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[건설현장에서의 전기설비 ①] 공사용 수변전 설비의 선정과 시설
2015년 5월 1일 (금) 00:00:00 |   지면 발행 ( 2015년 5월호 - 전체 보기 )

[건설현장에서의 전기설비 ①]
공사용 수변전 설비의 선정과 시설


빌딩, 터널, 철도, 댐 등의 건설공사 현장에서는 타워 크레인 및 터널 굴삭기 등 전기를 동력원으로 하는 다양한 건설 기계가 사용된다. 본고에서는 건설공사에서 전기를 사용하는 설비에 전력을 공급하는 수변전설비인 『공사용 수변전설비』와 관련 설비의 특징과 설비계획 시의 유의점 등에 대해 간단하게 소개한다.
 
번역·정리 김대근 기자

공사용 수변전설비의 특징
공사용 수변전설비의 주요 특징을 아래에 기술한다.

1) 공사 종류 및 공정에 따른 부하설비의 변동이 크다. 전력사용의 피크 타임은 착공 시, 중간 시기, 완성 직전 등 공사에 따라 다양하다. 이러한 부하변동에 유연하게 대응 가능한 설비가 필요하다.

2) 시공조건의 변경에 따라 당초의 계획과는 다른 공법 및 설비를 채용하는 경우가 있다. 사용전압의 변경 및 용량 증가에 대응 가능하도록 확장성을 구비할 필요가 있다.

3) 공사 준공 시에는 철거하는 임시 설비이다. 토목·건축공사 모두 사용기간이 2년에서 3년 정도가 대부분이지만, 6개월에서 10년 정도 사용되는 경우도 있다.

제(諸) 관청에서의 절차 
공사용 수변전설비는 공사 완료 후 철거되는 임시 설비이기는 하지만, 전력 수전까지의 절차는 본설(本設, 도급계약상 구조물) 설비와 달라지는 것이 없다. 따라서 전력회사, 보안 감독부, 소방서 등 모든 관청에서의 각종 신청 및 신고 절차에 관해서는 생략되는 것이 없다. 정해진 기한까지 각종 절차를 진행시켜야 한다.

공사용 수변전설비 계획
공사조건의 정리
수변전설비의 계획에 있어서는 설비용량과 설치장소의 검토부터 시작한다. 건설공사의 공정에 맞춰 사용되는 부하설비의 용량을 파악하기 위해 부하설비 공정표를 작성한다. 다음으로 사용전압별, 그리고 전력사용 장소별로 분류하여 수변전설비의 용량 및 설치장소, 최대전력의 검토를 실시한다. [그림 1]에 부하설비 공정표를, [그림 2]에 전력 적산도를 나타냈다. 수변전설비의 용량은 최대사용전력에 알맞은 것이어야 하지만, 최대전력 시에 대응한 설비를 건설공사의 처음부터 끝까지 설치해 두는 것은 비용적인 면이나 공간적인 면에서 문제가 된다. 또 부하설비의 증감에 맞춰 수변전설비의 증감설을 여러 번 실시하면 그때마다 교체 시간 중 대체 전원의 확보, 공사비용 증가 등의 문제가 발생하고, 설비사양 결정 시 여러 가지 면에서 검토가 필요하게 된다.

수전(인입) 방식의 검토
전력회사로부터 전기 공급을 받을 경우, 보통 가공 수전으로 인입하는 것이 일반적이다. 그러나 도시 지역 등에서는 지중화가 진행되고 있어 지중 인입으로 수전하는 경우도 많아지고 있다. 지중 인입의 경우, 인입하는 도로의 도로관리자에 따라 수전까지 요하는 시간(기간)이 크게 달라진다. 공사용 수변전설비를 설치하는 경우 현지 조사 및 전력회사와의 사전협의를 거쳐 인입방식을 확인하고 일찍이 신청 수속을 밟을 필요가 있다. [표 1]에 인입방식에 따른 수전까지의 소요기간(도쿄전력의 경우)을 나타냈다.

수전전압과 계약종별
공사용 전기설비의 수전방식은 크게 저압수전, 고압수전, 특별고압수전으로 나뉜다. 계약전력이 2000kW 이상이 되면, 특별고압수전이 기본이 되지만, 사전 협의 시에 전력 회사와 협의하여 공급능력에 여력이 있을 경우에는 공사용(가설)이라 하여 2000kW 이상에서도 고압으로 전력을 수전하는 경우가 있다. 고압수전을 하는 경우의 계약종별은 「고압전력」이 된다. 이 중 철도개수공사 등 야간 시간대의 전력 사용량이 큰 경우에는 「계절별 시간대별 전력」으로 계약을 하기도 한다. 기타, 현장 사무소 전용으로 수전하는 경우의 계약종별은 「업무용 전력」이 된다. 계약전력이 500kW 미만인 경우의 기본요금과 전력사용요금(도쿄전력의 경우)을 [표 2]에 나타냈다.

임시전력에 대해
임시전력과 각 약관(도쿄전력의 경우) 계약에 따른 주요 상이점을 [표 3]에 나타냈다. 임시전력으로 계약한 경우, 공사의 사정으로 인해 사용기간이 1년을 초과한 경우라도 그대로 임시전력계약으로 취급된다. 반대로 사용기간을 1년 이상으로 하여 고압전력으로 계약해 1년 미만에서 계약을 해제하는 경우는 임시전력으로 취급하며, 모두 임시전력과의 차액을 정산하도록 되어 있다. 또한, 임시전력을 고압으로 수전하는 경우 수전장소에 따라서는 고액의 공사비 부담이 발생되는 경우가 있기 때문에 주의가 필요하다.


