[논문]전력 유도 발생 시 케이블 쉬스 접지 여부에 따른 유도 잡음 전압 영향 분석

이상무; 최문환; 조평동

문제 정의

미치는 영향을 집중 분석하였다. 전력 유도 장애 발생가정 하에 통신 선로 케이블의 쉬스를 접지하였을 경우와 접지하지 않았을 경우에 통신케이블의 선간 잡음 전압(MOISE) 및 선대지간 잡음 전압饵圧) 레벨의 변화를 비교하여 통신케이블의 쉬스가 전력 유도 장애 발생에 대하여 어떠한 기능을 하는지 알아보았다.
전력선이나 고속철도설비와 같은 유도원에 의한 전력 유도 장애 발생 시 이와 병행하는 통신 선로상에 유도 잡음 전압이 발생하게 되는데 본 논문에서는 통신 케이블의 쉬스에대한 접지 효과가 이러한 유도 잡음 전압 즉, 선간 잡음 전압이나 선대지간 잡음 전압 레벨 둥에 어떠한 영향을 미치는 지에 대한 실험을 수행하였다.
툑히 본 논문에서는 최근 케이블 쉬스(sheath)의 기능에 대한 논란이 많은바, 통신케이블의 쉬스(sheath)에 대한 접지 여부가 유도원으로부터 피 유도원으로의 유도 잡음 전압 레벨에 미치는 영향을 집중 분석하였다. 전력 유도 장애 발생가정 하에 통신 선로 케이블의 쉬스를 접지하였을 경우와 접지하지 않았을 경우에 통신케이블의 선간 잡음 전압(MOISE) 및 선대지간 잡음 전압饵圧) 레벨의 변화를 비교하여 통신케이블의 쉬스가 전력 유도 장애 발생에 대하여 어떠한 기능을 하는지 알아보았다.

제안 방법

또한 지역에 따라서 다양한 환경 변수를 고려할 목적으로 가입자 측에서 측정을 실시한 측정단 측정과 양단의 구성을 바꾸어 측정을 실시한 종단 측정으로 구분하여 측정하였다.
쉬스 접지의 영향을 분석하기 위하여 본 논문에서는 금산, 파주, 서울 그리고 대전 지역에서 측정 실험을 실시하였으며 그 결과를 아래와 같이 표로 나타내었다
이에 유도기관(한전, 고속철도시설공단) 및 피유도기관 (KT)과의 협조 하에 전력 유도에 의한 장애가 발생할 수 있는 조건을 갖춘 지역을 다수 선정하여 긍장 2Km를 갖는 통신케이블을 유도원과 병행하여 포설한 후, 현행 국내 기술기준 고시 및 국내외 표준에서 제시하는 방법과 이외의 다양한 방법으로 전력 유도 장애 발생 시 통신선로에 미치는 영향에 대한 분석을 시행하였다
측정은 가입자 측에서 실시하였으며, 종단 회로는 그림 1과같이 측정 대상 선로 케이블 종단의 임피던스 구성 방식의 차이에 따라서 일본에서 연구목적으로 사용되는 600Q 개방종단 방식과 미국의 일반 실무형태인 무저항 직접 접지 방식, IEEE 표준 776의 형태를 갖는 300^-100^-300^ 밸런스 형태의 방식 그리고 역시 미국에서 일반 실무적인 목적을 갖는 개방형 종단 회로 등의 4종류의 종단 회로를 사용하여 각각의 경우 케이블 쉬스의 접지 여부에 따른 선간 잡음 전압 (NOISE) 및 선대 지간 잡음 전압(LIF)의 변화를 분석하였다 또한 측정에 사용된 장비 및 지원 시설은 표 2와 같다
표 4는 서울 중랑구의 도심에 위치한 지역에서 측정한 실험 결 과를 보여주고 있다 파주지역과 마찬가지로 4개의 종단 회로를 이용하여 측정하였으며, 종단측정의 경우 루프 그라운드 회로를 이용한 선간 잡음 전압 레벨의 변화가 매우 높게 나타난 것은 회선에 따라 MHIGATOR로 계측된 선간 잡음 전압 레벨이 low, 로 나타나 분석대상에서 제외되고 정상적으로 계측된 값을 선별하여 분석한 것이기 때문이며 이는 동일 조건에서 계측된 모든 경우에 대해 일괄적으로 적용하였다
한전의 송배전선 또는 고속철도시설에 의한 전력 유도 장애가 발생하는 경우, 인근의 병행하는 통신케이블에 미치는 유도 잡음의 영향을 분석하기 위해 한전 및 KT 둥과 같은 유관기관과의 협조 아래 표 1과 같이 지역 특성을 고려한 임의의 지 역을 선별하여 2Km의 긍장을 갖는 25 페어의 통신케이블(JF・FScable)을 포설한 테스트베드를 구축하였다.

데이터처리

유도원이 한전의 송배전 시설인 경우, 측정 기간 동안 여러 환경 조건을 구성하여 다수 측정한 결과의 평균값으로 분석하였으며 , 고속철도시설의 경우에도 고속전철이 측정지역을 지나가는 시간 동안 변화하는 각 수치를 기록하고 측정 기간 다수의 측정을 통하여 얻어진 결과의 평균값으로 분석을 행하였다.

