한전 남서울본부 전력관리처(처장 박영신)가 국내 최초로 구형 소구경 관로 흉관에 설치된 1공3조 OF선로를 대체하기 위한 신 기자재인 Triplex(트리플렉스) 케이블 개발에 성공,154kV 여의-노량진 선로(실계통)에 적용에 성공하는 개가를 올렸다.

현재 한전은 노후 OF케이블을 용량이 더 뛰어난 XLPE 케이블로 교체를 진행하고 있는데 기존의 1공3조 포설의 구형 관로 흉관 및 맨홀에 일반 규격의 3상 단심 XLPE 케이블의 설치가  불가능 하고 Off-set과 접속함 배치 공간이 부족하는등 많은 문제점을 가지고 있었으나 이번 Triplex 케이블 개발로 말끔히 개선할 수 있는 길을 열었다.

한전 남서울본부 전력관리처 Triplex 케이블 실계측 적응 성공 개가
154kV 여의-노량진 지중선로 국내최초 시범선로 선정 적용
전사확대 추진시 토목건설비용 1,670억원 경제적 절감효과
여의도 등 대도심지 계통보강 현실화 전력공급 안정화기여

한전 남서울본부 전력관리처(처장 박영신)에서는 구형 소구경 관로(이하 흄관)에 설치된 1공3조 OF선로를 대체하기 위한 新기자재를 개발하여 지난 6월 24일 여의도 일대 전력을 공급하는 154kV 여의-노량진 선로를 대상으로 국내최초 시험적용에 성공하였다고 밝혔다.

◆ 국내 현황

  한전에서 사용 중인 OF케이블은 1980년 국내 최초로 설치되어 현재까지 운용 중에 있지만 설비노후화(30년 이상사용)에 의한 고장 개연성 증가하고 있고, 최근까지 지속적으로 OF케이블 열화 등에 따른 정비개소가 증가추세에 있다. 또한, 대도시를 중심으로 전력수요 증가에 따라 전력용량 증대의 필요성이 요구되고 있어, 한전에서는 송전용량이 더 뛰어난 XLPE 케이블로 교체하는 사업을 전국적으로 진행 중에 있었다.(OF선로의 경우 XLPE 케이블 대비 약 20% 정도의 송전용량 부족)

◆ 구형 소구경관로 내 XLPE 케이블 적용 한계

  이처럼 노후화된 케이블의 교체가 필요하지만, 1공3조 포설의 구형 관로 흄관 및 맨홀에 일반규격의 3상 단심 XLPE 케이블의 설치가 불가능하고 구형 소형맨홀 내 케이블 열신축 작용을 흡수하기 위한 Off-set과 접속함 배치 공간이 부족하여 기존 OF케이블을 XLPE 케이블로 교체가 불가능하였다. 이에 이러한 OF선로들을 교체하기 위하여 기설 관로 교체 등의 토목공사를 병행할 시 장기간, 장구간의 도로굴착 등에 의한 민원과 안전사고 우려 등으로 지자체 굴착허가의 제약사항이 존재하고 비용이 과다하게 소요되는 문제점 등이 발생하게 된다.

◆ 新 케이블 개발

  이에 남서울본부 전력관리처에서는 2019년부터 대한전선과 협업하여 Triplex(이하 트리플렉스) 케이블 개발을 시행하였다. 트리플렉스 케이블은 케이블 외경 축소와 더불어 송전용량을 향상 시키고자 기존 파부형(Corrugation type) 금속시스의 구조를 CWS(Copper Wire Shield) 금속시스 구조를 변경하였고 단상케이블 3개(3상)를 연합하여 케이블구조를 변경하였다. 이러한 CWS의 적용은 케이블 최대 외경 축소와 더불어 금속시스에서 발생하는 와류손(열손실)을 감소시켜 송전용량이 증대되게 되고 케이블 연합구조는 케이블의 열신축을 흡수하기 때문에 케이블 맨홀 내 Off-set이 불필요하게 된다. 따라서 케이블 설치를 위한 최소 맨홀크기 역시 5,900mm로 기존 XLPE 케이블 적용 맨홀에 비해 맨홀크기가 약 47% 줄어들었다.
 또한, 개발된 Triplex 케이블의 신뢰성 검증을 위하여 기계적 정수시험, 측압시험 등을 시행하였고, 케이블 포설의 필요한 금구류(크리트, 풀리아이) 개발, 케이블 운반 Route 및 적정 드럼 크기를 검토?선정하였으며 현장에 Triplex 케이블을 적용하기 위해서 필요한 케이블 구매 규격서 및 시공기준을 제정하였다. (21. 8월 공인기관 KERI 인정시험 합격)

◆ 국내최초 현장 시범 적용

 남서울본부 전력관리처는 트리플렉스 케이블의 개발 후 첫 시범사업으로 여의도일대 전력공급선로인 154kV 여의-노량진 지중선로를 최초 시범선로로 선정하여 ’22년 2월 공사착공을 시작으로 같은 해 6월 24일 실 부하 가압을 통해 성공적으로 공사가 완료되었다.

 기설 케이블 철거 후 관로의 상태가 매우 불량하여 여의도 일대 적기 전력공급이 어려운 상황 속에서도, 하계 전력수급을 대비한 가압일정 준수를 위해 비굴착 관로 보수공법을 전 구간 적용하여 단기간 흄관을 보수를 완료하여 시공 품질확보와 공사 기간 단축을 모두 이루어 내었다. 이에 남서울본부는 국내 최초로 트리플렉스 케이블 실 계통 적용에 성공하여 향후 트리플렉스 케이블을 활용한 선종 교체공사에 성공적인 선례를 남겼다.

트리플렉스 케이블은 시범적용 선로에서 ‘23년 6월까지 시범운영하면서 설비점검을 통한 이상여부를 확인과 자재 및 시공공법에 대한 효과분석을 통해 전국으로 확대 적용하여 활용할 예정이다.

 Triplex 선종교체공사 성공적인 실계통 시범적용 후 전사확대 추진 시 기설 흄관을 재사용으로의 대규모 토목건설비용 전사 기준 약 1,670억원의 경제적 절감 효과와 그 동안 추진이 어려웠던 서울특별시 여의도, 송파, 잠실, 종로 등과 부산 서면, 해운대 등 대도심지의 계통보강이 현실화 되어(송전용량 약 20~30% 증가)으로 전력공급 안정화 기여할 수 있을 것으로 예상된다.