수변전설비에 대해
수변전설비의 설치장소
공사용 수변전설비의 설치장소는 공사의 진척에 따라 이설(移設) 등이 발생되지 않는 장소를 선정해 설치하는 것이 기본이다. 그러나 시공조건으로 인해 공사 도중에 어쩔 수 없이 이설 계획을 세워야 하는 경우도 있다. 이설을 전제로 하여 계획을 세우는 경우는 이설에 관한 비용 및 시간을 최소화하기 위해 공사 초기부터 계획을 세워 진행할 필요가 있다. 또 대규모 건설공사 및 큰 부하가 1개소에 집중되어 있는 경우에는 저압간선의 절감 및 전압강하 대책으로 서브 변전소를 설치하고 거기에서 저압으로 공급을 실시하는 방법도 있다. 기타 터널공사 등의 경우에는 공사의 진척에 따라 터널 굴삭기 등이 매번 이동하므로 이동식 변전설비를 설치하여 거기에서 전원을 공급한다.

수변전설비의 동향에 대해
수변전설비에 대해서는 카지마건설(鹿島建設) 주식회사(관련회사 포함) 보유의 건설회사와 렌털회사에서 조달하고 있는 건설회사의 설비가 있다. 대여품의 수변전설비는 기존형의 큐비클에 수납된 것 외에 길이와 높이를 소형화한 「공간 절약형」의 것도 대여되고 있다. 공간 절약형 큐비클의 경우, 기존형 큐비클과 비교해 1/2~1/3 정도의 소요 공간에서 동일 규모의 수변전설비를 설치할 수 있다. 도시 지역의 공사에서는 공사 용지(用地)의 관계도 있어 공간 절약형 큐비클을 채용하는 일이 많아졌다. [표 4]와 [그림 3, 4]에 공간 절약형 큐비클의 사양 및 결선도의 일례를 나타냈다. 이하에 공사용 수변전설비에서 최근 사용되고 있는 기기에 대해 소개한다.

(1) 구분개폐기
건설현장에서는 고압수전 후에도 각종 건설기계가 수변전설비의 주변을 가동시키거나, 수전점에서 수변전설비까지의 거리가 떨어져 있는 경우도 있다. 이러한 상황에서 파급사고를 방지하기 위해 가공 인입의 경우에는 VT·LA 내장형 PAS를, 지중 인입의 경우에는 VT 내장형 UGS를 설치하여 전기사고의 방지를 도모하고 있다.

(2) 수전용 차단기
수전용 차단기에는 후지전기기기제어㈜의 진공 차단기인 AUTO.V(변류기, 과전류 계전기 내장형 VCB)를 채용하고 있는 경우가 많다. ([사진 1] 참조) 본 VCB는 가변형 변류기를 내장하고 있기 때문에 증·감설 시 스위치 조작으로 설정치를 변경함으로써 무정전으로 OCR의 정정치(整定値)를 변경할 수 있다. [표  5]에 정정치의 일람표를 나타냈다.

(3) 변압기
공간 절약형 큐비클에는 몰드형 변압기가 탑재되어 있으며, 큐비클 1면 안에 300~500kVA급의 변압기가 수납되어 있다. 변압기에는 3차 권선 트랜스를 채용하여 1대의 트랜스에서 동력 400V/200V와 전등 200V/100V가 출력되는 타입이 탑재되어 있는 것도 있다.

수변전설비의 설치
수변전설비는 공사용지 내의 옥외에 이동식 크레인을 이용하여 설치하는 경우가 많다. 또 건축공사에서 수변전 설비를 증설 시 지하 등지에서 공간 절약형 큐비클을 포크리프트(Forklift, 지게차)를 이용하여 설치하는 경우도 있다. [사진 2]에 보이는 수변전설비는 길이 3m 정도의 부지에 길이 90cm의 큐비클을 이용하여 수변전설비를 설치한 것이다. [사진 3]은 캐비닛의 설치장소를 확보하기 위해 방음 하우스의 한 부분을 따내어 캐비닛을 설치한 예이다.


자체 검사

수변전설비의 설치공사가 완료된 시점에서는 자체 검사를 실시한다. 자체검사 시 매회 작업장소의 조건에 맞게 작업절차서를 작성하고, 시험 전 주임기술자를 포함 관계자 전원이 작업내용을 확인하는 주지 회의를 실시한 후 시험을 실시한다.

수전
자체 검사 완료 후에 소방검사 등을 실시하여 이상이 없음을 확인한 후 전력회사로부터 전력을 수전한다.

*
공사용 수변전설비는 건설공사 완료 후 철거되는 임시 설비이지만, 단기간 내의 설비의 증감설 및 수변전설비의 사양 결정 후 시공조건의 변경 등에 의해 사용부하설비가 변경되는 등 불확정 요소가 많다. 또 전기지식이 없는 수많은 현장 작업원들이 전기를 사용하면서 전기설비의 주변에 건설기계가 가동되는 등 전기사고에 대한 잠재 리스크가 높다. 따라서 공사용 수변전설비를 설치할 시에는 설비조건뿐만 아니라, 전기보안의 면에 있어서도 충실한 계획을 입안하여 설비를 설치하는 것이 중요하다.

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