간선설비 - 전력시설물 감리

1. 개요 및 배전방식

가. 간선설비의 개요

 ▣ 간선설비

   ⊙ 전력에너지를 전원설비나 예비전원설비로 부터 부하설비에 전원을 공급하는 설비

   ⊙ 구내 배전선로는 원칙적으로 고압을 넘지 못하는 전압으로 6.6kV를 상한으로 하고 있으나 최근에는 대용량 수용가의 증가로

        전압 강하 및 전력손실 감소 등 22.9kV-y 구내 배전도 하고 있음

 

   ⊙ 안전한 전기에너지 공급을 위해 배선의 굵기나, 보호장치, 설치방법에 대해 전기설비기술기준으로 규제하고 있음

 

나. 배전설비 구성도

 

다. 배전방식

  ▣ 전기에너지(전력)를 수용장소에 분배하는 것을 배전이라 함

저압	고압	특고압
⊙ 직류 1,500V 이하 ⊙ 교류 1,000V 이하	⊙ 저압을 초과하고 7,000V 이하	⊙ 7,000V 초과

  ▣ 배전방식

대지전압(Voltage to ground)	선간전압(Line voltage)
대지와 측정점 사이의 전압 또는 중성점 접지되어 있는 전선과 다른 전선 간의 전압	접지선 이외의 전선과 전선 사이의 전압

 

라. 배전방식의 선정 방법

  ▣ 대상건물의 규모, 사용설비, 경제성 등을 충분히 고려해야 함

배전방식을 결정하는 중요한 요소
가장 많이 사용하게 될 부하의 정격전압	간선 1회선의 용량	비상용 발전기의 정격전압

마. 배전방식의 비교

 

 

2. 간선의 분류

가. 부하의 용도에 따른 분류

  ▣ 조명간선, 동력간선, 특수용 간선

    ※ 1개의 전력용량이 적은 경우는 여러 용도를 1개 간선으로 공급할 수 있음

구 분		내 용
조명간선	상용 조명간선	⊙ 조명기구, 콘센트 (소용량 기기)에 전력을 공급함
	비상용 조명간선	⊙ 관계 법령 (소방 및 건축관련 법령)에 의한 부하와 정전시 비상전원에 의해 업무용으로 공급함
동력간선	상용 동력간선	⊙ 보일러나 열원기기, 공기 조화기, 방송설비 등의 동력에 전력을 공급함
	비상용 동력간선	⊙ 소방설비, 급 · 배수설비 등 정전이나 화재시 동력에 전력을 공급함
특수용 간선		⊙ 보통 중요도가 높은 특수기기에 전력을 공급하는 것으로 대형 전산기기용 간선, OA 기기요 간선, 의료기기용      간선 등을 말함 ⊙ 대개 정전시 비상전원이 공급되도록 구성함

 ▣ 저압간선

구분	내용
단상2선식 220V	⊙ 주택의 옥내배선에 사용할 경우에는 배선의 대지전압이 150V를 넘으므로 누전차단기를 설치해야 함
단상 3선식 110/220V	⊙ 선간전압(220V)을 조명기구의 전원으로 공급하여 사용하는 경우 스위치를 개방하여도 전원이 차단되지      않는 안전상의 문제가 있음 ⊙ 단상 3선식의 설비 불평형율은 40%이하로 규정하고 있음
3상3선식	⊙ 종전 △결선에 의한 선간전압을 220V 로 공급하였을 때 빌딩이나 공장 등에서 동력 공급의 주체이며, 37kW 이하의      부하에 적합함 ⊙ 최근에는 특정한 설비에 의한 자가용설비에서의 공급을 제외하고는 사용하지 않는 배전방식임
3상4선식	⊙ 120/208V, 220V/380V, 254V/440V 의 3종류가 있는데 우리나라에서 전등부하는 220V를 사용하고 동력부하는      380V를 사용할 수 있는 220/380V를 주로 사용하고 있음 ⊙ 3상 4선식의 설비 불평형율은 30% 이하로 규정하고 있음
직류 110V/220V	⊙ 비상등의 간선에 주로 사용함

