 아스팔트강관 상수도관 (Ø 2,200) NO 아스팔트강관 상수도관 (Ø 2,200) NO-9-1,520 아스팔트강관 상수도관 (Ø 2,200) NO-10-1,330 아스팔트강관 상수도관 (Ø 2,200) NO 아스팔트강관 상수도관 (Ø 2,200) NO-12-1,650 아스팔트강관 상수도관 (Ø 2,200) NO-13 - 상수도관 (Ø 2,200) NO-14 - 상수도관 (Ø 2,200) NO-15 - 소계 12/15-1,139 측정위치 : 부록 #2 조사및측정위치도참조 방식상태 : 상수도관 ( 전기방식 ), 단 NO-4 비방식 아스팔트강관 (T/B확인불가) 아스팔트강관 (T/B확인불가) 아스팔트강관 (T/B확인불가)

65 제 2 장조사및분석 라. 광역상수도 ( 단위 :mv) 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 한국수자원공사상수도관 (Ø 2,000) NO 아스팔트강관소계 1/1-550 측정위치 : 부록 #2 조사및측정위치도참조 방식상태 : 한국가스관 ( 전기방식 ) 마. 지역난방관 구분 매설금속체 측정위치 ( 부록 #2-4) 전위 (mv) 비고 지역난방관 (Ø 50) NO PLP 강관 ( 단위 :mv) 한국지역난방공사 ( 강남지사 ) 지역난방관 (Ø 600) NO PLP 강관 지역난방관 (Ø 250) NO PLP 강관 지역난방관 (Ø 125) NO PLP 강관 지역난방관 (Ø 125) NO PLP 강관 소계 5/5-370 측정위치 : 부록 #2 조사및측정위치도참조 방식상태 : 지역난방관 ( 비방식 ) 3. 측정분석가. 도시가스배관 1) 평가기준 ( 부록 #6. 기타자료, 6.1 전기방식의판정기준참조 ) 지하매설금속관의토양과의부식방지전위는포화황산동기준전극을기준으로 NACE 기준 (STANDARD RPO169-92) 에의해 -850mV 이하를적용한다. ( 전기방식기준 ) 규격명적정방식전위과방식한계전위 국내법규 ( 통상산업부고시제 호 ) NACE (STANDARD RPO169-92) V(-0.95) 이하 -5.0V 이상 V(-0.95) 이하 알루미늄관 : -1.2V 강관 : -2.5V 2) 측정결과에대한평가 부식방지전류가흐르는상태에는토양중에있는배관의부식방지전위는포화황산동 기준전극을기준으로 -850(mV) 이하를적용하며, 측정전위값이 -900 ~ -1,750(mV) 이므로

66 제2장조사및분석방식전위를유지하고있음을알수가있었다. 나. 한국가스배관 1) 평가기준 ( 부록 #6. 기타자료, 6.1 전기방식의판정기준참조 ) 도시가스배관과같이지하매설금속관의토양과의부식방지전위는포화황산동기준전극을기준으 + 로 NACE 기준 (STANDARD RPO169-92) 에의해 -850mV 이하를적용한다. 2) 측정결과에대한평가한국가스배관역시측정전위값이 -1,230 ~ -1,950(mV) 이므로방식전위를유지하고있음을알수가있었다. 다. 상수도배관 1) 평가기준 ( 부록 #6. 기타자료, 6.1 전기방식의판정기준참조 ) 부식방지전류가흐르는상태에서지하매설금속관의토양과의부식방지전위는포화황산동기준전극을기준으로 NACE 기준 (STANDARD RPO169-92) 에의해 -850mV 이하를적용한다. 2) 측정결과에대한평가상수도관로역시 NO-4( 청담LINE) 외모두전기방식이되어있었음. 가 ) 측정 NO-4는청담배수지로배관된관로로서 (Ø 1,350) 현재비방식관로로측정값이거의자연부식범위 (-420mV) 내에있는것으로나타났다. 전기방식설비가필요하며, 포화황산동기준전극을기준으로 -850mV 이하가되도록할필요가있는것으로판단이됨. 나 ) 측정 NO-5(Ø 900) 는종합운동장사거리위치에설치되어있는정류기의방출전류가미약한것을확인하였고그영향을받아전위가높게측정이되었다. 정류기에서출력을조정할필요가있다고판단이된다. 다 ) 측정 NO-6,7,8(Ø 2,200) 의전후단에설치되어있는정류기는현재가동중지상태로역시측정전위가높게나왔다. 정류기를점검하여방식전류가충분히방출되도록할필요가있다고판단이됨라 ) 그외나머지 [NO-1,2,3,9,10,11,12] 는측정전위값이 -900 ~ -2,100(mV) 이므로방식전위를유지하고있음을알수가있었다. 마 ) 측정 NO-13,14,15(Ø 2,200) 는 T/B확인불가 ( 공사구간내 ) 로측정을할수가없었음. 라. 광역상수도배관 1) 평가기준 ( 부록 #6. 기타자료, 6.1 전기방식의판정기준참조 ) 지하매설금속관의토양과의부식방지전위는포화황산동기준전극을기준으로 NACE 기준 (STANDARD RPO169-92) 에의해 -850mV 이하를적용한다. 2) 측정결과에대한평가광역상수도배관은과천관리단, 팔당관리단, 성남관리단의시설이있으며전기방식은되어있지만본노선근처에있는 T/B는 1개소로서측정결과전위값은높게나왔다

67 제2장조사및분석포화황산동기준전극을기준으로 -850mV 이하가되도록할필요가있는것으로판단이됨. 마. 지역난방관 1) 평가기준 ( 부록 #6. 기타자료, 6.1 전기방식의판정기준참조 ) 지역난방관은전기방식설비가되어있지않으며아래의전위를이용한부식평가기준에의해평가한다. ( 전위를이용한부식평가기준 ) ASTM( 미국 ) OTH( 영국 ) 전위 (mv,cse) 부식의확률전위 (mv,cse) 부식의확률 -200mV에서(+) 값 90% 이상부식없음 -200mV에서(+) 값 5% 이하 -200 ~ -350mV 불확정 -200 ~ -350mV 50% -350mV에서 (-) 값 90% 이상부식있음 -350mV에서 (-) 값 95% 이상 적용 : ASTM ( 미국 ) 2) 측정결과에대한평가측정값이 -350 ~ 390mV로서 -350mV이하가되어거의자연부식범위내에있는것으로나타났다

