구내 배전설비

[백열전구]

1. 구내배전설비의 개요
(1) 전선로는 발(변)전소, 개폐소 및 이와 유사한 장소에 전기 상용장소 상호간의 전선(인입선도 전선로에 포함한다. 이것을 지지하거나 보호저장하는 설비를 말한다.
(2) 배선은 전기 사용장소에서 고정시켜 시설하는 전선을 말한다.
다음에는 구내전선로의 종류 및 종류별 설계, 시공의 요점에 대해 개략 설명하면
구내전선로에는 ① 가공전선로 ② 지중전선로 ③ 옥측전선로 ④ 옥상전선로 등 다양하다.
전부 그 시설장소에 따라 선정해서 시공한다.
그런데 구내 전선로에서도 주로 가공전선로, 지중전선로가 시공의 주류를 차지하고 있다.

2. 가공전선로공사
2.1 가공전선로 공사개요
가공전선로 공사란 지지물(콘크리이트 전주, 목주, 철주, 강관주, 강판 조립주 및 철탑, 이와 유사한 시설물로 전선 또는 약전류전선의 지지를 주요목적으로 하는 것)에 전선을 가설하는 공사를 말한다.
2.2 가공 전선공사의 설계
전기설비에 관한 전기에 따라 공사 및 보수를 쉽게 하고, 경제적이며 견고, 신뢰성이 있는 가공전선로를 시설하기 위해 설계에서는 전선(케이블 포함)의 허용전류와 전압강하를 검토한 뒤 전력손실이적은 선로로 해야 된다. 그러러면 우선 첫째로 부하의 종류(동력부하, 전등부하)에 따라 배전방식(3상3선식, 단상 2선식 등) 가선하는 전선의 종류, 굵기, 조수를 결정한다. 그 다음에 선로의 강도에 대해구내의 상황(기기 등의 배치)을 충분히 확인해서 다중가선, 지름간 및 다른 설비와의 접근, 교차에 기타 강도를 만족하는 배전시설, 경로를 결정해야 한다. 좀더 구체적으로 설명하면 전선은 지지물을 가능한 유효하게 이용하기 위해 완금 또는 완목을 설치, 여기에 애자로 절연해서 설치한다. 또한 전선의 굵기는 전류의 크기(허용 전류값)에 다양하게 사용된다.
단선에 의한 위험을 고려해서 고압선에 5.0mm(동 선)이상을 일반적으로 사용한다. 또한 구내에 시설하는 사용전압이 300V이하인 저압 가공전선로에서는 전기에서 규정이 완화되어 있는 전선로의 경로 결정시 특히 지중 매설물(가스관, 수도관 등)의 위치를 충분히 확인한 뒤 가능한 정확하게 조사한다.
2.2.1 전선로지지물
주로 가공전선로용 철근 콘크리이트 주, 목주, 철주가 있다. 최근에는 좁은 장소에서 사용되는복합 철근콘크리이트 주도 사용된다.
a. 철근 콘크리이트주
철근 콘크리이트주는 일반저긍로 공장에서 원심력을 이용해서 공기중에 제작하는 것과 특수공사로 현장에서 건주하면서 제작하는 현장 타설 콘크리이트주 2종류를 사용하고 있다.
강도계산을 안하고 철근을 넣어 치수를 정해서 시설할 수 있는 조건(풍압하중에 견디는)을 만족하는 지지물을 A종 철근콘크리이트주 이라고 한다. 원심력 프레스트레스트 콘크리이트주 및 원심력철근 콘크리이트주(JISA)의 1종을 사용하고 있다.
A종 철근 콘크리이트주 이외의 철근 콘크리이트주를 B종 철근 콘크리이트주라고 한다. 크게 구분해서 수직하중, 수평 가로하중 및 수평 세로 하중 3종류의 기초 강도 계산이 필요하다.
b. 목주 사용하는 재료의 규격은 일본 농림규격으로 정해져 있다. 최근 가장 일반적으로 사용하는 것은 삼나무이다. 방부처리는 보통 가압주입방식(JIS A)으로 이루어지며 현재는 마레니트 주입전주가 주류를 차지하고 있다.
c. 복합 철근 콘크리이트주
기초부는 철근콘크리이트주로, 그 위에 철주를 세우는 것이다. 좁아서 반입이 곤란한 장소에 그 특징을 살려서 이용하고 있다.
2.2.2 지지물의 및 지름간격
지지물의 높이는 회선수 및 지표상의 최저 한도로 결정한다. 전기 - 지지물 경간은 전선의 강도에 따라 결정된다. 전기에서는 제한이 있지만 일반적으로 구내에서는 30 - 40m가 표준이다.