 ▣ 고압간선

   ⊙ 3상4선식 6.6kV, 3.3kV 전압을 사용하며, 한 개의 건물 또는 사업장 안에 여러 개의 전기실이 있는 경우 전원의 안정적인 공급

       을 위하여 2단 강압 방식에서 사용하던 방식임

   ⊙ 주변전실과 부변전실을 접속하는 1차측의 간선이나 대용량의 고압기기(고압 냉동기 등)에 전력을 공급하는 간선에 주로 사용

        하였음

   ⊙ 최근에는 IGBT 등 전력 전자 소자의 사용으로 고조파 발생이 많은 인터넷 데이터 센터 (IDC)나 무정전 전원장치(UPS)에서

        공급하는 간선과 OA 간선 등에 고조파 저감을 위하여 많이 사용되고 있는 방식임

 ▣ 특고압 간선

   ⊙ 특별 고압 간선은 최근 에너지 절약 설계에 의한 직접 강압방식의 채택으로 초고층 빌딩 등의 대규모 건물에서 한 개의 구내에

        여러개의 특별고압 변전실을 설치하는 경우 변전실 간을 접속하는 간선으로 많이 사용됨

3상 3선식	3상 4선식
⊙ 22kV급 비접지 방식으로 CV케이블을 사용함 ⊙ 국내에서는 사용하지 않음	⊙ 22.9kV급 다중 접지 방식으로 CN/CV-W  케이블을 사용함

나. 케이블 종류

 ▣ CV케이블

   ⊙ 대표적인 전력케이블로서 가교폴리에틸렌(XLPE) 절연 비닐 시스 케이블로, EV케이블의 폴리에틸렌 절연체를 가교폴리에틸

        렌으로 개량하여 열적 특성(최고 허용온도 90℃)을 좋게 하여 성능을 향상시킨 것

 ▣ CN/CV-W 케이블

   ⊙ CV케이블에 중성선을 추가하여 과대한 지잘전류를 흘릴 수 있도록 제작하여 지락사고로 인한 케이블의 소손이나 손상을 방지

        하기 위한 것

   ⊙ 현재 가장 많이 적용되고 있는 CN/CV는 중성도체(외부도체)에 물 침투를 방지하기 위하여 발포성 차수테이프로 차수 처리

         (차수형)를, 도체에 수밀 컴파운드 처리를 추가 하여 수트리 열화방지를 위한 CN/CV-W(수밀형)이 생산되고 있음

   ⊙ 전력구 등 외부에 노출 시공하는 경우에는 저독성 난연폴리올레핀 시스의 FR-CN/CV- W이 사용되고 있음

                                                                      [CN/CV-W케이블 구조]

 

다. 배선방식에 의한 분류

 ▣ 간선의 재료에 따른 공사방법

배관 배선	케이블 배선	버스덕트
⊙ 금속관, 합성수지관, 가요전선관을 사용하며      절연전선을 배선하는 방식	⊙ 케이블 트레이 또는 배선트렌치를 통해       케이블을 배선하는 방식	⊙ 동 또는 알루미늄 도체를      사용하는 방식 ​