68 제 2 장조사및분석 2.3 측정결과분석 1. 분석표 변전소 구분 대지표면지전위 [mv/m] 대지고유저항 [Ωm] 토양 산성도 929정거장변전소주변 ~ 정거장변전소주변 ~ 정거장변전소주변 ~ 정거장변전소주변 ~ 6.9 도시가스 관대지전위 한국상수광역가스도상수도 지역난방 비고 - Macro Cell 에의한부식진행 - Macro Cell 에의한부식진행 - Macro Cell 에의한부식진행 - Macro Cell 에의한부식진행 지하철전노선주변 양호양호일부양호 자연부식 자연부식 - Macro Cell 에의한부식진행 2. 종합의견가. 건설되는 929정거장, 931정거장, 935정거장, 938정거장의변전소인근지역에부식성은대지표면지전위측정, 대지고유저항측정, 토양산성도측정을한결과, 일반적인토양의자연부식 (Macro Cell부식 ) 상태로서부식의영향이있는것으로나타났다. 나. 건설되는전지하철노선주변의지하매설된도시가스관, 한국가스관, 상수도관, 광역상수도관및지역난방관은대지전위를측정한결과도시가스와한국가스관은전기방식시설이되어있어방식전위가양호하나, 상수도관은 1개소 ( 청담Line NO-4) 를제외한모든지점에방식설비가되어있지만일부구간에서방식전위가높게나타났으며방식설비인정류기에서방식전류방출의조정이필요로한것으로조사되었다. 또한광역상수도관역시방식설비가되어있지만역시방식전위가높게나타났으며, 지역난방관은방식설비가되어있지않아자연부식범위내에있는것으로나타났다

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70 제 3 장전식방지대책 3.1 누설전류최소방안 3.2 지하철전식방지사전대책방안 3.3 누설전류계산 3.4 전식방지를위한종합대책

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72 제 3 장전식방지대책 제 3 장전식방지대책 3.1 누설전류최소방안 1. 지중매설금속체의전식발생가. 직류전차선로의경우레일에근접하는지중매설금속체에는저항이낮아레일에서발생되는누설전류가이들금속체에유입하여흐르며, 변전소부근에서레일로되돌아가게된다. 이때지중에매설된금속체에는전지 ( 電池 ) 작용에의해서전류를유출하며그부분이부식이되는전식을발생시키게된다. 즉, 부식이발생할수있는지중매설금속체에지속적으로소량의누설전류가유출될경우, 해당지중매설금속체의누설저항에따라전위차가발생하게되고그결과양극부의금속이이온상태로용출되어점차전해질 ( 토양, 물 ) 속으로용해되는과정에서부식이발생하게된다. 금속체지중관로의전식은주로귀선의부절연부분으로부터대지에유출하는누설전류에원인이있고아래그림 [ 그림3-1] 과같이누설전류의방향과유입, 출입상황을화살표로개괄적으로나타낸것처럼전식발생과전식방지부분을쉽게이해할수가있다. [ 그림3-1] 나. 전식의영향전기철도의전기계통이직류급전방식으로선정되고귀선으로레일을사용하는시스템이선정될경우레일자체에저항 ( 누설저항 ) 이존재하게되므로레일과대지사이에전위차가발생하게된다. 이로인해누설전류 (Ir 및 Id) 가발생하게되고지중매설금속구조물을따라흐르던

73 제3장전식방지대책누설전류가변전소부근에서흘러나가는과정에서구조물이이온상태로용해되는과정을통해배관또는철구조물의부식 ( 전식 ) 이집중되게되며, 국부적으로부식함으로특히금속관에구멍이나버려상당한피해를주게된다. 따라서전기철도의전식에서가장중요한것은레일과대지의절연성이다. 2. 누설전류경감방법변전소부근의대지상태는특성상전식가능유무만을검토할수있으며, 전기철도로부터의누설전류를경감시키려면 I, r, L 및 W의각요소에대해다음과같은대책을검토해야한다. 가.I를작게하는방법부하전류 I를작게하기위해서는공급전압을승압시켜야하나, 본사업은도시철도로서 1,500V로선정이되어있다. 전기철도의전기방식은직류식과교류식으로나누며, 유도장애가없는직류식을주로사용한다. 나.r을작게하는방법레일의저항을작게하기위해서굵은레일을사용하는것이좋으나, 본사업은도시철도로서중량 60Kg/m의레일방식을사용한다. 레일의길이가길수록접속부분이적어지므로, 저항값은적어지나운반이나취급상불편하다. 또한보조귀선의사용이나 Cross Bond의증설등이고려되어야할것이다. 다.L을작게하는방법누설전류 I는 에비례한다. 기본계획당시에변전소간격은확정하게되므로확정된변전소간격으로하고타방법에서누설전류경감방법을찾도록한다. 라.W를크게하는방법레일과대지간의절연저항을크게하여누설전류가발생치않게하는방법으로서일정한값이상의절연저항을갖는레일체결장치를사용하고, 궤도공사, 토목공사에만전을기하여누설저항계수 W를크게만드는방법이다

74 제 3 장전식방지대책 3.2 지하철전식방지사전대책방안 1. 전식방지기본방향 전식방지세부내용 1. 변전소의간격단축 2. 누설저항증대가.RAIL체결장치의절연PAD 사용나. 침목의저항증가다. 도상상태를양호하게유지라.TUNNEL 배수 3. 귀선저항의경감가.RAIL 용접상태양호나.RAIL BOND 양호다. 보조귀선의설치라. 보조 RAIL의설치마.CROSS BOND 설치 4. 직류계통의비접지 ( 직류기기등의절연판위설치 ) 서울 2 기 인천 1 호선 타도시 인천송도선 대전 인천 2 호선 대구 1 호선연장 적용적용적용적용적용적용 적용적용적용적용적용적용 가. 나 적용 가. 나 적용 가. 나 적용 가. 나 적용 가. 나 적용 가. 나 적용 추진방향 기본계획시수전점, 역사위치, 급전계통등 과연계하여결정. 궤도설계시검토. 토목시공시적극반영. 궤도및신호설비의기 본계획과시공에적용. 보조귀선및 RAIL 장치 는국내에서는채택치 않음. 적용적용적용적용적용적용기기제작시방에반영 5. 배류시설을위한관로배관적용적용적용적용적용적용 최단거리배관및배선 후, 배류시설설치고려 6. 누설저항계수조사신설구간의누설저항계수를측정조사 7. 변전소위치의지전위, 대지고유저항, PH조사 8. 도상철근설치및배류선인출 적용적용적용적용적용적용 적용적용적용적용적용적용 적용적용적용적용적용적용 건설후정상운전시 별도조사추진 전식영향환경조사및 분석, 평가 토목기초시공시에설치 함. 궤도공사, 전기공사

75 제 3 장전식방지대책 2. 전식방지업무처리흐름도 3.3 누설전류계산 1. 누설전류분포레일을흐르는전류및누설전류의분포는전기차의위치, 전기차전류, 변전소간격, 누설저항분포등에의존하고짧은시간동안에도변화가심하여실제의누설전류분포를계산에의해구하는것도곤란하다. 예를들어아래그림 [ 그림3-2] 과같이귀로주행레일거리는누설전류의분포 [ 그림3-3] 와같이되는데이같은간단한회로에대해서도그분석은용이하지않다. 그러나실제의누설전류분포가정확히계산되지않더라도간단한경우에대해서의계산을실시함으로서누설전류의성질을파악할수가있고전기차설비와의관계를아는것은누설전류대책의기본이된다. [ 그림 3-2]

76 제 3 장전식방지대책 [ 그림 3-3]