2,2,3 전선로 지지물의 강도
지지불에 가하는 하중에는 전선로 전체에 가하는 하중으로 풍압하중과 전선장력에 의한 수평하중, 전선이나 기기의 중량에 의한 수직하중이 있다. 이것을 기준으로 설계해야 한다.
a.지지물 및 전선에 가하는 하중
가. 풍압하중
가공전선로에 사용하는 지지물의 강도계산에 적용하는 풍압하중은 전기에서 다음 3종류로 구분하고 있다.
(1) 갑종 풍압하중
(2) 을종 풍압하중
(3) 병종 풍압하중
고압 이하의 전선로에서는 지지물 자체와 가섭선(전선, 수평지지선 이외)을 기본으로 계산해야 된다.
전선에 가하는 하중에는 전선 자중(빙설을 포함)과 수평방향의 풍압하중이 있다.
나. 전선장력
전선의 안전율은 케이블을 제외하고 상정 최대장력이 가해진 경우에 경동성또는 내열동합금선에서는 2.2이상, 기타전선에서는 2.5이상이 되는 강도로 시설해야 된다.전선의 느슨함과 지름간격에 따라 장력이 달라지며 전선의 장력은 지지점에서 된다. 따라서 지지점에서 장력이 허용값이하가잘되도록 설정해야 된다.
b. 지지물의 강도계산
지지물에는 풍압하중과 전선장력의 양쪽 하중이 걸린다. 전선장력에 대해서는 지선, 지주를 설치해서 유지한다. 지지물 자체의 강도는 직각방향의 풍압하중만 작용한다고 생각하므로 풍압하중의 검토가 주요가 된다.즉 최대장력을 일으키는 지지물의 땅 옆에서 지지물이 분담하는 최악조건이하의 외력에 의한 굴곡 모멘트로지지물의 모멘트가 크게 설정하면 된다.
c. 전선로 지지물의 기초 안전율
지지물에는 각종 하중이 걸리며 거기에 견디는 강도가 필요하다. 그 기초의 안전율은 2이상이어야 된다고 규정하고 있다. 이 기초의 안전율을 2이상으로 시설한 철근 콘크리이트주는 B종 철근 콘크리이트주 이다. 전기의 단서 이후에는 A종 철근 콘크리이트주, A종 강판 조립주, A종 강관주이다. 다음과 같은 경우에는 그렇지 않다고 기술하고 있다.
(1) 전장 16m이하의 강판 조립주, 강관주, 철근 콘크리이트주로 설계하중이 700kg이하인 것 또는 목주의 경우
1) 전장이 15m이하인 경우는 묻는 깊이를 전장의 1/6이상으로 할 것
2) 전장이 15m를 초과하는 경우는 묻는 깊이를 2.5m 이상으로 할 것
3) 논, 기타 지반이 연약한 장소에서는 특히 견고한 근가를 설치할 것
(2) 전장이 14m이상, 20m이하인 철근 콘크리이트주로 설계하중이 700kg을 초과하고 1000 kg이하인 것을 수전, 기타 지반이 연약한 장소 이외의 장소에 묻는 깊이 촤소값에 30cm을 더한 값이상으로 시설한 경우
d. 지선의 강도
가공전선로에서 직선로를 곡선로로 옮기는 경우, 그 지지물이 불평형 하중에 견디는 지선을 시설해야 된다. 이 지선에 대해서는 전기에 시설 방법이 설명되어 있으며 지선의 시방에 대한 세세한 항목이 규정되어 있다. 주요사항은
(1) 지선의 안정율이 2.5이상인 것. 단 조건에 따라 안전율은 1.5이상이면 된다.
(2) 소선 3조이상을 꼬아서 합한 것일 것.
(3) 소선에 직경 2.6mm이상의 금속선을 이용항 것일 것.
지선의 강도는 전선의 장력과의 관련으로 정한다.
2.2.4 가공전선
a. 사용전선의 종류와 굵기(케이블을 제외한다)
가공전선에는 절연전선을 사용한다. 또한 사용전압과 시설조건에 따라 종류, 굵기가 전기에정해져 있다. 자가용 전기설치자의 구내 등 일반대중이 자유롭게 출입할 수 없는 장소의 300V이하 저압가공전선로는 전기에 의해 시가지보다 완화되어 있다. 단, 건조물의 상부, 폭 5m를 초과하는 도로, 철도 궤도와 교차하거나 저압 가공전선로의 지지물 높이에 해당하는 수평거리 이내에 이것이 접근하는 경우는 완화되지 않는다. 일반적인 저압 가공전선로의 공사방법에 따라야 한다.
