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도심지 전식대책을 위한 분포형 외부전원 시스템
2005년 10월 31일 (월) 16:48:00 |   지면 발행 ( 2005년 9월호 - 전체 보기 )

도심지 전식대책을 위한 분포형 외부전원시스템한국전기연구원 전력연구단 지중시스템연구그룹 책임연구원 하태연개발 배경가스관, 송유관, 상수도관 등과 같은 지하매설배관 관리자들은 배관의 부식 손상을 예방하기 위하여 전기방식법을 적용하고 있으며, 배관을 따라 일정 거리마다 설치된 측정함에서 주기적으로 배관의 전위값을 측정, 기록하여 배관의 부식(腐蝕) 또는 방식(防蝕) 상태를 점검하고 있다.일반적으로 전기방식법은 외부에서 양극을 이용하여 토양을 통해 배관으로 전류를 흘려줌으로써 배관의 전위(電位)를 전기방식기준치 이하로 낮추어 주는 방법으로써, 정류기와 불용성 양극을 사용하여 전류를 인위적으로 공급해주는 외부전원법과 배관보다 전위가 낮은 금속을 전기적으로 연결하여 배관의 전위를 낮추어 주는 희생양극법으로 대별된다. 외부전원법은 반영구적인 방법인데 반해 출력이 커서 방식전류가 인근 타 배관에 유입되어 전기적인 간섭을 일으키는 문제가 있으며, 희생양극법은 낮은 출력 때문에 전기적인 간섭은 없으나 수명이 짧다는 단점이 있다.도심지에서의 전기방식법 적용 추세는 희생양극법 보다는 외부전원법의 채택이 날로 증가하고 있으며, 외부전원법 적용에 의한 시설물간의 간섭문제도 심화되고 있어, 이에 대한 대책이 시급한 실정이다.

개발 목적한국전기연구원 지중시스템연구그룹의 전기방식팀에서는 도심지 지하매설배관의 전식대책을 위하여 분포형 외부전원시스템이라는 독창적인 전기방식법을 개발하였다.본 시스템은 희생양극법과 같이 일정 거리마다 설치된 측정함 내부에 설치하여 낮은 출력으로 일정 범위의 배관을 방식 시킬 수 있도록 하는 외부전원법의 축소 형태로써, 외부전원법의 간섭문제와 희생양극법의 짧은 수명문제를 동시에 해결하였다.특히 배관으로 유입된 누설전류는 쉽게 본 시스템의 양극을 통해 땅으로 흘려보내면서, 반대로 배관으로 유입되는 누설전류는 차단할 수 있도록 설계하여, 누설전류에 의한 전식문제를 획기적으로 저감시킬 수 있도록 하였다.시스템 구성 및 기능본 시스템의 구성은 다음과 같다(<그림> 참조).·단수 또는 복수개의 정류기에 저전압 교류전원을 공급하는 강압 트랜스·교류 전원을 인가 받아 정전압/정전류의 방식 전원을 공급하는 3VA급 정류기·방식 대상물에 전기적으로 연결된 인출선을 이용하여 방식 대상물의 방식 상태를 점검하는 측정함(Test Box)·측정함에 내장된 정류기로부터 방식전원을 인가 받아 지중에서 일정 범위의 방식 대상물에 방식 전류가 흐르도록 하는 불용성 양극본 시스템은 도심지역의 지하철 인근에 매설되어 있는 배관에 대하여 300[m]~500[m]간격마다 3VA급 정류기와 불용성 양극을 설치하여 방식 전류를 공급함으로써 배관의 전위분포를 고르게 하며, 시스템의 수명은 불용성 양극을 사용함으로써 반영구적이다.3VA급 정류기는 측정함 내부에 설치할 수 있게 설계되어 있어서 설치가 용이하며, 각종 지하매설물에 일정량의 전류를 흐르게 하는 기능을 비롯하여 지하매설물에 흐르고 있는 누설전류를 땅으로 흘려보내는 기능을 가지고 있다.
기대 효과분포형 외부전원시스템은 국내뿐만 아니라 선진국에서도 개발된 사례가 없어, 국내에서의 성공적인 실증실험 후 세계 전기방식 시장에서 기술우위를 점할 수 있을 것으로 기대되고 있다.본 시스템은 누설전류에 의하여 간섭 영향을 크게 받고 있는 도심지 지하배관의 전기방식 및 전식 대책으로 활용함으로써 전식으로 인한 사회적, 경제적 비용을 크게 줄일 수 있다.·직·간접적인 경제적인 손실 예방 : 2,400억 원/년·수입대체 효과 : 400억 원/년·대형사고 예방(가스배관 폭발사고, 지하 송유관 누유에 의한 환경오염, 대형구조물 붕괴사고 등) 문의 : 한국전기연구원 전력연구단 지중시스템연구그룹 책임연구원 하태현 전화: 055-280-1366 / 011-884-3227 E-mail : thha@keri.re.kr

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