77 제3장전식방지대책 2. 누설전류계산적용사항 가. 양변전소간거리 NO 변전소및 STATION 거리 [Km] 1 신논현역 (27K225.00) ~ 929정거장 (30K545.00) 3K 정거장 (30K545.00) ~ 931정거장 (33K346.50) 2K 정거장 (33K346.50) ~ 935정거장 (36K740.60) 3K 정거장 (36K740.60) ~ 938정거장 (40K810.00) 4K 나. 누설저항 (W) 누설저항 (Ω-Km) ( 동경전식방지대책위원회참고 ) 구분 종류 신간선 재래선 국철 신선 지하철선 병용궤도 범위 0.8~6.4 8~ ~ ~ ~ 대표값 다. 레일저항 (r) 레일저항, 궤도의저항및그에상당하는전선조수 ( 동경전식방지대책위원회참고 ) 구분 레일종별 (Kg/m) N 50N 60N 레일 1m 의저항 (μω/m) 본드등을포함하는단선 1Km 의저항 (1/W)Ω/Km 본드등을포함하는단선 1Km 의저항 ( 실용치 )Ω/Km 레일저항에상당하는전선조수 W는레일 1m의중량이고, 레일저항에상당하는전선수는동선의경우 325mm2, 알루미늄선은 510mm2를기준으로하며저항값은모두 0.056[Ω/Km] 이며, 레일저항에상당하는전선수는레일이 1조당 2개이므로레일종별 1개와 2개에대한레일저항값에상당하는전선가닥수임. 레일종별 60N, 본드등을포함하는단선 1Km의실용치저항 [Ω/Km] 을적용함

78 제 3 장전식방지대책 3. 누설전류계산가. 레일저항상기 2. 다. 에서레일저항은 60N으로서 r = 이며이값은단선1Km의저항이므로 상하선이병렬회로로되므로실제레일저항은 로적용한다. 나. 운전전력변전소운전공급전력은아래씨므레이션유효전류값을적용하여계산을하도록한다. 다. 누설저항누설저항값은 0.08 ~ 37(Ω-Km) 이며, 대표값이 10(Ω-Km) 이다. 건설직후는절연성능이양호하나시간이흐르면서절연재료가탄산화, 건조수축, 건습반복, 온도변화, 물리적화학적특성, 팽창또는하중의작용등으로성능이최악의상태가될수가있으나모든부분에대하여전식방지대책 [ 제3장, 3.4 전식방지를위한종합대책참조 ] 을세우므로레일대지간절연이최악의상태가되지는않을것이다. 상기 2. 나. 누설저항 (W) 에따라 1) 절연이최악인조건인경우, 2) 절연의대표값인경우, 3) 절연이양호한조건인경우로나누어예상되는누설전류를계산하며, 실제누설전류값은누설저항값에따라서변수가크기때문에사후에누설전류값을측정 ( 가배류시험 ) 하여배류기용량을선정하는것이타당하다고판단이된다. 라. 누설전류계산 양쪽직류변전소간의중앙에단위부하가있는경우로서구간별누설전류를계산한다. 1) 신논현역 ~929정거장 (3.320Km) 양쪽직류변전소간의중앙에단위부하가있는경우 2)929정거장 ~931정거장 (2.8015Km) 양쪽직류변전소간의중앙에단위부하가있는경우 3)931정거장 ~935정거장 (3.3581Km) 양쪽직류변전소간의중앙에단위부하가있는경우 4)935정거장 ~938정거장 (4.1054Km) 양쪽직류변전소간의중앙에단위부하가있는경우

79 제3장전식방지대책가 ) 신논현역 ~929정거장간예상누설전류 직류부하전류는 2,735(A)[(2,477+2,993)/2=2,735(A)] 로하고, 계산값은 ( 상기 3. 가. 참조 ) 로한다. 누설저항 (W) 계산값 가 ) 절연이최악인조건인경우 w = 0.08(Ω-Km) 나 ) 절연의대표값인경우 w = 10(Ω-Km) 다 ) 절연이양호한조건인경우 w = 37(Ω-Km) 누설전류 = = = (A) 누설전류 = = = 1.88(A) 누설전류 = = = 0.51(A) 나 )929 정거장 ~931 정거장간예상누설전류 직류부하전류는 3,054(A)[(2,993+3,115)/2=3,054(A)] 로하고, 계산값은 ( 상기 3. 가. 참조 ) 로한다. 누설저항 (W) 계산값 가 ) 절연이최악인조건인경우 w = 0.08(Ω-Km) 나 ) 절연의대표값인경우 w = 10(Ω-Km) 다 ) 절연이양호한조건인경우 w = 37(Ω-Km) 누설전류 = = = (A) 누설전류 = = = 0.98(A) 누설전류 = = = 0.27(A)

80 제 3 장전식방지대책 다 )931 정거장 ~935 정거장간예상누설전류 직류부하전류는 3,180(A)[(3,115+3,245)/2=3,180(A)] 로하고, 계산값은 ( 상기 3. 가. 참조 ) 로한다. 누설저항 (W) 가 ) 절연이최악인조건인경우 w = 0.08(Ω-Km) 나 ) 절연의대표값인경우 w = 10(Ω-Km) 다 ) 절연이양호한조건인경우 w = 37(Ω-Km) 계산값 누설전류 = = = (A) 누설전류 = = = 2.24(A) 누설전류 = = = 0.61(A) 라 )935 정거장 ~938 정거장간예상누설전류 직류부하전류는 2,968(A)[(3,245+2,691)/2=2,968(A)] 로하고, 계산값은 ( 상기 3. 가. 참조 ) 로한다. 누설저항 (W) 가 ) 절연이최악인조건인경우 w = 0.08(Ω-Km) 나 ) 절연의대표값인경우 w = 10(Ω-Km) 다 ) 절연이양호한조건인경우 w = 37(Ω-Km) 계산값 누설전류 = = = (A) 누설전류 = = = 3.13(A) 누설전류 = = = 0.84(A)

81 제 3 장전식방지대책 5. 누설전류계산결과 구 간 누설전류 누설저항 누설전류 [A] ( 상기 나. 누설저항 (W) 값적용시 ) 0.08 (Ω-Km) 10 (Ω-Km) 37 (Ω-Km) 비고 신논현역 ~ 929 정거장 정거장 ~ 931 정거장 정거장 ~ 935 정거장 정거장 ~ 938 정거장 위에서와같이누설전류계산결과절연조건에따라서 0.27~ (A) 의차이가있음을알수가있다. 통상건설직후는절연재료의양호한성능에의해누설전류발생은미미할것이나, 경년에따라레일의절연저항열화로누설전류발생량은상승할것이다. 따라서건설후지하철운행시정기적으로사후조사를실시하여적절한사후대책 ( 배류기설치 ) 을세우도록하여야할것으로판단된다. 본과업에사후대책을위하여제3장, 3.4 전식방지를위한종합대책에 1) 도상철근을포설하여누설전류를포집할것. 2) 도상철근에서 Cable인출및배류케이블을설치할것. 3) 측정단자함을설치할것등을제시하도록한다

