육상 장거리 지중송전선로 건설사업 우수한 기술력 알려
HVDC 장거리 대용량 T/L·다양한 지중송전에 사용 전망

500㎸ 북당진~고덕 HVDC 지중송전선로에는 충남 당진항과 평택항 사이의 아산만을 횡단하는 국내 최장의 해저터널 5.2㎞ 구간을 포함하고 있으며, 이 해저터널 구간에는 국내 최초로 케이블 상호간에 접속을 하지 않는 無접속 장거리 포설공법을 적용하고자 ‘장경간 와이어로프 포설공법’을 개발했다.
이와 관련 한전 신송전사업처(처장 박재호)는 개발된 신공법을 대내외적으로 널리 알리고자 지난 20일 서울 삼각지역 인근 한남~원효 전력구에서 많은 전문가와 실무자가 참석한 가운데 시연회 및 기술 워크숍을 마련했다.

한전과 LS전선(주)은 新 포설공법 개발을 위해 합동으로 지난해 6월 기본계획을 수립해 올해 6월 상세설계를 완료했으며 9월에 한전 자체 실증시험을 성공적으로 마쳤다.
일반적으로 육지의 전력구나 터널에 건설되는 지중송전선로는 500~700m 구간마다 공장에서 생산된 케이블 운반해 현장에서 포설장비와 인력 등을 활용해 포설한 이후에 케이블 상호연결 작업을 통해 접속하는 공정으로 이뤄져 터널이나 전력구에 많은 케이블 접속점을 가질 수밖에 없는 현실이었다.
그러나 새롭게 개발된 ‘장경간 와이어로프 포설공법’은 국내 최장 구간 5.2㎞ 터널에 케이블을 한 번에 포설해 케이블 상호간을 연결하는 접속 개소가 설치되지 않도록 했다. 이는 향후 장거리 해저터널 구간에 순시 및 유지보수에서 많은 장점을 가질 수 있을 것으로 보인다.

이 공법은 터널 전력구 지지대에 레일을 설치하고 이 레일의 슬링벨트에 케이블을 안착시켜 장거리를 케이블 접속 없이 안전하게 포설할 수 있으며, 이는 기존의 공법들이 갖는 포설한계거리를 훨씬 뛰어넘는 획기적인 방법이다.
이 공법을 기존의 공법과 비교해보면 기존에 적용한 방식인 캐터필러 및 롤러를 이용한 포설방식을 적용 시 30m 간격으로 캐터필러를 포설한다고 가정할 때 전 구간에 약 180개의 캐터필러가 설치돼야 하고 전압강하를 고려한 전원케이블 연결, 캐터필러간 속도의 차이 보상, 포설 정지 시 손상발생 우려 등으로 장경간 포설에는 부적합하다고 판단돼 이를 보완하기 위해 가이드레일 및 전동윈치를 이용한 장경간 와이어 로프 포설공법을 개발했다.

장경간 와이어로프 포설공법은 포설구간에 가이드레일을 설치하고 대차가 레일을 따라 움직이게 해 마찰계수를 줄였으며, 대차에 슬링 밸트를 이용해 케이블에 외력을 가하지 않은 상태로 이송이 되고 와이어로프를 이용해 케이블을 인취해 케이블을 이송하는 방식이다.
이때 와이어로프는 전동윈치로 구동하고 포설구간에 장비를 연동제어함으로써 장경간을 한 번에 포설하게 된다.

포설시 구동력을 발생하는 장비는 캐터필러와 전동윈치를 이용한다. 캐터필러는 모터와 무한궤도를 이용해 케이블을 송출하는 장비이며, 전동윈치는 모터를 이용해 와이어로프를 릴드럼에 감는 장비이다.
케이블을 운송하는 장치는 가이드레일과 대차로 구성된다. 가이드 레일은 터널 내 최상단에 행거를 이용해 설치를 하고 대차는 가이드레일을 따라 케이블을 운송하는 역할을 한다.
가이드레일은 터널 전구간에 걸쳐 설치되며 대차는 케이블의 처짐이 발생하지 않도록 터널 시점부에서 일정간격으로 설치한다. 케이블에 대차를 설치할 때 슬링밸트를 이용해 케이블 포설되는 높이에 맞춰 포설할 수 있으며, 케이블이 미끄러짐을 방지하기 위해 슬링밸트와 케이블 사이에 고무패드를 설치한다. 수직구 하강, 터널 시종점, 반대편 수직구 상승 시에는 캐터필러를 이용해 포설한다.

장경간 포설은 포설 장비간에 작은 속도의 차이가 포설 품질저하의 원인이 되므로 장비간에 속도 연동이 매우 중요하다. 연동제어는 각 장비 전, 후에 케이블의 처짐량을 감지할 수 있는 댄서 및 장력계를 설치하고 이 신호를 바탕으로 각 장비간 속도를 조절한다.
케이블을 포설한 후에는 슬링밸트를 풀어 케이블을 아래로 내림으로써 행거에 안착이 가능해 기존의 캐터필러 방식이 인력을 사용해 케이블을 들어올리는 방식 대비해 또한 효율적이다. 터널형 전력구에서 수직스네이크 작업 시 유압장치를 천정에 별도로 고정해야 하는 단점이 있는데 이 공법은 상부 레일에 유압장치를 지지해 사용이 가능한 장점 등 기존방식과 비교해 많은 장점을 가지고 있다.

이 공법은 또한 케이블에 외력을 가하지 않으므로 포설장비의 압착력에 의한 케이블의 손상을 방지할 수 있으며 전동윈치 1대당 약 1.7㎞ 포설이 가능해 장거리 포설에 적합하다.
제어해야 하는 장치 개수가 적기 때문에 장치간에 상호 유기적인 연동제어가 용이하며, 비상 상황 발생 시 동시에 장비가 정지되므로 포설에 따른 케이블 품질을 높일 수 있어 북당진~고덕 HVDC 지중송전선로 건설사업과 같은 장구간 전력구 케이블 포설에 적합할 것으로 분석된다.

이번에 개발된 ‘장경간 와이어로프 포설공법’은 지속적으로 증가하는 HVDC 장거리 대용량 송전선로 및 다양한 지중송전 건설 사업에 사용될 수 있을 것으로 전망된다.

한전 신송전사업처 관계자는 “이번에 개발된 신공법은 향후 국내 및 전 세계적으로 증가하는 육상 장거리 지중송전선로 건설사업에 한전의 우수한 기술력을 알리는데 크게 이바지하고, 향후 적용 예정되는 사업에도 큰 역할을 할 것으로 기대한다”고 밝혔다.