[한전 전력연구원] 전력구 시공 시 굴착속도 예측 모델 개발 ㅣ 가스절연개폐장치 색변환 점검 기술 국내 최초 개발

한전 전력연구원, 전력구 시공 시 굴착속도 예측 모델 개발

굴착속도 예측 통해 공사 종료 시점 및 

전기 공급 시기까지 계산 가능

    한전 전력연구원(원장 김숙철)은 전선 지중화용 전력구 터널 시공 시 굴착속도를 예측할 수 있는 모델 개발에 성공했다고 밝혔다.

송전선로 지중화는 도시 미관을 해치지 않고 지상 교통혼잡 문제를 해소하기 위해 지하 터널에 설치하는 기술이다.

암반 강도 및 쉴드 TBM 운전 조건별 실험이 진행되고 있다.

전선 지중화를 위한 전력구 터널은 쉴드 TBM이 땅속을 뚫어가며 만든다.

지중화를 통해 강풍, 강설, 천둥 등으로 인한 정전과 화재를 예방할 수 있다. 국토가 좁고 인구밀도가 높은 국내에서 전선 지중화 공사량은 매년 10km 이상씩 늘어나는 추세다.

이때의 굴착속도를 굴진율이라고 정의한다. 굴착속도는 암반의 종류와 단층 및 강도 혹은 쉴드 TBM 운전조건에 따라 달라진다. 굴진율을 계산하면 지중화 사업 종료 시점 및 전기 공급 시점 예측이 가능하다.

한전 전력연구원은 굴진율 모델 개발을 위해 풍화암, 연암, 경암 등 다양한 암반 별로 120여 회의 실험을 수행했다. 실험 결과를 통해 쉴드 TBM의 토크와 회전속도 및 암반 강도에 따른 국내 최초 3.5m급 소단면 터널 굴진율 모델을 개발했다.

전력구 쉴드 TBM 시공 모습/건설경제신문

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전력연구원이 개발한 굴진 예측모델은 한전의 지중화 사업뿐만 아니라 통신 케이블 등에 활용되는 소규모 지하 터널 공사현장의 시공기술 향상에도 이바지할 것으로 기대된다.

한전 전력연구원 관계자는 “이번에 개발한 굴진율 예측모델은 전력구 터널 공사의 지연을 방지할 뿐만 아니라 안전사고 방지의 효과도 있다”며 “앞으로 전력 터널구 및 국내 대형 터널 공사현장에서도 적용할 수 있는 모델 개발에 박차를 가하겠다“고 말했다.

[일렉트릭파워 이재용 기자] 

가스절연개폐장치 점검기술 국내 최초 개발

가스절연개폐기 이상여부 현장에서 빠르게 점검할 수 있어

    한전 전력연구원은 <에너지 거점대학 클러스터 사업>을 통해 국내 최초로 전력설비가 설치된 현장에서 가스절연개폐장치의 이상 여부를 손쉽고 빠르게 점검할 수 있는 가스절연개폐장치 색변환 점검 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

<에너지 거점대학 클러스터 사업>은 미래먹거리 창출을 위한 전력분야 핵심기술확보를 위해 창원대학교 등 국내 24개 대학에서 580여 명의 연구 인력이 참여한 사업이다.

△인공지능 △정보통신기술 융복합 △사물인터넷 센서 △에너지 신기술 △차세대 전력계통 등 5개 기술 분야에 관한 기초연구를 수행하며 한국전력공사는 각 기술 분야에 연 20억원씩 3년에 걸쳐 총 300억원을 지원한다.

'에너지 거점대학 클러스터사업'에 참여하고 있는 성균관대학교 이정헌 교수팀은 경희대학교, 가천대학교, 성균관대학교, 홍익대학교와 같이 사물인터넷과 센서 부문을 연구 중에 있다.

개폐장치는 전력설비의 보호 및 안정적인 운영을 위해 전기의 흐름을 제어하는 스위치 역할을 한다.

현재 송전 전압이 높아지고 전력설비 구성이 복잡해지면서 운영자나 주변 환경의 안전을 확보하기 위해 기름이나 가스 등을 사용해 외부와 완전히 밀폐한 개폐장치의 적용이 늘어나고 있는 상황이다.

가스절연개폐장치는 절연성능이 우수하고 폭발 등의 사고 우려가 적은 육불화황(SF6) 가스로 개폐기 등 전력 설비가 들어간 금속 외함을 충전하고 밀봉한 기기다.

가스개폐절연장치의 절연가스로 사용되는 육불화황은 장치 내부에서 도체 간에 부분 방전 등 문제점이 발생하면 불화수소(HF), 이산화황(SO2) 등으로 분해되며 이산화황 농도는 기기의 이상 유무를 점검할 때 활용한다.

성균관대학교 이정헌 교수팀의 가스절연개폐장치 색변환 점검 기술은 △액체식 △고체식 △종이식 3가지 분석방식으로 가스절연개폐장치 이상 여부를 판별한다.

가스절연개폐장치 색변환 점검 기술은 지시약이 이산화황 산화물과 화학적 반응으로 변화하는 색깔을 통해 상태를 점검한다.

액체식과 기체식 분석기술은 전력설비에서 채취한 가스에 지시약인 액상 형광물질을 첨가하여 맨눈으로 이상 여부를 판단하는 방식이며 고체식은 전력설비 내부에 수분 흡수를 위해 설치된 실리카를 이용한다.

종이식은 실험실에서 적외선분광법으로 분석하던 기존 방법에 비해 비용이 저렴하고 작업 현장에서 빠른 사용이 가능해 전력설비의 예방 관리 및 이를 통한 안정적인 전력 공급에 도움이 될 것으로 기대를 모으고 있다.

전력연구원 클러스터사업 관계자는 "가스절연개폐장치 점검용 색변환 기술은 기기 고장을 예방해 한전의 전력설비 자산관리에 큰 도움이 될 수 있을 것"이라며 "앞으로 전력설비 점검 기술 분야에서 원천기술 확보하기 위해 학계와 같이 노력하겠다"고 말했다.

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