[논문]전력케이블과 가스배관의 병행구간에 대한 교류부식 영향

배정효; 김대경; 김기준

Abstract ▼ AI-Helper

This paper analyze the interference problems, especially Ac corrosion 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(inductive coupling, conductive coupling, resistive coupling), AC corrosion, li...

This paper analyze the interference problems, especially Ac corrosion 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(inductive coupling, conductive coupling, resistive coupling), AC corrosion, limitation of safety voltage, modeling of power cables, gas pipeline and grounding systems, analysis of induction voltage and optimal arrangement of power cables.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

가설 설정

9일 경우에 계산한 값을 사용하였다. 고장전류는 50[kA]로 상정하여 해석하였다.

제안 방법

본 논문에서는 교류간섭의 종류, 우리나라 및 외국에서 적용하고 있는 교류간섭의 제한 범위를 알아보고, 아울러 해저터널 내부에서 함께 병행하는 송배전선로에 의해 가스배관에 유도되는 전압을 해석하였으며, 안전을 고려하여 유도전압을 최소로 하는 상(相) 배치를 도출하였다.
배전 선로에 의해 배관에 유도되는 전압을 계산하는데 많이 활용되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 절점망 해석법을 이용하여 전력계통에 의한 교류 간섭을 해석하는 프로그램인 TACLINK®, CONIND1™라는 상용 프로그램을 이용하여 유도전압을 해석하였다.[6]
교류간섭 해석용 프로그램은 1979년 EPRI/AGA에서 수행한 "Mutual Design Considerations for Overhead AC Transmission Lines and Gas Transmission Pipelines” 란 연구결과를 토대로 개발되었다. 즉 이 프로그램은 EPRI 연구의 기본방정식에서 얻어진 알고리즘을 사용하여 개발한 것이며, 토양비저항의 변화 및 고장전류가 흐롤 경우 변전소 접지에 의한 토양전위 상숭 등을 해석할 수 있는 장점을 가진 최신 버젼이다.[7]
본 연구는 총연장 200[m] 길이의 해저터널 구간에서 가스 배관과 송배전선로가 병행할 경우를 모의하였다. 해저터널의 제원은 표 3과 같으며, 가스배관에 유도되는 전압을 해석하기 위하여 그림 1과 같이 100[m] 간격으로 나누어 각각의 절점에서 π형 집중등가회로 임피던스 행렬을 계산하였다. 즉 터널 내부에서 병행하는 154[kV] 지중T/L 2회선(6개 도체, 6개 Sheath), 22.
해저터널의 제원은 표 3과 같으며, 가스배관에 유도되는 전압을 해석하기 위하여 그림 1과 같이 100[m] 간격으로 나누어 각각의 절점에서 π형 집중등가회로 임피던스 행렬을 계산하였다. 즉 터널 내부에서 병행하는 154[kV] 지중T/L 2회선(6개 도체, 6개 Sheath), 22.9[kV] 지중D/L 4회선(12개 도체, 12개 Sheath)과 지하배관 등 총 37개 도체에 대하여 각각의 절점에서 임피던스를 계산하였다. 154[kV] 지중 TZL의 케이블 임피던스는 200EMW] 용량에 역률 0.
본 연구에서는 해저터널 병행구간에서 송배전선로에 의해 배관에 유도되는 전압을 터널 양단에서 송배전선로와 지하배관을 모두 접지한 상태에서 154[kV] 송전선로 2회선의 상배열을 달리하여 각각의 경우에 유도전압을 계산하였다. 그 결과 표 5와 같이 가스배관에 유도되는 전압은 최대 3.