사용전압이 300V를 초과하는 저압 가공전선에는 인입용 비닐절연전선 또는 다심형 전선을사용할 수 없다. 또한 300V이하로 다심형 전선을 사용할 때는 절연물로 피복하지 않은 도체는 제2종 접지공사를 실시한 중성선 또는 접지측 전선, 제3종접지공사를 실시한 조가선으로 사용해야 된다. 인입용비닐절연전선을 구내에서 사용할 때는 각 선별로 애자가 다른 틈새에 넣고 각각 다른 바인드선으로 분할 바인드하는 등 서로 직접 접촉하지 않도록 지지해야 된다.
b. 가공전선의 선건거리(동일회선)
가공전선(인입용 비닐절연전선, 다심형 전선을 제외한다)의 동일회선 전선 상호간의 거리는 스페이서를 사용하는 경우 저압선에 고압절연전선을 사용하는 경우 혼촉될 우려가 없도록 시설하는 지지물 근처의 전선, 점퍼선, 연회선, 인ㄴ하선을 제외하고 시설한다. c. 가공전선 회선끼리의 선건거리(다른회선)
d. 가공전선과 다른 물건과의 이격거리
e. 케이블의 적용
가공케이블에 대해서는 절연전선을 사용한 경우보다 다른 건물과의 이격거리를 적게 할 수있는 이외에 전선시설의 점유공간을 적게 할 수 있다. 따라서 다회선 병가선로 등 이들 특징을 살려 필요한 장소에 사용할 수 있다. 특히 고압인 경우는 반도전성 외장 조가용 고압케이블을 비롯해 다음과같은 장소에 가공 케이블을 일반적으로 사용한다.
(1) 지중배선으로 하는 것이 기술상 불가능한 장소, 또는 지중배전선으로 하는 것이 비경제적인 장소
(2) 다른 물건과의 접근, 교차장소에서 전기에 의해 절연전선(다심형전선을 포함)에서는 이격거리의 제약을 받아 가공케이블로 하는 것이 필요한 장소
2.3 가공 배선공사의 시공요점
2.3.1 사전조사
2.3.2 구멍파기
a. 단 굴삭 공법
b. 기계굴삭 공법
2.2.3 건주방법
a. 인력에 의한 공법
(1) 안력에만 의한 건주
(2) 도드래, 윈치, 계주공구 등을 이용한 건주
b. 기계력에 의한 공법
c. 수압에 의한 공법
2.3.4 전주의 부속장치
a. 근가
b. 지선
가. 보통지선
일반적으로 가장 많이 시설하는 지선으로 설치각도는 45°- 30°가 표준이다.
나. 수평지선
지선주를 이용하는 지선으로 수평지선과 추가지선으로 이루어진다. 토지상황에 따라 보통지선을 시설할 수 없는 경우에 사용한다.
다. 공동지선
2지지물에 공통인 지선에 적용한다.
라. Y지선
2개의 보통지선을 지지물의 상, 하 또는 좌우 2군데에 설치, 지선봉 머리부분에서 1다발로 하는 Y자형 지선이다. 한 지지물에 대해 장력이 분산되어 가해지는 경우 또는 큰 장력이 가해지는지지물에 사용한다.
마. 공중분기 지선
T자로 등에서 인류지선을 시설할 수 없는 경우 건물에 따라 공동지선을 시설할 수 없는 경우로 공동지선의 중간에 분기해서 Y자형으로 시설한다.
바. 완금지선
시공상 어쩔 수 없이 완금(또는 완목)을 인류하는 경우에 완금의 끝과 다른 지지물사이에 설치한다.
사. 궁지선
지선용 앵커를 지지물의 뿌리 부근에 매설하는 지선이다. 다른지선을 사용할 수 없는경우 장력이 작을 때 사용한다.
지선 설치시 주의해야 될 사항은 다음과 같다.
(1) 고압 가공전선로의 지선에는 옥 애자를 반드시 설치한다.
(2) 지선을 본전주에 맬 때에는 고압선보다 아래로 한다.
(3) 지주와 본전주의 경우도, 지주는 고압완금(또는 완목) 아래에서 한다.
(4) 장력이 강한 지선에는 턴바클(조임 금속구)로 장력조정을 한다.
(5) 자동차가 출입하는 장소는 지선가드를 설치하는 편이 좋다.
c. 애자
사용전압(고압, 저압), 또는 전선의지지방법에 따라 가공전선로용 애자는 다음과 같이구별된다.