82 제 3 장전식방지대책 3.4 전식방지를위한종합대책 개요 1. 전식을방지하기위하여는전철측에서대지로의누설전류를적게하기위한대책을 세워야한다. 변전소부근의대지상태는특성상전식가능유무만을검토할수있으며, 근본적으로 전식의피해를방지하기위하여는전철로부터누설되는누설전류를최소화시켜야하며, 누설전류가발생이된다면누설전류를산출하는식 I 의 4 가지요소에따라달라짐을알수가있다. 으로부터 및 그러므로대책반영으로 와 은주어지는값이고변수로서 ( 레일저항 ) 과 ( 레일누 설저항 ) 를검토하여반영토록할필요가있다. 2. 누설전류를적게하기위하여다음과같은대책을세우도록한다. 가. 주행레일은절연체결구, 침목은절연패드를적용하여대지와절연을유지하여야한다. 나. 주행레일은전기저항을관련규정에맞도록시공하고, 일정거리마다크로스본딩을하여 저항을적게하여야한다. 다. 전차선은절연지지애자를이용하고, 전차선로의지지대는절연재료의 Insert 를이용 하여설치하며, 철근에접촉되지않도록시공한다. 라. 전차선로와주행레일에연결되는케이블 (Positive, Negative) 은적절한절연케이블을 사용하고, 접지봉또는매쉬접지에서수직으로연결되는케이블을포함한모든접지 케이블은 600V 이상의절연된케이블을사용한다. 마. 변전소직류배전반 ( 직류계통의비접지 ) 은에폭시로절연된바닥에설치고, 64( 지락 과전압계전기 ) 를설치하여절연파괴를감시하도록한다. 바. 도상철근을포설하여누설전류를포집하고, 도상철근에서 CABLE 인출및배류케이블을 설치한다. 사. 측정단자함을설치하여누설전류를모니터링할수있도록한다. 아. 주행레일의대지전압은일정값이상이되지않도록한다

83 제3장전식방지대책 누설전류억제대책 1. 주행레일절연가. 주행레일은절연체결구, 침목은절연패드적용하여대지와절연할것. 1) 주행레일은전기차가견인구동을하고변전소로전류를회귀시키는귀로회로로사용이되고있기때문에이주행레일은대지와절연을유지하여야한다. 주행레일과대지간의절연을위하여아래 [ 표3-1] 에서와같이체결장치를체결한침목의좌우레일간의절연저항은제작공장에서측정한값이일정값 5,000,000[Ω] 이상이되어야하며, 레일의절연PAD는개당약7.06[MΩ] 이상 [ 아래계산참조 ] 의절연저항값이되어야한다. 철도청 PC침목설계시방서체결장치를체결한침목의좌우레일간의절연저항은제작공장에서 DC500V급절연저항계로측정하여 5,000,000[Ω] 이상이되어야함 [ 표3-1] 2) 이주행레일은대지간에일정값이상의절연을유지하지못할경우 ( 절연저하 ) 변전소로귀로하는전류일부가대지로흘러미주전류가되면서노선주변의지하매설금속체에전류유입이되고이지하매설금속체를따라변전소근방에서유출하여전식피해를일으키며변전소로귀로하게된다. 3) 설계계산 [ 주행레일 1km 누설전류 ] 가 ) 조건 - 주행레일침목간격 : 680mm - 레일침목간격 : 개소당 4개 - 레일의최고전압 : 120V IEC 항 DC견인영구적조건 신체접촉전압은한계가 60V이어야하는작업장또는이와유사한장소를제외하고 120V를초과하지않아야한다. [ 표3-2] 상기표 [ 표3-2] 에의하면 120[V] 이하로하도록되어있음. 레일에는 120[V] 가상시걸리는것이아니므로최악의조건을전제로하여계산함. - 허용누설전류 : 주행레일의누설전류는전차선의누설전류보다는클것이나주행레일의누설전류는규정에따라 [ 표3-3참조 ] 를적용하여보다악조건인경우로계산한다. 통상적으로주행레일과전차선의절연저항관계는전차선이주행레일보다약 10배정도클것이고, 이조건은주행레일의누설전류가전차선의

84 제 3 장전식방지대책 누설전류보다 10배정도크다는것이다. 전기설비기술기준및판단기준제259조 ( 직류식전기철도용전차선로의절연저항 ) 직류식전기철도용전차선로의절연부분과대지사이의절연저항은사용전압에대한누설전류가궤도연장 1Km마다가공직류전차선 ( 강체조가식을제외한다 ) 은 10 ma, 기타의전차선은 100 ma를넘지아니하도록유지하여야한다. [ 표3-3] 나 ) 계산 (1)R은레일침목 1개당저항 r을레일과대지간합성저항이라하면합성저항 r은그림 [ 그림3-4] 과같다. [ 그림3-4 ] (2) 상기표 [ 표3-3] 에서요구하는 100[mA] 이하에만족을하기위한레일침목의합성저항값 [Ω/Km] 을구하여보면, 누설전류 이되고, 합성저항 가되므로 Ω 가된다. V : 레일대지전압 (V) r : 합성저항 [Ω-Km] (3) 합성저항을 r이라하면 Ω 이되고레일침목 1개의저항을 R 이라하면 R = N r 이된다. R = 5,883 1,200 = 7,059, [MΩ] 가된다. N : 침목레일수량 [ 개 ]

85 제 3 장전식방지대책 주행레일침목 개소당레일침목수량 개 구간내레일침목수량 개 R : 레일침목 1개의절연저항 [Ω] 위계산에의하면주행레일 1Km에서누설되는누설전류가 100[mA] 이하가되기위하여는레일침목절연저항값이개당 7.06[MΩ] 이상이되어야하며, 본과업에서는 7.06[MΩ/ 개당 ] 이상이되도록한다. 나. 주행레일의설치시기준절연저항값이상으로설치할것. 1) 침목 1개의절연저항은크지만수많은침목을설치하고주행레일과대지간의절연저항을측정한다면수많은침목이병렬회로를구성하기때문에합성저항값은낮아지게되고실제현장에설치하게되면종합적인설비로서레일과대지간누설저항은더욱낮아지게될것이다. 2) 레일누설저항값은누설전류발생과직결되며, 발생되는누설전류는타시설물에대하여전식영향을주게된다. 3) 주행레일의대지간절연저항은 DC500V급절연저항계로측정하여위계산식에서얻어진값 1,200[Ω/Km] 이상이되어야함. 2. 주행레일의저항최소화가. 주행레일의전기저항을관련규정에맞도록시공할것. 1) 주행레일은귀선의대부분을구성한다. 레일의종별은단위길이당중량 [Kg/m] 으로나타내고본사업에는 60[Kg/m] 이적용되고있다. 주행레일 (60N) 은저항값을적게하여구동전류를변전소로귀로시키기위한귀로회로로서저항값은 0.015(Ω/1Km) 로한다.[3.3누설전류계산 2. 다. 레일저항 (r) 참조 ] 2) 주행레일의전식방지를위한귀선의시설로서다음 [ 표3-4] 과같이용접을한다. 전기설비기술기준및판단기준제263조 ( 전기부식방지를위한귀선의시설 ) 1직류귀선의궤도근접부분이금속체지중관로와 1[Km] 안에접근하는경우에는금속제지중관로에대하여전식작용의장해를방지하기위하여그구간의귀선은제264조이외에는다음에의하여시설하여야한다. ᄀ귀선은부극성으로할것. ᄂ귀선용레일이음매의저항값합은그구간의레일자체저항의 20[%] 이하로유지하고하나의이음매저항은레일길이 5[m] 의저항에상당한값이하일것. ᄃ귀선용레일은특수한곳이외에는길이 30[m] 이상이되도록연속하여용접할것. 다만, 단면적 115[ mm2 ] 이상, 길이 60[Cm] 이상의연동연선의본드2개이상을용접하거나볼트로조여붙임으로서레일의용접에갈음할수있다. [ 표 3-4]

