개념 한 쪽
가공전선로는 전선을 공중에 세우는 만큼 설계의 뼈대가 지지물과 하중이다. 지지물 강도 계산에 쓰는 풍압하중은 갑종·을종·병종으로 나뉘고, 병종풍압하중은 갑종풍압하중의 50%를 기초로 계산한다. 시가지의 특고압 전선로(170kV 이하)에는 목주를 쓸 수 없고, 지지물에 첨가하는 통신선은 종류·높이·소선 규격이 따로 묶인다. 전선에 작용하는 풍압하중은 풍속 제곱에 비례해 산출한다.
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출제기준 단원 「가공전선로」의 공개 문제 26개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전선 풍압하중 계산 | 1 | 계수·풍속·항력계수·수압면적 대입 산출 |
| 풍압하중 종별·기준값 | 3 | 갑을병 명칭·병종 50%·강관 64kgf 판별 |
| 병종풍압 적용 제한 | 1 | 빙설·인가 연접 장소에서 적용 불가 대상 |
| 지지물 안전율·경간 | 2 | 목주 안전율 1.5·조합별 최대 경간 300m |
| 시가지 지지물 종류 제한 | 2 | 목주 사용 불가 판별 |
| 지지물·전선 시설 기준 | 3 | 발판 볼트 높이·차단 시간·일반 기준 옳고 그름 |
| 지지물 통신선 첨가 | 3 | 횡단 높이·교차 소선 규격·시가지 금지 선종 |
| 전선 병가·동일 지지물 | 3 | 병가 조건·약전류 동일 시설 보안공사·인장강도 |
| 건조물 접근상태 보안공사 | 3 | 제2차 접근상태일 때 보안공사 종류 |
| 특고압 전선 규격 | 2 | 보안공사별·시가지 경동연선 최소 단면적 |
| 특고압 케이블 시설 | 2 | 조가용선 시설 방법의 옳지 않은 것 |
| 선로 상호 이격 | 1 | 접근·교차 시 전선 조합별 이격거리 |
풍압하중의 종별이 첫 축이다. 가공전선로에 사용하는 지지물의 강도 계산에 적용하는 풍압하중의 종별은 갑종·을종·병종이다 — A종·B종·C종이나 1·2·3종 같은 표기는 쓰지 않는다. 병종풍압하중은 갑종풍압하중의 50%를 기초로 하여 계산하고, 지지물을 강관으로 구성되는 철탑(단주 제외)의 병종풍압하중은 구성재의 수직투영면적 1m²에 대한 풍압 64kgf를 기초로 계산한다. 빙설이 많은 지방이고 인가가 많이 연접된 장소에서는 적용 대상이 제한되어, 35,000[V] 이상인 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 가공전선은 병종풍압하중의 적용을 할 수 없다.
전선 풍압하중의 산출이 둘째 축이다. 전선에 작용하는 풍압하중은 풍속압(공기밀도 관련 계수 × 풍속의 제곱)에 항력계수와 수압면적을 곱하여 구한다 — 지지물 높이에 따른 풍속 보정을 고려하지 않는 조건에서는 주어진 계수를 그대로 대입한다. 지지물 쪽 수풍면적은 암재를 제외한 탑체 측면의 면적에 대하여 각 절간마다 계산하고, 각 절점에는 상하 절간 풍압치의 1/2이 각각 작용하는 것으로 본다.
지지물의 종류와 안전율이 셋째 축이다. 가공전선로용 지지물은 목주, 철근콘크리트주, 철주, 철탑의 4종류로 나뉜다. 다만 시가지에 시설하는 특별고압 가공전선로(사용전압 170,000V 이하)의 지지물로 목주는 사용할 수 없다 — 도심 특고압에는 견고한 강재·콘크리트 계열이 요구된다. 목주의 풍압하중에 대한 안전율은 1.5 이상이어야 하고, A종 철근콘크리트주에 단면적 22mm²의 경동연선을 쓰는 고압 가공전선로의 경간은 최대 300m 이하로 제한된다.
지지물 시설의 세부 기준이 넷째 축이다. 지지물에 취급자가 오르고 내리는 데 쓰는 발판 볼트 등은 원칙적으로 지표상 1.8m 미만에 시설하여서는 안 된다 — 보행자의 무단 승탑을 막는 장치다. 시가지의 154kV 가공전선로에는 지락 또는 단락이 발생한 경우 1초 이내에 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 한다. 분기는 분기점에서 전선에 장력이 가하여지지 아니하도록 시설하는 등 가공전선·지지물의 일반 시설기준이 옳고 그름 문항으로 묶여 나온다.