가. 고압핀 애자
직선 선로의 직선부분 및 연회부분의지지에 사용한다.
나. 고압 인류 애자
인류 분기 등에 사용한다.
다. 저압핀 애자
직선선로의 직선부분 및 연회부분의지지에 사용한다.
라. 저압 인류애자
인류분기 등에 사용한다.
마. DV 애자
DV선의 지지에 사용한다.
2.3.5 장주
a. 고저압 전선의 표준배열 및 상호이격
(1) 전선배열은 수평, 수직배열이 있다.
(2) 전압이 높은 것은 낮은 것의 상부에 전용선, 준전용선은 일반선의 상부에 배치한다.
또한 동일전압의 경우 먼 거리로 송전하는 것은 근거리에 송전하는 것의 상부에 배치한다.
(3) 최상부의 완금(또는 완목) 또는 세로당김 장주 금속구는 전주 머리부분에서 25cm의위치로 한다.
(4) 전선로의 옆쪽에 분기선을 설치하는 경우, 분기완금(또는 완목)은 이 선완금(또는 완목 )에서 450mm아래에 설치한다.
b. 전선의지지방법
전선의지지방법은 일반적으로 인통과 인류법이 있다. 인류를 하는 경우는 원칙적으로 다음에 따른다.
(1) 선로의 말단
(2) 전주의 양쪽에서 전선의 굵기가 다를 때
(3) 선로의 굴곡 높낮이가 두드러질 때
(4) 중요한 설비를 횡단할 때
(5) 긴 지름 간격을 가선할 때
(6) 분기점 등 보수상 필요한 장소
c. 직선지지, 인류에 의한 애자의 사용구분
d. 완금(또는 완목)
2.3.6 가공전선의 접속
접속방법에는 슬리브에 의한 방법과 컨넥터에 의한 방법이 있다.
a. 동선과 동선의 접속
가. 직선 슬리브, 점퍼 슬리브
직선 접속장소는 반드시 와이어 브러시 등으로 표면의 산화피막을 완전하게 제거하고슬리브 중앙부분까지 삽입한다. 압축은 소정의 다이스로 슬리브 중앙부분에서 양쪽 바깥으로 이동 압축한다.
나. L형 및 Z형 분기슬리브
전선 접속장소는 반드시 와이어 브러시 등으로 표면의 산화피막을 완전하게 제거한다.
압축기는 슬리브의 등쪽에서 대고 압축방향은 개구부와 직각으로 압축한다.

3. 지중전선로공사
3.1 지중배선이란
(1) 지중배선은 전선을 케이블을 사용해 땅속에 포설하는 것이다.
(2) 지중 전선로와 옥외배선
1) 지중전선로는 전선에 케이블을 사용하고 관로식, 암거식 또는 직접 매설식으로 시설해야된다고 정하고 있다.
2) 옥외배선은 옥외에 시설되는 배선중 옥측배선 이외의 것으로 전기기계기구내의 배선 기타 특수한 배선은 제외된다.
3.2 지중전선로의 설계
지중 전선로의 설계는 도면을 작성하기 전에 다음 사항을 충분히 검토한다.
(1) 설비의 목적, 내용의 파악
(2) 배전경로의 확인
(3) 타업설비와의 협의 (특히 지중 매설물)
이상을 검토해서 적정한 재료 공법을 정한다.
3.2.1 지중 전선로의 시설
a. 관로식
관로식은 땅속에 관로를 시설하고 케이블을 포설하는 방식으로 필요에 따라 지중함(맨홀, 핸드홀 등)을 설치하는 것을 말한다.
b. 암거식
미리 터널모양의 구조물을 만들어 놓고 그 측벽에 설치한 선반 위에 케이블을 포설하는 방법이다.
c. 직접 매설식
직접 매설식은 포설장소에 홈을 파서 케이블 방호물을 매설하고 그 안에 케이블을 포설하는방식을 맗한다.
3.2.2 관로
a. 관로식의 관
전기에서는 특별히 예시되어 있지는 않지만 JIS C 에서는 수요장소의 땅속인 경우는 관지름이 200mm이하로 관을 사용하도록 기재되어 있다.
관로 인입식은 미리 땅속에 관로를 시설하고 땅을 굴삭하지 않고 케이블의 인입 및 제거를 할 수 있는 방식으로 필요에 따라 지중함을 설치하는 것을 말한다.