 ▣ 배선방식의 장단점

배선방식	장점	단점
배관배선	⊙ 보수가 용이함 ⊙ 소용량의 경우 전기샤프트(EPS)없이 은폐배관이 가능함 ⊙ 금속관 보호 시 화재의 우려가 없고,      기계적인 보호성이 우수함 ⊙ 방화구획 관통처리가 간단함 ⊙ 금속관 공사 시 전자유도 차폐가 유리 함	⊙ 수직배관 시 장력지지가 어렵고, 과대한 장력이      걸리기 쉬움 ⊙ 간선 용량이 제한적임 ⊙ 배관공사 완료 후 배선공사를 해야 하므로 작업효율      이 나쁘고 복잡함 ⊙ 부하변동에 따라 전압강하가 큼 ​ ​
케이블배선 (트레이 사용)	⊙ 방열특성이 우수하며 허용전류가 크고, 부하증가시 대응      이 용이함 ⊙ 내진성이 큼	⊙ 케이블이 굵은 경우 곡률 반경이 큼
버스덕트	⊙ 대용량을 콤팩트하게 배전할 수 있음 ⊙ 예정된 부하 증성이 즉시 가능함 ⊙ 임피던스가 작고 전압강하가 작음 ⊙ 화재 등의 위험이 적고 신뢰성과 수명이 김	⊙ 접속 부품이 많고 고가임 ⊙ 사고시 파급범위가 크고, 보호기기의 용량이 커짐 ⊙ 내진성이 작음 ⊙ 공사비가 증가함

3. 계통방식에 따른 간선의 분류

가. 간선계통의 형태

개별방식 / 평행식	나뭇가지 평행식 / 병용방식 1계통	나뭇가지 방식 / 수지방식
나뭇가지 연계식 / 병용방식 2계통 / 연락차단기 방식	병용방식 2계통 방식	루프 방식
전등 간선에 대하여 주로 적용되고 각 전기방식의 특징을 잘 이해하여 건물의 규모, 용도, 시공성, 신뢰성 및 경제성을 검토하여 선정함

 ① 개별방식 또는 평행식

   ⊙ 각 층의 부하가 비교적 큰 경우에 사용함

   ⊙ 간선수량이 많아져 비경제적임

   ⊙ 간선사고가 발생하였을 때 다른 부하에 영향을 최소화시킬 수 있어 신뢰성이 높음

 

  ② 나뭇가지 평행식 또는 병용 방식 1계통

   ⊙ 각 층의 부하가 작은 경우에 사용함

   ⊙ 개별 방식과 나뭇가지 방식의 혼합형으로 양쪽의 장점을 이용할 수 있으므로 공동주택과 중소형 건물에 많이 적용하고 있음

 

  ③ 나뭇가지 방식 또는 수지방식

   ⊙ 대용량 간선 1회선만으로 사용도체량(동량)이나 샤프트의 고유면적 감소를 도모한 것

   ⊙ 간선사고가 건물내의 모든 부하에 영향을 주는 결과가 되므로 간선 자체의 신뢰도를 높여야 하므로 BUS DUCT 방식에 많이

        채택

   ⊙ 경제적이지만 1개소의 사고가 전체에 영향을 미치고, 신뢰도가 낮음

 

  ④ 나뭇가지 연계식 또는 병용방식 2계통 연락 차단기 방식

    ⊙ 2군데의 배전반(측 변전실)에서 급전되고 있음

    ⊙ 어느 배전반이 고장나도 2개의 간선을 연락차단기 등으로 접속해서 전체 부하에 급전하는 것도 가능함

    ⊙ 고압간선 또는 380V급 간선에도 이 계통이 적합함

 

  ⑤ 병용방식 2계통 방식

    ⊙ 2군데의 배전반에서 급전되고 있음

 

  ⑥ 루프방식

    ⊙ 공급신뢰도가 높으므로 중요한 설비에 적용하며, 경제적으로 고가임

    ⊙ 선로 사고시 즉시 절체 가능함

 

4. 버스덕트 점검

가. 개요

  ▣ 버스덕트 : 절연전선이나 케이블을 사용하지 않고 관 모양이나 막대 모양의 동이나 알루미늄 도체를 사용하여 수배전반 내부나

                       옥내의 대전류 대전력의 전력 간선을 구성하는 밴선방법

나. 시설장소

옥 내	옥 외
옥내의 건조한 장소에 한해 노출 장소 및 점검 가능한 장소에 시설할 수 있음	옥외용 버스덕트 사용, 사용 전압 400V 미만의 경우 옥측 또는 옥외 시설이 가능함

