21. 지중 전선로의 방식 문제

3. 지중 송전 선로

3.5 지중 전선로의 방식 문제

 

 금속의 부식은 습식과 건식으로 대별되는데 건식은 가스 등에 의한 부식으로 가공 케이블에서 문제가 되며, 지중 케이블과 같은 매설 금속체의 부식은 거의 습식으로서 전식과 화학 부식으로 구별된다. 이 중 전식은 토양 또는 바닷물 가운데 존재하는 누설 전류에 의해 생긴다. 이 누설 전류는 일반적으로 전기 철도의 레일, 다른 전기 방식 장치, 직류기기의 접지 및 전기 용접기 등에 의해 생기며, 그중 직류 전기 철도의 레일로부터 흐르는 전류가 가장 많다.

 이러한 원인으로 만일 전류가  케이블 금속 외피에 유입하면, 유입점은 전기방식을 실시한 상태가 되지만 전류가 토양 가운데로 유출하는 경우에는 금속이 양이온이 되어 유출해가므로 급격히 부식된다.(그림 3.17 참조)

 케이블 금속 외피의 부식을 방지하기 위해서는 비닐로 방식층을 만드는 것 이외에 전기적인 방식을 채용하고 있다.

 전기 방식법은 크게 유전 양극법, 외부 전원법 및 배류법 등으로 나눌 수 있다.

그림 3.17 누설 전류 유출에 의한 부식

 

(1) 유전 양극 방식

 이 방식은 그림 3.18과 같이 이종 금속간의 전위차를 이용하여 방식 전류를 얻는 방법으로서, 피방식 금속보다 부식하기 쉬운 금속은 전해질 내에서 연결하면 부식하기 쉬운 금속이 양극, 피방식 금속이 음극이 되어 방식 전류가 양극에서 음극으로 흐르게 되어 방식효과를 얻는 것이다.

 이 방식은 전원이 없어도 되므로 분산 배치가 용이하고 공사비도 싸다는 장점이 있으나 방식 유효 범위가 좁아서 국부 방식에 쓰일뿐이다.

그림 3.18 유전 양극 방식의 개념도

 

(2) 외부 전원 방식

 이 방식은 직류 전원 장치의 양극을 전해질 내에 설치한 전극(희생 양극)에 접속하고, 음극을 피방식 금속에 접속한 후 전압을 가하여 방식 전류를 얻는 방법으로서 직류 전원 장치, 전극군 및 부속 배선으로 구성되어 있다.

 이 방식은 직류 전원 설비가 소요되지만 방식 효과가 크고 유효 범위도 넓다는 장점이 있다. 그러나 한편으로는 주위의 다른 매설물에 간섭에 의한 전식을 일으킬 수 있으므로 도심 지역에서는 적용에 주의를 요한다.

그림 3.19 외부 전원 방식

 

 

(3) 배류 방식

 이 방식은 매설 금속에 유입한 전기 철도로부터의 누설 전류를 대지에 유출시키지 않고 직접 레일에 되돌려 주는 방식으로서 여기에는 직접, 선택, 강제 배류라는 3가지가 있으나 일반적으로는 선택 배류법을 많이 쓰고 있다.

 선택 배류법은 그림 3.20에 나타낸 바와 같이 매설 금속과 전철레일 사이에 선택 배류기를 접속한 것으로서 선택 배류기는 매설 금속의 전위가 전철 레일에 대해 가장 높게, 그리고 장시간에 걸쳐 정전위가 되는 장소에 설치하는 것이 효과적이다.

3.20 선택 배류법