86 제3장전식방지대책나. 주행레일을일정거리마다크로스본딩하여주행레일의저항을적게할것. 1) 주행레일의좌우레일, 또는상하선을묶는것을크로스본딩이라하며, 상하선에는전기차부하의위치및전류의변화등으로레일대지전위가각각다를수가있고이전위차가전식에영향을줄수가있어크로스본딩으로레일전위를등전위화시킬필요가있어아래 [International Conference on Electric Railways in a United Europe FIG.3] 과같이 1,000m 내외에설치하도록한다. 2) 아래그림 [ 그림3-7] 과같이주행레일을크로스본딩을하면레일저항은감소하게되어귀선의저항을그만큼줄일수가있다. 3) 설계타당성 [ 크로스본딩 ] 가 ) 레일대지전위상선, 하선에발생되는레일대지전위차가커지는것을줄이고상선, 하선을공히등전위가되게함으로서어느한부분에서급격한누설전류가유출되는레일전식을방지할수가있다. 본딩전 [ 그림 3-5] 본딩후 [ 그림 3-6]

87 제 3 장전식방지대책 나 ) 레일저항 r = + + [ 그림 3-7] = 크로스본딩갯수 = 상기그림을이해하고계산식을구해보면, 레일크로스본딩을하여레일의저항을줄일수가있고, 귀선전류용량이커지게되는것을알수가있다

88 제 3 장전식방지대책

89 제 3 장전식방지대책 3. 전차선로의절연 가. 전차선은절연지지애자를이용하여설치할것. 1) 전차선은비상시또는고장으로인위적으로단선시키지않는한전기의차단이없는 연속적인트롤리와이어로되어있고구조물이나대지와완전히절연이되어야한다. 2) 이전차선은지지애자에의해절연이되며, 이절연지지애자는대지간에일정값 이상의절연을유지하여누설전류가발생치않게한다. 3) 설계계산 [ 전차선 1km 누설전류 ] 가 ) 계산식 R 은절연지지애자 1 개당저항 r 을전차선 1Km 의대지간저항이라하면 r 은상기그림 [ 그림 3-4] 과같다. 나 ) 계산 (1)1Km 당전차선의누설저항 전기설비기술기준및판단기준제 259 조에의하면사용전압에대한누설전류가연장 1[km] 에대하여 100[mA] 를초과하지않아야하므로 단, : 누설저항 V : 사용전압 (V DC) I : 누설전류 [A] 그러므로 1[km] 당 15,000[Ω] 이상의누설저항을유지하여야한다. (2) 지지애자개당절연저항 1 조건 2 계산 - 지지애자간격 : 5.0 m - 운전전압 :V = 1,500 (V DC) - 허용누설전류 : I =100[mA]/1Km 단, R : 절연저항 n : 지지애자수량 : 누설저항 I : 누설전류 [A] 1[km] 구간내지지애자수 : n =

90 제 3 장전식방지대책 그러므로 1[km] 당누설저항 : Ω R = ,000 = 3,000,000[Ω] 3.0[MΩ] 계산상으로는지지애자 1 개당 3.0[MΩ] 이상의절연저항을유지하면되며, 실제지지애 자 1 개당절연저항은수십만 [MΩ] 이상이므로만족하는것으로본다. 나. 전차선로의지지대는 Insert( 절연매립전 ) 를이용하여설치하고, 철근에접촉되지않 도록시공할것. 1) 전차선로와대지간의절연저항을유지하는목적 2) 특히금속제 Insert 인경우철근과접촉하는경우철근에서전류가이 Insert 를통하여 다른시설물에도통이되고표유전류가되어도전로 ( 導電路 ) 를형성하며여러가지전식 피해를주게되므로이 Insert 의재질은아세틸수지또는폴리아세틸렌등과같은절 연재료이어야하며, 유의하여시공하여야한다. 4. 케이블절연및보호 ( Positive, Negative, Grounding) 가. 전차선로와주행레일에연결되는케이블 (Positive, Negative) 은적절한절연케이블을 사용할것. 1) 전차선로와주행레일에연결되는케이블은 KSC 규격제품을적용하며, 정극 (+) 급전케이블 및부극 (-) 급전케이블은저독성절연연동선을사용한다. 2) 전차선로및주행레일에연결되는케이블을합성수지관으로배선하는경우, 합성수지관 배선은중량물의압력또는현저한기계적충격을받을우려가없도록시설하여야한 다. [ 전기설비기술기준의판단기준제 183 조합성수지관공사참조 ] 3) 배류시설을위한출력선은합성수지관공사 ( 직매시에는 ELP 전선관 ) 를하여야한다. 금속관배선의경우배선피복손상시오히려전식피해가확대되기때문이다. 나. 접지봉또는매쉬접지에서수직으로연결되는케이블을포함한모든접지케이블은 600V 이상의절연된케이블을사용할것. 1) 접지의목적은전력계통에고장전류 ( 지락또는단락 ) 나뇌격전류유입에대해전기기 기를보호하고, 지표면상국부적인전위경도에서감전사고에대한인체감전사고방 지목적과계통회로의전압에서보호계전기의동작안전과정전차폐효과를유지하기 위한목적으로시행이되어야한다. 2) 접지케이블은접지용 (GV) 전선 [ 도체는전기용연동선, PVC 절연체로선심식별은녹색 ] 을사용하고, 지락전류용량에견딜수있는충분한굵기와기계적강도를필요로하 므로규격선정시충분한검토를하여야한다

91 제 3 장전식방지대책 5. 변전소직류배전반절연 가. 변전소직류 PANEL( 직류계통의비접지 ) 은에폭시로절연된바닥에설치할것. 1) 필요성및목표 직류계통의비접지기기의바닥을절연함으로서대지와절연된직류급전회로를구성 하며, 궤도절연장치와연계된절연회로를구성하여누설전류가발생치않도록하고 누설전류를억제하여누설전류에의한영향으로지중매설금속체의전식이발생되는 것을방지하도록한다. 2) 절연저항검토 변전소내부직류기기의바닥절연저항은사용전압에대한바닥누설전류가 100[mA] [ 상기표 3-3 참조 ] 를초과하지않아야하므로 단, : 누설저항 (Ω.Km) V : 사용전압 (V DC) I : 누설전류 [A] 그러므로 15,000[Ω.Km] 이상의저항을유지하여야한다. 3) 적용할에폭시수지절연성능시험 에폭시수지바닥절연성능시험을시공전에실시하여야하며, 변전실바닥이고르지 않을것을감안하여설치두께는 10mm 이나성능시험시에는에폭시수지성형절연체 의두께를 5 ~ 6mm 정도로하며, 알루미늄판위에부착하여이알루미늄판을 (+) 전극 으로동판을 (-) 전극으로사용하여내전압시험 [AC 25KV] 1 분간, 절연저항시험 [1,000V 메가사용 ] 을시험기관에시험을의뢰토록한다. 이때에절연저항값은 2,000,000[Ω] 이상이고, 내전압시험시이상이없어야한다. EPOXY 수지절연성능 최근서울시메토로 9 호선예 ( 부록 #6. 기타자료 6.2 시험성적서참고 ) 시험항목단위시험치시험방법 내전압 (25Kv, 1min) - 이상없음 절연저항 Ω ASTM D 149:1997 4) 바닥절연재시공바닥절연재시공은다음에의한다 [ 그림3-8, 9 참조 ]. 가 )EPOXY 수지에의한성형절연체구성으로하고, 설치두께는 10[mm] 이상으로서설치는직류기기주변 1.0[m] 범위까지적용하며직류정류기및직류고속도차단기반바닥에설치한다