 

다. 도체와 덕트 부분의 재료에 따른 분류

알루미늄도체강 덕트(Al-Fe) 경제적이며 가장 많이사용함

알루미늄도체, 알루미늄 덕트 (Al-Al)

구리도체 강덕트 (Cu-Fe)

구리도체 알루미늄 덕트 (Cu-Fe)

라. 사용도체의 확인

  ▣ 적합한 도체가 사용되었는지 제작 설명서, 시방서, 제작 매뉴얼을 통하여 확인함

  ▣ CU : 단면적 20㎟ 이상의 띠 모양, 지름 5㎜ 이상의 관 모양이나 둥근 막대 모향

  ▣ AL : ⊙ 단면적 30㎟ 이상의 띠 모양

              ⊙ 사용전류 600A 이상에서는 AL이 경제적임

[덕트 제작 기준]

덕트의 최대 폭(㎜)	덕트의 판 두께 [㎜]
	강판	알루미늄판	합성수지판
150 이하	1.0	1.6	2.5
150초과 300 이하	1.4	2.0	5.0
300초과 500 이하	1.6	2.3	​
500초과 700 이하	2.0	2.9	​
700초과	2.3	3.2	​

마. 시공상태의 확인

  ▣ 버스덕트를 조영재에 붙이는 경우에는 덕트 지지점 간의 거리를 수평 3m, 수직 6m 간격으로 견고하게 지지가 되었는지를 확인

       함

    ⊙ 행거로 지지하는 경우에는 버스덕트는 1.5m 이하마다 행거로 지지가 되었는지를 확인함

  ▣ 버스덕트를 수직으로 시설하는 경우 버스덕트 내 도체의 지지물은 수직으로 지지하는데 적합한 것을 사용하였는지를 확인함

  ▣ 버스덕트 상호는 견고하고 또한 전기적으로 완전하게 연결되었는지를 확인함

  ▣ 버스덕트의 내부는 먼지가 침입하지 않도록 되어 있는지를 확인함

  ▣ 버스덕트의 끝부분은 막혀 있는지를 확인함 (환기형 제외)

  ▣ 버스덕트가 마룻바닥이나 벽을 관통 시 관통 부분에서 접속되지 않았는지 확인함

  ▣ 습기가 많은 장소 또는 물기가 있는 장소에 시설하는 경우 방수형 버스덕트가 사용되었는지를 확인함

  ▣ 버스덕트는 물이 고이는 낮은 부분을 만들지 않도록 시설되었는지를 확인함

  ▣ 제품에는 잘 보이는 장소에 견고한 방법으로 명판이 부착되었는지를 확인함

    ⊙ 표시내용, 명칭, 형식, 극수, 정격전압, 정격전류, 제조번호, 제조 연월 등

 

[버스덕트의 시공상태(예시)]

 

바. 버스덕트 점검

도체의 접속과 절연상태 확인	접지 상태 확인
⊙ 도체의 지지물은 절연성, 난연성 및 내수성, 견고성 여부를 확인함 ⊙ 도체 상호의 접속은 견고하게 접속되었는지와 전기적으로 완전하게      접속되었는지를 확인함 ⊙ 도체는 버스덕트 내에서 0.5m 이하의 간격으로 비흡습성의 절연물로      견고하게 지지하고 극간 접촉 또는 덕트 내면과 접촉될 우려가 없도      록 되어 있는지를 확인함	⊙ 덕트는 KEC 211과 140 에 준하여 접지공사를      하였는지 확인함 ⊙ 각각의 경우 접지선 연결 상태와 접지 단자함에서      접지저항을 측정함 ​ ​ ​ ​

#배전방식 #정격전압 #비상용 #발전기 #간선 #루프방식 #병용방식 #2계통방식 #연락차단기 #버스덕트