최근 국내에서는 효율적인 공간활용을 위해 해저터널을 이용하여 전력을 공급하는 것이 시도되고 있으며, 해저터널내에 에너지 공급 기간시설물(전력케이블, 가스배관, 송유관, 지역난방배관 등)들이 같이 포설될 수 있으면 공사비 절감의 효과는 엄청날 것이므로 관심도가 높아지고 있다. 따라서 본 논문에서는 세계최초로 몰타르(Mortar)로 충진되어 있는 해저터널에서 전력케이블과 가스배관이 병행할 경우, 유도에 의한 교류부식에 대하여 검토하였으며, 아직 국내에는 유도전압 제한치가 마련되어 있지 않으므로 인$\cdot$축의 안전적인 측면과 시스템의 보안적인 측면을 세심하게 검토하여 이에 대한 제한치를 정립하였고, 유도전압이 최소가 되도록 전력케이블의 상배치를 최적으로 설계하였다. 이 결과들은 실 사례에 적용되었다.
최근 국내에서는 효율적인 공간활용을 위해 해저터널을 이용하여 전력을 공급하는 것이 시도되고 있으며, 해저터널내에 에너지 공급 기간시설물(전력케이블, 가스배관, 송유관, 지역난방배관 등)들이 같이 포설될 수 있으면 공사비 절감의 효과는 엄청날 것이므로 관심도가 높아지고 있다. 따라서 본 논문에서는 세계최초로 몰타르(Mortar)로 충진되어 있는 해저터널에서 전력케이블과 가스배관이 병행할 경우, 유도에 의한 교류부식에 대하여 검토하였으며, 아직 국내에는 유도전압 제한치가 마련되어 있지 않으므로 인$\cdot$축의 안전적인 측면과 시스템의 보안적인 측면을 세심하게 검토하여 이에 대한 제한치를 정립하였고, 유도전압이 최소가 되도록 전력케이블의 상배치를 최적으로 설계하였다. 이 결과들은 실 사례에 적용되었다.
Because of the continuous growth of energy consumption, and also the tendency to site power lines and pipelines along the same routes, the close proximity of high voltage structures and metallic pipelines has become more and more frequent. Moreover, normal steady state and fault currents become high...
Because of the continuous growth of energy consumption, and also the tendency to site power lines and pipelines along the same routes, the close proximity of high voltage structures and metallic pipelines has become more and more frequent. Moreover, normal steady state and fault currents become higher as electric networks increase in size and power Therefore, there has been and still is a growing concern(safety of people marking contact with pipeline, risk of damage to the pipeline coating, the metal and equipment connected to pipeline, especially cathodic protection system) about possible hazards resulting from the influence of high voltage power system on metallic structures(gas pipeline, oil pipeline and water pipeline etc.). Therefore, we analyze the interference problems when the gas pipeline is buried with power cable in the same submarine tunnel. This paper present the results of the study about interference mechanism, AC corrosion limitation of safety voltage and analysis of induction voltage.
Because of the continuous growth of energy consumption, and also the tendency to site power lines and pipelines along the same routes, the close proximity of high voltage structures and metallic pipelines has become more and more frequent. Moreover, normal steady state and fault currents become higher as electric networks increase in size and power Therefore, there has been and still is a growing concern(safety of people marking contact with pipeline, risk of damage to the pipeline coating, the metal and equipment connected to pipeline, especially cathodic protection system) about possible hazards resulting from the influence of high voltage power system on metallic structures(gas pipeline, oil pipeline and water pipeline etc.). Therefore, we analyze the interference problems when the gas pipeline is buried with power cable in the same submarine tunnel. This paper present the results of the study about interference mechanism, AC corrosion limitation of safety voltage and analysis of induction voltage.
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문제 정의
본 논문에서는 교류간섭의 종류, 교류부식 그리고 우리 나라 및 외국에서 적용하고 있는 교류간섭의 제한 범위를 조사하고, 아울러 해저터널 내부에서 함께 병행하는 송배전선로에서 1선지락 사고가 발생할 경우와 정상 운전 시 가스배관에 유도되는 전압을 해석하였다. 이 결과는 지하에 매설되는 금속배관과 송배전선로 상호 간의 간섭에 의해 유도되는 전압을 고려한 설계와 시공을 하는데 귀중한 자료로 활용될 것이며 특히, 해저터널과 같이 근접 병행하는 경우에는 안전적인 측면에서 교류 부식에 의한 영향검토가 반드시 선행되어야 하므로 활용도가 더 클 것으로 기대된다.
