[논문]고속철도변 전자파 측정과 문제점 검토

여상근

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여상근 (한방유비스)

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문제 정의

본고는 인체 안전에 직결되는 극저주파수 대역(3~1000Hz)의 자기장 세기를 측정하여 법적 제한치 초과여부를 검토하였고, 고속철도 주변 통신회선에 잡음전압을 발생시키는 주파수 대역(300~3400Hz)의 자기장 세기와 통신회선에 발생되는 유도잡음전압을 측정하여 고속철도변 통신회선에 대한 전력유도대책의 타당성을 검토하였다.

제안 방법

철도시설공단과 통신회사는 2001. 2경 실험을 통해 선간 잡음전압이 표4과 같이 제한치 1mV 보다 약 1/10 크기의 선간 잡음전압이 측정되어 유도대책 명분이 없어지자 선간 잡음전압이 낮게 측정된 이유는 잡음평형도가 고시기준 보다 100배 이상 좋기 때문에 선간 잡음전압이 발생하지 않았지만 향후 평형도가 고시 기준값 수준으로 나빠지게 되면 선간잡음전압이 증가할 것이라는 이유를 들어 선대지잡음전압 775mV를 기준으로 하여 유도대책 여부를 결정하였고 예측 잡음전압의 신뢰성 여부는 실측 선대지 잡음전압을 기준으로 판단하였다.
이와 같은 측정오차가 발생함에도 통신회사는 예측잡음 전압 크기와 비슷한 크기의 실측잡음전압을 얻기 위해 선대지 잡음전압 측정시 ①측정기의 임피던스를 600옴²⁾이 아닌 100키로옴을 사용하였으며 ②측정회로 구성시 측정 회선접지와 케이블외피(시스)접지를 공통으로 연결치 않고 약 50m 이격된 독립접지를 사용했기 때문에 각 접지간 등전위가 형성되지 않거나 접지 기준점이 0전위가 되지 않아 지전위차가 선대지간 잡음전압에 포함되어 측정된 선대지 잡음전압이 실제값보다 약 10배 이상 부풀려지게 되었고 이 전압이 예측잡음전압과 그 크기가 비슷하다는 이유를 들어 공단은 전력유도대책을 시행하게 되었다.

성능/효과

2) 철도차량은 KS C IEC 62236-3-1의 전기자기 기준치를 만족해야 한다.
고속철도에 의한 전력유도잡음전압은 철도전력시스템의 고조파억제장치와 공중 보호선 등으로 객실내 자기장의 세기는 인체안전기준인 833밀리가우스에 크게 못 미치는 평균 20밀리가우스에 불과했으며 열차 승하차장은 최대 6.8밀리가우스, 철도레일과 20미터 이격지점의 자기장 세기는 0.8밀리가우스에 불과하여 전력유도잡음전압이 근원적으로 발생하지 않는 것이 확인되었고, 유도대책을 하지 않은 통신회선에서 측정된 유도잡음전압 역시 전력 유도대책 제한치 1/20 크기인 0.05밀리볼트에 불과 했으며 이와 같은 전압은 통신회선에 기본적으로 발생하는 배경잡음(기저잡음)인 0.3밀리볼트 보다 훨씬 작은 전압이므로 유도전압이라 볼 수 없다.
측정된 전자파(자기장)의 세기는 국내기준 및 국제비전리방사선보호위원회(ICNIRP)기준 833mG 기준보다 크게 낮은 수준으로 인체에 전혀 영향이 없는 것으로 분석되었다.

후속연구

그럼 여기서 현행 고시인 “전력유도전압의 구체적 산출 방법에 대한 세부기술기준”에 제시된 예측계산식은 시간 개념이 도입되지 않아 계산식으로 유도대책구간을 산정하는 것은 불가능하므로 프랑스와 같이 고속철도 개통 이후 측정된 값을 근거로 사후 대책을 수리하는 것이 국가예산낭비를 막을 수 있음을 제언한다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

고속철도전력시스템의 잡음발생원은 어디에서 발생 하는가?

고속철도전력시스템의 잡음발생원은 전력변환 장치인 인버터에서 대부분 발생한다.

주파수 대역별 전기장의 세기와 자기장의 세기 및 전력밀도 기준치에 대한 법령은 어디서 찾을수 있는가?

전자파 인체 보호기준은 전파법 제47조의 2제1항의 규정에 의하여 정보통신부고시 제2001-88호('01.110.10) 기준이있다.

극저주파수 대역의 고조파로 인한 피해는 무엇인가?

고속철도 전력 공급시스템에서 발생하는 전자파중 극저주파수 대역의 고조파는 인체 안전은 물론 통신시설에 유도장해를 발생시키므로 이와 같은 피해가 발생하지 않도록 전자파(전기장과 자기장) 의 세기는 전기시설안전관리법, 전파통신법, 산업 안전관리법으로기준치를엄격하게규제하고있다.

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