성능/효과

llmV 낮아진다. 그러나 종잡음전압에 있어서는 쉬스접지를 하지 않았올 때 모두 높아져 평균 15%의 차폐율을 나타내었다.
있다. 금산과 파주, 서울 지역의 경우 쉬스 접지를 하였을 때 선간 잡음 전압 레벨이 각각 46.9%와 98.1%, 106.2%로 크 게증 가하는 것으로 나타났으나, 대전 지역에서는 ・7.1%로 선간 잡음 전압 레벨의 감소 효과를 보이는 것을 알 수 있다. 선대 지간 잡음 전압 레벨에 대하여는 파주 지역에서만 쉬스 접지에 대한 효과가 3.
복잡하고 위험한 고속전철시설지역에서의 측정이란 환경적 제약과 고속전철이 지나가는 순간에서 측정을 실시해야만 하는 시간적 제약으로 인하여 종단 회로로는 개방형 종단 회로와 600옴 종단 임피던스형 회로의 경우에만 케이블 쉬스 접지 여부에 따른 선간 잡음 전압과 선대 지간 잡음전압 레벨의 변화 추이를 보였다. 또한 대전지역에서는 환경적 제약으로 인하여 측정 단과 종단의 위치를 바꿔 측정하는 실험은 배제되었다.
선간 잡음 전압의 경우 개방형 종단 회로인 경우 3.8%로 게이블 쉬스의 접지 효과가 약간 증가하였지만, 6004 종단 임피던스 회로에서는 로 감소하고 있음을 보였고, 선대 지간 잡음전압의 경우 두 회로 모두 9.5%와 ・1.0%로 케이블쉬스의 접지 효과가 미미하게 나타나고 있음을 알 수 있다.
1%로 선간 잡음 전압 레벨의 감소 효과를 보이는 것을 알 수 있다. 선대 지간 잡음 전압 레벨에 대하여는 파주 지역에서만 쉬스 접지에 대한 효과가 3.2% 증가하였고 금산 - 57.0%, 서울 -2.8% 그리고 대전 9.7%로 감소하고 있음을 보여주고 있다 측정 수행을 실시한 4개 지역 전체적으로 보면 케이블 쉬스를 접지하였을 경우와 쉬스를 접지하지 않았을 경우를 비교하여 평균 61.0%의 선간 잡음 전압 레벨의 증가 효과를 가져왔으며, 선대 지간 잡음 전압 레벨은 평균 -14.3% 의 감소를 보이는 것으로 나타났다.
선대 지간 잡음 전압의 경우에서는 쉬스 접지 여부에 따른 변화의 크기가 선간 잡음 전압의 변화보다 작게 나타나고 있으며, 각 종단 회로 별로 측정단 측정의 경우 600옴 종단 임피던스 회로에서 -1.2%, 개방형 종단 회로와 300옴 발란스형 임피던스 회로에서 0.1%를 보여 쉬스 접지 여부의 영향이 미미했음을 알 수 있었으며, 종단 측정의 경우에서는 300옴 발란스형 임피던스 회로와 루프 그라운드 회로에서 각각 0.1% 와 0.2%의 증가가, 개방형 종단 회로와 600옴 종단 임피던스 회로에서 각각 12.7%와 13.8%의 증가를 보여 종단회로별 변화의 차이가 크게 나타나고 있음을 볼 수 있었고, 쉬스 접지 여부의 영향이 선대 지간 잡음 전압에 미치는 영향은 종단 회로의 접지 여부와 어떤 관계가 있음을 예상 할 수가 있다.
선대지 잡음 전압에 있어서는 앞의 1절에서 종전압에 대한영향 분석에서와 마찬가지로 쉬스에 의한 효과로 모두 평균 57% 감소하였으나 선간에 있어서는 오히려 평균 0.15mV 증가하였다
이상의 결과로 판단할 때 쉬스접지 효과가 종 전압에 대하여는 적정 비율로 영향을 미치나선간 잡음 전압에에 대하여는 차폐의 영향이 나타나지 않는다(오히려 잡음을 평균적으로 증가시키는 현상이 나타남)“
종단에서 측정한 결과를 보면 선간 잡음 전압 레벨에 대한쉬스 접지 효과는 개방형 종단 회로의 경우에서만 ・5.6%로 약간 감소하였으며 다른 종단 회로의 경우 14.0%에서 706.0%까지 증가했음을 보였다. 선대 지간 잡음 전압 레벨에 대한 쉬스접지의 효과는 각 종단 회로에 대해 최소 ・2.
표 3에서 알 수 있듯이, 측정단 측정의 경우 300옴 발란스형 임피던스 회로로 종단하였을 때 쉬스 접지를 하였을 경우 58.5%의 선 간 잡음 전압이 증가하였으며, 개방형 종 단회로의경우는 쉬스 접지를 하였을 때가 쉬스 접지를 하지 않았을 때보다 202.8%의 증가로 2배 이상의 선간 잡음전압이 증가했음을 알 수 있다 종단 측정의 경우에도 마찬가지로 선간 잡음 전압에 있어서 300옴 발란스형 임피던스 회로의 경우 13.4%의 증가현상을 보이고 있으며, 개방형 종단회로의 경우 176.8%의 증가현상을 보여 개방형 종단회로가 쉬스의 접지 여부에 가장 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있다
표 4에서 알 수 있듯이 측정 단에서 측정한 경우, 300옴 발란스 임피던스형 종단 회로의 선간 잡음 전압의 쉬스 접지 효과(10.1% 상승)를 제 외한모 든 경우에서 선 간 잡 음전압과 선대 지간 잡음전압 레벨이 최소 -30.3%에서 최대 -2.0%의 변화를 보여 케이블 쉬스를 접지하였을 경우 선간 및 선대 지간 잡음 레벨이 모두 감소했음을 알 수가 있다.

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