92 제3장전식방지대책나 ) 시공면의에폭시표면처리시공방법 (1) 접착력을향상시키기위해서는표면에부착된불순물, 오물, 레이탄스, 수분등을제거해야우수한접착력을발휘한다. (2) 에폭시처리시에는표면에결착되지않은모래나기타잡물을완전히제거한다. (3) 유지분을유기용해제로완전히제거한다. (4) 콘크리트바닥이많이패인곳은신속히굳어지는에폭시몰탈로충진후시공한다. (5) 콘크리트표면이부식, 노화또는요철이있는경우나시공상에지정두께보다깊을경우별도로몰탈을하여경화시킨후시공해야한다. 5) 바닥절연및매립베이스설치시공방법 [ 그림 3-8] [ 그림3-9] 가 ) 매립베이스를설치하기위한기초콘크리트작업을위해서 70mm높이로남겨두고바닥콘크리트양생작업을한다. 나 ) 콘크리트양생후찬넬베이스형상으로거푸집을제작하여앙카지점에맞게놓고주위에콘크리트를부어양생시킨다.[ 거푸집제작시 Size는단면 (140 70) 으로제작한다 ]

93 제 3 장전식방지대책 다 ) 모든콘크리트양생후거푸집을떼어내어그안에 1 차에폭시를 10mm 두께로주입 후경화시킨다. 라 ) 경화된에폭시위에찬넬베이스를놓고 2 차에폭시를찬넬윗면 ( 지면과일치 ) 높이 로부어경화시킨다. 마 ) 에폭시마감처리후납품된정류기및직류고속도차단기반을찬넬베이스위에놓 고볼트로고정시킨다. 나. 변전소직류 Panel 에 64( 지락과전압계전기 ) 를설치하여절연파괴를감시하도록할것. 1) 필요성 고속도차단기반과정류기에는 64 계전기 ( 지락과전압계전기 ) 를설치하여외함과바닥사이 에바닥절연재가일정값이상의절연저항을유지함으로서누설전류를차단시킨다. 2) 바닥절연재절연저항검토 변전소접지저항값을 2[Ω] 로시공이되었을경우를가정하고, EPOXY 의절연저항값 은 2[MΩ] 로검토를한다. 가 ) 고속도차단기반바닥절연재적용 (1)EPOXY 절연저항 2[MΩ] 에대한누설전류검토 고속도차단기반외함과접지사이에 64 계전기 ( 지락과전압계전기 ) 가설치되면계전기 설정범위는 80~160A 이므로 80A 로 Setting 될시배전반에상승할수있는전압값 에는제한이있다. 외함에유기될수있는최대전압은 Ω 가되며이이상이되 면계전기가동작하여차단기를개방한다. 이때누설전류를계산해보면에폭시절연저항값을 2[MΩ] 이상으로서최저 2[MΩ] 를적용한다면 하였을때약 되지않을것으로본다. 나 ) 정류기바닥절연재적용 가되어기술기준전차선 1[Km] 당 100[mA] 와비교 수준의상당히우수한값으로평가가되며, 거의누설전류는발생 (1)EPOXY 절연저항 2[MΩ] 에대한누설전류검토 정류기보호용지락계전기의 Ground Trip Setting 이 5 ~ 20 VDC 이므로 Setting 을 5V 로할시이이상이되면계전기가동작하여차단기를개방한다. 이때누설전류를계산해보면에폭시절연저항값이 2[MΩ] 이상으로서최저 2[MΩ] 를적용한다면, 가되어 전기설비기술기준 및판단기준에의거전차선1[Km] 당 100[mA] 와비교하였을때약 수준의

94 제 3 장전식방지대책 상당히우수한값으로평가가된다. 6. 도상철근및배류케이블설치가. 도상철근을포설하여누설전류를포집할것. 1) 도상철근의저항값변전소로부터공급된전류가전차선을통해부하및주행레일을따라서귀로하게되는데귀로과정에서대지와의절연이저하될때에는이귀로전류의일부가대지로누설되어흐르게된다. 이누설전류는표유전류가되어저항값이낮은곳으로흐르게되며, 그근방에지하매설관이있는경우이지하매설관을통하여흘러변전소근방에서다시주행레일에유입되어귀로를하게된다. 이때에이표유전류는그흐르는전류량에해당되는불필요한일 ( ) 을하여전력소모가되는에너지낭비가되고, 인근지하매설관에는전류유입유출에따른유출점에서전식을일으키게되므로누설전류가발생되지않도록별도의대책이강구되어야한다. 전기철도의회로를간단히그리면아래그림과같으며전원으로부터공급된전류가가압선및부하와 Rail을통해귀로하게되며귀로과정에서타시설물에영향을주는것이다. 일단누설된전류는가장저항이적은경로를통해귀로하게되므로 1차적으로고려하게되는것이누설전류의대부분을차지하고있는 Rail 바로밑의도상철근이다. 2) 도상철근배근도 [ 그림 3-10] [ 그림 3-11]

95 제 3 장전식방지대책 3) 저항계산 가 ) 도상철근저항값계산 Ω ² ² = 일때 Ω ( 종철근 1개의저항 ) 아래그림에서누설전류 가철근 A 에유입되어전원점으로귀로하는귀로의합성 저항 는다음과같다. 따라서 ² ² = = Ω Ω 가된다. [ 그림 3-12] 나 ) 각변전소간도상철근합성저항값계산 구간 계산값 도상철근용접할경우도상철근합성저항 ( 상, 하선 ) (1) 신논현역 ~ 929정거장 (3.3200Km) (2)929정거장 ~ 931정거장 (2.8015Km) 0.830[Ω] 0.700[Ω] 0.415[Ω] 0.350[Ω]

96 제 3 장전식방지대책 구간 계산값 도상철근용접할경우도상철근합성저항 ( 상, 하선 ) (3)931정거장 ~ 935정거장 (3.3911Km) (4)935정거장 ~ 938정거장 (4.0694Km) 0.848[Ω] 1.017[Ω] 0.424[Ω] 0.508[Ω] 4) 도상철근포설시유의사항가 ) 도상철근은레일바로밑에종철근 (Φ16) 2개를포설하고일정한간격으로횡철근 (Φ10) 을설치하여레일에서누설되는전류를포집한다. 나 ) 이포집된전류는종철근을따라부하에서가까운변전소측으로흐르며접속된도상철근에서인출한케이블을통하여변전실로직접귀로시키게되므로종철근의상호접속및종철근과횡철근의접속은전기저항이생기지않도록전기용접을하여야한다