본 연구에서는 총연장 200[m] 길이의 해저터널 구간을 가스배관과 송배전선로가 병행할 경우에 가스 배관에 유도되는 전압을 해석하였다. 해저터널의 제원은 Table 3과 같으며, Fig.
가설 설정
9일 경우에 계산한 값을 사용하였다. 고장전류는 50[kA]로 상정하여 해석하였다.
제안 방법
pl541bp와 pl541bs 그리고 rl541bp와 r!541bs 각각에 대하여 양단에 0.00HQ]의 저항을 연결하여 해석하였으며, 해저터 날 중앙의 1선지락은 ql541bp와 ql541bs 양단에 0.00HQ]의 저항을 연결하였다. 해석조건에서 T/L, D/L 그리고 배관(ppipe, rpipe)의 O, x 표시는 T/L, D/L 그리고 배관의 해저터널 양단과 접지와의 연결 유무를 나타낸 것이다.
1과 같이 100[m] 간격으로 나누어 각각의 절점에서 형 집중등가회로 임피던스 행렬을 계산하였다. 즉 터널 내부에서 병행하는 154[kV] 지중T/L 2회선(6개 도체, 6개 Sheath), 22.9[kV] 지중D/J 4회선 (12개 도체, 12개 Shea나D라 지하배관 등 총 37개 도체에 대하여 각각의 절점에서 임피던스를 계산하였다. 154[kV] 지중 T/L의 케이블 임피던스는 200EMW] 용량에 역률 0.
터널 내부에서 병행하는 154[kV] 지중T/L 2회선과 22.9[kV] 지중D/L 4회선에 의해 배관에 유도되는 전압을 정상운전 시와 1선지락 발생 시에 대하여 해석하였다.
데이터처리
법을 이용하여 전력계통에 의한 교류간섭을 해석하는 프로그램인 TACLINK®라는 상용 프로그램을 이용하여 유도전압을 해석하였다.[6]
성능/효과
상기의 내용을 종합해보면, 토양비저항이 낮고, 유도전압이 높으며, 코팅결함부의 크기가 1〜3[(就I인 경우에 부식이 발생하였다, 즉, 유도 전압이 높고 토양 비저항이 낮다는 것은 유출하는 전류의 밀도가 높다는 것을 의미하며, 이 유출 전류의 밀도가 20[A/而] 이상이면 부식이 발생할 수 있어 부식 가능성은 매우 높다고 판단하는 것이 일반적이다,
결과는 Table 5와 같다. 정상상태에서의 해석 결과로써 해저터널에서 유도전압 크기는 창원 G/S 측 가스 배관 말단지점인 P 지점에서 0.997[V]로 나타났다. 창원 G/S에서 사천G/S 구간 중 유도전압의 최대치는 마산 G/S 인근에서 4.
후속연구
본 연구결과는 송배전선로에 의해 가스배관에 유도되는 전압계산에 활용될 것이며, 지하에 매설되는 금속 배관과 송배전선로 상호간의 간섭에 의해 유도되는 전압을 고려한 설계와 시공뿐 만 아니라, 해저터널 내부의 가스 배관과 지중 송배전선로의 병행시공을 가능하게 함으로써 막대한 터널공사비 절감과 부지난 해소에 이네" 지 할 것으로 사료된다.
시 가스배관에 유도되는 전압을 해석하였다. 이 결과는 지하에 매설되는 금속배관과 송배전선로 상호 간의 간섭에 의해 유도되는 전압을 고려한 설계와 시공을 하는데 귀중한 자료로 활용될 것이며 특히, 해저터널과 같이 근접 병행하는 경우에는 안전적인 측면에서 교류 부식에 의한 영향검토가 반드시 선행되어야 하므로 활용도가 더 클 것으로 기대된다.
향후에는 가공 송배전선로와 병행하는 지하 매설 금속 배관에 유도되는 전압과 고장전류 발생 시 유도전압 해석이 병행되어야 할 것이다.
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