통신선 첨가가 다섯째 축이다. 지지물에 시설하는 통신선은 도로를 횡단하는 경우 지표상 6m 이상으로 하되, 교통에 지장을 줄 우려가 없을 때는 5m까지 감할 수 있다. 도로·횡단보도교·철도·궤도·삭도와 교차하는 특별고압 가공전선로 지지물의 통신선은 지름 5mm의 경동선이나 이와 동등 이상의 세기의 것이어야 한다. 시가지에서 특별고압 가공전선로 지지물에 시설할 수 없는 통신선은 지름 3.6mm의 절연전선이다 — 첨가 통신용 제1종·제2종 케이블이나 광섬유 케이블은 허용된다. 사용전압이 35,000V를 넘고 100,000V 미만인 전선로에 고압·저압 전선을 병가할 때는 제2종 특별고압 보안공사, 이격거리·전선 규격·지지물 요건이 따르고, 35,000V 이하 전선과 가공약전류 전선을 동일 지지물에 시설하는 경우의 보안공사는 제2종 특별고압 보안공사로 처리되는 문항이 있다. 66kV 전선로에 6kV 전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 특별고압 전선은 케이블인 경우를 제외하고 인장강도 21.67kN 이상의 연선이어야 한다.
여섯째, 다른 시설물과의 관계 축이다. 사용전압이 35,000V 이하인 특별고압 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 시설되는 경우의 보안공사, 22,900V 가공전선의 건조물 제2차 접근상태에서의 보안공사 종류가 묻는 문항이 있고, 154kV 전선로를 제1종 특별고압 보안공사로 시설할 때의 경동연선 단면적, 시가지 154kV 경동연선의 최소 단면적, 특고압 케이블 시설 방법의 옳고 그름, 25kV 이하 선로 상호 접근·교차 시의 이격거리가 이 축에 묶인다.
학습목표: 송전선로의 지지물 종류를 열거하고 선정 시 고려해야 할 요인을 설명할 수 있다.
학습목표: 철탑의 수풍면적 취득 방식과 절간별 풍압 작용 방법을 설명할 수 있다.
가공전선로용 지지물은 목주, 철근콘크리트주, 철주, 철탑의 4종류로 크게 나누어진다.
수풍면적은 암재를 제외한 탑체 측면의 면적에 대하여 각 절간마다 계산하고 각절점 에 상하절간 풍압치의 1/2이 각각 작용하는 것으로 한다.
NCS 학습모듈 1901030101 송전선로 기본설계 3-2. 기본설계 도서작성 · 1901030102 가공송전선로 설계 2-3. 상정하중 계산
① 풍압하중 산출: 풍속 40m/s, 계수 0.122, 항력계수 1.2, 수압면적 0.5m² — 풍압하중 = 0.122 × 40² × 1.2 × 0.5 = 0.122 × 1600 × 0.6 = 117.12N. ② 병종 기준: 갑종의 50% — 강관 철탑은 수직투영면적 1m²당 64kgf. ③ 지지물 판별: 시가지 특고압(170kV 이하) 지지물 금지 = 목주 — 나머지(철근콘크리트주·철주·철탑)는 사용 가능. ④ 통신선: 도로 횡단 높이 6m(교통 지장 없으면 5m까지 감할), 교차 구간 소선 = 지름 5mm 경동선.
고압 가공전선로의 지지물 강도 계산을 위하여 전선에 작용하는 풍압하중을 산정한다. 풍속이 40 m/s, 풍속압 산정을 위한 공기밀도 관련 계수가 0.122(N·s²/m⁴), 전선의 항력계수가 1.2이고 전선의 수압면적(투영면적)이 0.5 m²일 때, 이 전선에 작용하는 풍압하중[N]은? (단, 계산 시 지지물의 높이에 따른 풍속 보정은 고려하지 않는다.)
정답 ③ · 풍압하중[N]은 풍압(q)에 항력계수(C)와 투영면적(A)을 곱하여 구하며, 풍압(q)은 0.122 × V²로 계산한다. 주어진 수치를 대입하면 풍압하중 = 0.122 × 40² × 1.2 × 0.5 = 117.12 N이 된다.
SI 풍압하중[N]=0.122×V²×항력계수×투영면적 = 0.122×1600×1.2×0.5 = 117.12N.
사용전압이 35000V이하인 특별고압 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 시설되는 경우에 특별고압 가공전선로는 어떤 보안공사를 하여야 하는가?
정답 ② · 문제는 사용전압이 35000V 이하인 특별고압 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 시설될 때 요구되는 보안공사 종류를 묻는다. 문제 지문에 따르면 규정 개정 전의 기존 정답을 따르라고 명시되어 있으며 그 값은 제2종 특별고압 보안공사로 되어 있다.
154kV가공전선로를 제1종특별고압보안공사에 의하여 시설하는 경우 사용 전선은 단면적 몇 ㎜2 의 경동연선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 연선이어야 하는가?
정답 ④ · 문제는 154kV 가공지선로를 제1종 특별고압 보안공사로 설비할 때 사용해야 하는 전선 단면적을 묻는다. 초고압에 가까운 전압계통에서는 충분한 전류용량과 기계적 강도를 가진 굵은 전선을 사용해야 하며, 제시된 보기 중 해당 규정상 요구되는 최소 단면적은 150㎜2 경동연선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기이다.
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