97 제 3 장전식방지대책 5) 도상철근이용누설전류포집회로 [ 그림 3-13 ]

98 제 3 장전식방지대책 나. 도상철근에서 CABLE인출및배류케이블을설치할것. 1) 철근과케이블의허용전류용량추적가 ) 철과동의전기전도도 철 ] mm2 동 mm2 동 / 철 배 나 ) 철의허용전류검토 철근의허용전류를전기전도도비율로추정하면 ( 동의단위면적당허용전류를 3 [A/ mm2 ] 기준함 ) (1) 철근의단위허용전류 : (2) 철근의단면적계산 1 철근 D13 인경우 ² [ mm2 ] 철의허용전류 (13 mm 2 본 ) = [A] 가된다. 2 철근 D16 인경우 ² 철의허용전류 (16 mm 2 본 ) = A] 가되고, 철의허용전류 (16 mm 4 본 ) = [A] 가된다. 3 철근 D19 인경우 ² 철의허용전류 (19 mm 2 본 ) = [A] 가된다

99 제3장전식방지대책다 ) 동의허용전류 [KS C IEC :2004 기준 ] (0.6/1KV CV, F-CV, FR-8, F-FR-8 CABLE) 주위온도 30 굵기 [ mm2 ] 허용전류 [A] 바깥지름약 [mm] 단위면적당전류 [A/ mm2 ] ) 도상철근에서 CABLE인출및배류케이블선정 [ 누설전류계산참고 ] 가 ) 신논현역 ~ 929정거장누설전류는레일과대지간의누설저항과변전소간거리의제곱에비례하여커지게되며, 누설전류계산결과최악의경우누설전류값이 [A] 가되어도상철근은레일당 본으로하며, 이때케이블용량은상기표에서 0.6/1KV F-CV150 mm2-1c[ 기계적강도및충분한요율적용 ] 이적절하고상하선을동일케이블로사용시역시 0.6/1KV F-CV150 mm2-1c가적절할것으로판단이된다. 나 )929정거장 ~ 931정거장누설전류계산결과최악의경우187.26[A] 가되며, 도상철근은기계적강도등을감안하여레일당일률적으로 본으로선정하고, 이때케이블용량역시상기표에서 0.6/1KV F-CV70mm2-1C 이면되나, 기계적강도와누설전류포집용의중요성을감안하여굵기를 0.6/1KV F-CV150mm2-1C 으로선정한다. 또한상하선을동일케이블로사용시역시 0.6/1KV F-CV150mm2-1C의선정이적절할것으로판단이된다. 다 )931정거장 ~ 935정거장누설전류계산결과최악의경우 [A] 가되며, 도상철근의기계적강도등을감안하여레일당일률적으로 본으로선정하고, 이때케이블용량역시기계적강도와누설전류포집용의중요성을감안하여굵기를 0.6/1KV F-CV150mm2-1C 으로선정한다. 상하선을동일케이블로사용시역시 0.6/1KV F-CV150mm2-1C의선정이적절할것으로판단이된다. 라 )931정거장 ~ 935정거장실제누설저항은이처럼낮아지지는않겠지만최악의조건을전제로하여누설전류를계산한결과 [A] 가되며, 도상철근의기계적강도등을감안하여레일당일률적으로 본으로선정하고, 이때케이블용량역시기계적강도와누설전류포집용의중요성을감안하여굵기를 0.6/1KV F-CV150 mm2-1c 으로선정한다. 상하선을동일케이블로사용시역시 0.6/1KV F-CV150mm2-1C 의선정이적절할것으로판단이된다

100 제3장전식방지대책 3) 도상철근에서 CABLE 인출및배류케이블적용위에서 [ 누설전류계산적용사항나. 누설저항 (W)] 를참고하여누설저항이 0.08 [Ω-Km] 인때를기준으로하여도상철근에서 CABLE 인출시및배류케이블포설시케이블 SIZE를선정한다. 정거장 분류 변전소간발생예상누설전류 [A] ( 누설저항최악의경우 ) 도상철근 ( 레일당 ) 0.6/1KV 케이블 SIZE 선정 [ mm2 ] 인출선 (2) 배류선 (1) 비고 신논현역 929정거장 931정거장 935정거장 938정거장 D16 2본 - F-CV150mm2-1C D16 2본 F-CV150mm2-1C - F-CV150mm2-1C D16 2본 F-CV150mm2-1C - F-CV150mm2-1C F-CV150 mm2-1c D16 2 본 - F-CV150 mm2-1c F-CV150 mm2-1c 가 ) 상기와같이누설저항이불량해질때의변전소정거장의누설전류유입량을계산하였다. 누설전류량은운전시유효전류로계산을하였으나실제순간최대전류를감안하고기계적강도와누설전류포집용의중요성을감안하여하여안전율을충분히계산하여철근굵기와케이블규격을선정하였다. 즉, 도상철근에서인출하는케이블은상, 하선각각에서분리인출하며, 케이블규격은 0.6/1KV HFCO 150mm2-1C로하고, 배류케이블즉, 전위측정단자함에서부극선 (Negative Return Bus) 까지의케이블역시일률적으로 0.6/1KV HFCO 150mm2-1C 케이블을적용토록한다

101 제3장전식방지대책 4) 시공시유의사항가 ) 도상철근접속및 EPOXY처리케이블과철근 Ø 16의접합용접시에는철근 (Fe) 과동 (Cu) 의두종류의금속접합으로이종금속부식이생기지않도록 EPOXY처리마감을실시한다. 동과철접합시전류의방향및부식부위 [ 그림 3-14] 7. 누설전류모니터링가. 측정단자함을설치할것. 1) 누설전류억제대책을완벽히세우도록하고, 건설후전기차운행시항상레일과대지간절연저항점검을실시한다. 이때에점검결과절연저항이떨어져유지보수를한다하여도유지보수기간이길어진다면그기간동안전식피해는피할수가없게된다. * 회로도는다음과같다. [ 그림3-15] 2) 이런점에서레일도상에서누설전류를포집하여변전실로귀로시키는전식방지대책방법의공사를할필요가있다고본다. 상기그림 [ 그림 3-15] 과같이변전실내에전위측정단자함까지사전대책공사를하고건설후사후조사를한후배류기를설치토록하는것이바람직하다고판단이된다

102 제3장전식방지대책 3) 전위측정단자함은변전실내에설치를하며, 정기적으로레일대대지전위와도상철근대대지전위를측정하여전위변화를측정하며, 누설전류발생여부를감시할수있도록제작이되어야한다. 전위측정단자함회로도는다음과같다. [ 그림3-16] 가 ) 전위측정단자함설치위치검토상기검토한바와같이도상철근을이용하여누설전류를최소화할수있으며이때도상철근으로유입된누설전류를다시레일로귀환시키기위하여전기적인회로가필요하다. 나 ) 전위측정단자함설치위치변전소정거장의변전실내에향후부근에배류기설치가가능하며, 벽부노출형으로서배류기까지배관배선이용이한위치로선정을한다. 다 ) 도상철근에서 Cable 인출도상철근에서 CABLE 인출점은상선1개소, 하선1개소에서하며, 변전실내에전위측정단자함설치위치까지로배관배선이편리한위치점으로선정을하고, 케이블은 0.6/1KV HFCO 150mm2-1C를사용한다. 이때에도상철근에서의 CABLE 인출방법은상호용접접속을한후이종금속부식방지를위하여에폭시로절연이되도록시공하여인출하다. 라 ) 배류케이블배선변전실내전위측정단자함설치위치에서레일에귀로시키는배류케이블은역시 0.6/1KV HFCO 150mm2-1C을부극선 (Negative Return Bus) 까지배선하고, 케이블배선방법은변전실내 PIT를최대한이용한다. 변전실정류기부극으로연결된레일에접속하는케이블로서도상철근에서포집한누설전류는전위측정단자함을거처장래에설치될배류기를통하여귀로시키게된다