대상 데이터

본 연구는 총연장 200[m] 길이의 해저터널 구간에서 가스 배관과 송배전선로가 병행할 경우를 모의하였다. 해저터널의 제원은 표 3과 같으며, 가스배관에 유도되는 전압을 해석하기 위하여 그림 1과 같이 100[m] 간격으로 나누어 각각의 절점에서 π형 집중등가회로 임피던스 행렬을 계산하였다.
ft2] 로 하였다. 기타 GMR(Geometric Mean Radius)과 Rac 등의 전력케이블 도체 파라메터들은 EPRI에서 발간한 "Transmission Line Reference Book”의 데이터를 사용하였다.[8]

성능/효과

상기의 내용을 종합해보면, 토양비저항이 낮고, 유도 전압이 높으며, 코팅결함부의 크기가 1~3[cm2]인 경우에 부식이 발생하였다. 즉, 유도 전압이 높고 토양비저항이 낮다는 것은 유출하는 전류의 밀도가 높다는 것을 의미하며, 이 유출 전류의 밀도가 20[A/m2] 이상이면 부식이 발생할 수 있어 부식 가능성은 매우 높다고 판단하는 것이 일반적이다.
터널 내부에서 병행하는 154[kV] 지중 T/L 2회선과 22.9[kV] 지중DZL 4회선에 의해 배관에 유도되는 전압을 해석한 결과, 유도전압이 최소일 경우는 0.85HV]로 계산되었다.
정상상태에서 상시로 유도되는 교류전압에 대한 시스템의 보안문제는 교류부식의 관점에서 해석되어야 하며, 교류부식은 직류부식에 의한 것보다 심각하지 않다고 보고하고 있지만, 앞장의 교류부식에서 검토한 바와 같이 토양비저항이 100[Ω . m], 코팅결함부 직경이 0.01[m], 전류밀도가 20[A/ m2]인 조건에서 유도전압이 7.85[V] 이상이 되면 배관이 부식될 수 있는 것으로 검토되었다.

후속연구

본 연구결과는 유도전압을 최소로 하는 최적상배치 결정에 활용될 것이며, 지하에 매설되는 금속배관과 송배전선로 상호 간의 간섭에 의해 유도되는 전압을 고려한 설계와 시공뿐만 아니라, 해저터널 내부의 가스배관과 지중 송배전선로의 병행 시공을 가능하게 함으로써 막대한 터널공사비 절감과 부지난 해소에 이바지 할 것으로 사료된다.
향후에는 가공 송배전선로와 병행하는 지하 매설 금속배관에 유도되는 전압과 고장전류 발생 시 유도전압 해석이 병행 되어야 할 것이다.

참고문헌 (9)

한국전기연구소 '음극방식시스템의 전압, 전류분포 연구' 한국가스공사 연구개발원, 1995
DIN 30676: Planung und Anwending des Kathodischen Korrosionsschutzes fur den Anbenschutz, Ausg. Okt. 1985
Stalder F., 'Pipeline Failures, Materials Science Forum', Vol. 247 (1997) pp. 139-146

상세보기
Ragault I., 'AC Corrosion Induced by VHV Electrical Lines on Polyethylene Coated Steel Gas Pipelines', 'NACE International, Corrosion '98, Paper No. 557, 1998
IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding, ANSI/IEEE Std 80-1986
'Principles and Practices of Electrical Coordination Between Pipelines and Electric Supply Lines', CAN/CSA-C22.3 No. 6-M91
' $TACLINK^R$ , CONIND™ Reference Maunal', Ground-it.com Consulting Ltd., 2000
EPRI, 'Transmission Line Reference Book', Second Edition, Revised, 1987
'Cathodic Protection consideration for Pipelines with AC Mitigation Facilities' PRC International Corrosion Supervisory Committee. Jan. 1999

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 전력케이블과 가스배관의 병행구간에 대한 교류부식 영향
The Effects of AC Corrosion on Underground Gas Pipeline Running Parallel with High Power Cables 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 전력케이블과 가스배관의 병행구간에 대한 교류부식 영향 The Effects of AC Corrosion on Underground Gas Pipeline Running Parallel with High Power Cables 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

배정효 (20) 김대경 (24) 김기준 (20)

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문 더보기

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 전력케이블과 가스배관의 병행구간에 대한 교류부식 영향
The Effects of AC Corrosion on Underground Gas Pipeline Running Parallel with High Power Cables 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

활용도 Top5 논문