103 제3장전식방지대책 4) 측정단자함설치시기준전극 [ 구리 / 황산화구리전극 (Cu/CuSO4) 을사용 ] 은대지에매설하는전극으로서기존의매설접지극 ( 보안용및기능용공통접지 ) 과는 20m이상이격설치를하여매설접지극과전위간섭영향이생기지않도록독립하여설치한다. ( 부록 #5. 2. 측정장비참조 ) 8. 주행레일의대지전압이일정값이상이되지않도록할것. 가. 주행레일의대지전위는아래그림과같이전기차의부하가변전소에서멀어질수록상승하고반대로변전소에가까워지면낮아진다. 나. 레일대지전압은높아짐으로서시설물또는전력제어계통에피해를줄수가있고인체에노출되면감전사고를유발할수가있어일정한값이상의상승을억제하여야한다. KS C IEC 항 DC견인영구적조건 신체접촉전압은한계가 60V이어야하는작업장또는이와유사한장소를제외하고 120V를초과하지않아야한다. [ 표3-6] 다. 접촉전압은사람이접촉하는상태에따라서인체저항이변화하고통전전류도변화함으로접촉상태에따라접촉전압을제한할필요가있다. 인체의접촉상태에따른허용접촉전압을아래표에나타내었다. 우리나라에서는접촉전압에대한허용치를아직규정하고있지는않지만독일에서는 65V, 스위스에서는 50V, 영국에서는 40V 등으로정해놓고있고있다. 상기표 [ 표3-6] 과같이 IEC에서는 120[V] 이하로하고있어본과업에서는인체감전방지목적과시설물안전동작보호를위해본선구간의대지전위를 120[V] 이하로제한하도록한다

104 제 3 장전식방지대책 허용접촉전압 종별접속상태허용접촉전압 제 1 종 인체의대부분이수중에있는상태 2.5V 이하 제2종제3종제4종 9. 결론 인체가심하게젖어있는상태 금속성의전기기계장치나구조물에인체의일부가상 시접촉되어있는상태 제1, 2종이외의경우로서통상의인체상태에있어서 접촉전압이가해지면위험성이높은상태 제 1, 2 종이외의경우로서통상의인체상태에있어서 접촉전압이가해지더라도위험성이낮은상태 접촉전압이가해질우려가없는상태 25V 이하 50V 이하 제한없음 가. 지하철건설공사가완료되고정상운행될때사후전식조사시레일의누설전류를실제측정하도록하여관련기관의지하매설금속체에전식영향이없음을확인하고, 계속일정기간별로누설전류발생여부의측정조사를실시한다. 나. 절연저항값이어떤원인으로유지하여야할값이하로낮아지면레일대지간절연저항값은누설전류발생과역상관계가있어누설전류에의한전식발생은피할수가없게된다. 상기 3.4.2누설전류억제대책 1.~ 8. 을철저히이행하여전식피해가생기지않도록할필요가있다고판단된다

105 제 3 장전식방지대책 누설전류억제대책분야별반영 1. 주행레일절연 전식방지대책분야비고 가. 주행레일은절연체결구, 침목은절연패드적용하여대지와절연할것. 궤도 레일의절연PAD는개당 7,060,000[Ω] 이상의절연저항값 ( 보고서78P) 나. 주행레일의설치시기준절연저항값이상으로설치할것. 궤도 주행레일의대지간절연저항은 DC500V 급절연저항계로측정하여 1,200[Ω/Km] 이상 ( 보고서 80P) 2. 주행레일의저항최소화 전식방지대책분야비고 가. 주행레일의전기저항을관련규정에맞도록시공할것. 궤도저항값은 0.015[Ω/1km] ( 보고서 80P) 나. 주행레일을일정거리마다크로스본딩하여주행레일의저항을적게할것. 신호 주행레일의저항최소화및레일전위의등전위화 1,000m 내외에 1 개소설치 ( 보고서 81P) 3. 전차선로의절연 전식방지대책분야비고 가. 전차선은절연지지애자를이용하여설치할것. 전기 3,000,000[Ω/ 개당 ] ( 보고서 84P) 나. 전차선로의지지대는 Insert 를이용하여설치하고, 철근에접촉되지않도록시공할것. 전기 ( 보고서 85P)

106 제 3 장전식방지대책 4. 케이블절연및보호 (Positive, Negative, Grounding) 전식방지대책분야비고 가. 전차선로와주행레일에연결되는케이블 (Positive,Negative) 은적절한절연케이블을사용할것. 나. 접지봉또는매쉬접지에서수직으로연결되는케이블을포함한모든접지케이블은 600V 이상의절연된케이블을사용할것. 5. 변전소직류배전반절연 전기 전기 전차선로및주행레일에연결되는케이블은 KSC IEC 규격제품을적용하며, 정극 (+) 급전케이블및부극 (-) 급전케이블은저독성절연연동선을사용. ( 보고서 85P) ( 보고서 85P) 전식방지대책분야비고 가. 변전소직류 PANEL( 직류계통의비접지 ) 은에폭시로절연된바닥에설치할것. 나. 변전소직류 PANEL 에 64 계전기 ( 지락과전압계전기 ) 를설치하여절연파괴를감시하도록할것. 전기절연저항값은 2,000,000[Ω] 이상 ( 보고서 86P) 전기 ( 보고서 88P) 6. 도상철근및배류케이블설치 전식방지대책분야비고 가. 도상철근을포설하여누설전류를포집할것. 궤도 ( 보고서 89~91P)

107 제 3 장전식방지대책 나. 도상철근에서 Cable 인출및배류케이블을설치할것. 전기 ( 보고서 93~95P) 7. 누설전류모니터링 전식방지대책분야비고 가. 측정단자함을설치할것. 전기상세도면참조 ( 보고서 96P) 8. 주행레일의대지전압은일정값이상 전식방지대책분야비고 가. 주행레일의대지전압은일정값이상이되지않도록할것. 전기 본선구간의인체감전방지목적과시설물안전동작보호를위해본선구간의대지전위를 120[V] 이하로제한하도록한다. ( 보고서 98P)

108 제 4 장전식방지규정및사례 4.1 국내규정및사례 4.2 외국규정및사례

109

110 4.1 국내규정및사례

111

112 제 4 장전식방지규정및사례 4.1 국내부식전식방지규정및사례 전기설비기술기준및판단기준

113 제 4 장전식방지규정및사례

114 제 4 장전식방지규정및사례

115 제 4 장전식방지규정및사례

116 제 4 장전식방지규정및사례