관은 전부 외압에 대해 필요한 강도를 가진 것, 내용년수가 충분한 것, 케이블에 대해 부식의 악영향을 안주는 것, 인입시 케이블 외장에 손상을 주지 않는 것이 요구된다.
b. 지중함(맨홀, 핸드홀 등)
지중함은 관로 중간이나 끝에 설치하는 것으로, 견고하여 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조인 것, 안에 고이는 물을 빼낼 수 있는 구조로 해야된다.
폭발성 또는 연소성 가스가 침입할 우려가 있는 장소에 설치하는 지중함으로 크기가 1㎟이상인 것은 통풍장치 기타 가스를 방산하는 적당한 장치를 설치하고 지중함의 뚜껑은 쉽게 열리면 위험하므로 뚜껑을 여는데 특수한 도구를 필요호 하거나 뚜껑의 중량을 무겁게 해서 쉽게 열지 못하도록 시설할 것이 전기에 규정되어 있다.
3.2.3 지중배전용 케이블
a. 전력용 케이블
지중전선로는 전선에 전기규정에 적합한 케이블을 사용한다.
일반적으로 지중 전선로에 이용하는 전력케이블은 대부분이 뛰어난 특성을 가진 가교 폴리에틸렌을 절연체로 만든 CV, CVT케이블을 주로 사용하고 있다.
b. 전력용 케이블 이외의 케이블
가. 제어, 계장케이블
전력용 케이블과 마찬가지로 절연체 재료, 시스재료, 애자의 유무에 따라 다양한 것이 있다. 절연재료로는 비닐, 폴리에틸렌 및 가교 폴리에틸렌을 일반적으로 사용한다.
계장 케이블은 특수한 것이 많으며 보상도선(JIS C)약전 계장용 케이블(JCS), 컴퓨터 전송용 케이블이 있다.
나. 통신용 케이블
절연체로는 종이, 발포 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌을 사용하며 시스, 외장도 사용하는 경우가 있다.
전화용으로는 CCP케이블을 사용하며 기타 통신용에는 CPEV나 CPEE를 사용하는 경우가 많다.
3.2.4 케이블의 허용전류
케이블의 사이즈는 일반적으로 연속허용전류와 단락 허용전류로 결정된다.케이블의 허용전류는 포설조건이 동일해도 전선에 사용하는 피복물, 절연물에 따라 흐르는 전류값에 큰 차이가 있다.
또한 케이블은 옥내노출배선인지, 가공 또는 지중매설배선인지의 포설방법에 따라 케이블의 냉각효과가 다르므로 동일 케이블도 허용전류가 다르다. 일반적으로 계통도 다르지만 가느다란 사이즈에서는 통전전류로 결정되는 경우가 많다.
3.2.5 도체허용 최고온도
허용전류는 절연체의 최고 허용온도에 크게 좌우되며, 최고 허용온도가 높은 것일수록 많이 흐른다.
3.2.6 단락시 허용전류(Is)
케이블의 도체사이즈는 연속사용 허용전류 이외에 단락시 허용전류도 만족해야 된다. 단락허용전류는 포설장소, 전압, 개수와 관계없이 사이즈와 케이블(단락시의 최고허용온도)에 의해 결정된다. 케이블을 허용 온도 이상의 높은 온도로 사용하면 케이블의 수명이 저하되므로 피해야 한다.
3.2.7 설계순서
(1) 배관내로 통하는 케이블의 종류, 사이즈를 결정한다. 허용전류, 내유성, 내약품성을 고려한다. (2) 관로 내경의 선정에서 다음과 같은 조건으로 한다.
1) 고압 및 저압 간선 케이블은 1관에 1조로 한다.
2) 통신 간선 케이블은 1관에 1조로 한다.
3) 전력용, 통신용, 제어용은 각각의 관로로 한다.
4) 관로 내경의 계산식은 일반적으로 다음식에 따른다.
① 1관에 1조로 포설하는 경우
D ≥1.5d
② 1관에 2조로 포설하는 경우
D ≥1.5( d₁ + d₂)
(3) 배관 조수 및 배관의 배열을 생각한다.
(4) 배관의 경로를 도시한다.
(5) 배관의 지름간격 길이를 검토한다.
3.3 지중전선로 공사의 시공요점
3.3.1 배관공사
3.3.2 직접 매설식 공사
3.3.3 지중전선과 지중 약전류 전선, 지중 광파이버 케이블 또는 관과의 접근이나 교차
3.3.4 지중전선 상호의 접근 또는 교차
3.3.5 표시

4.옥측전선로공사
4.1 옥측 전선로 공사개요
최근의 건축 사정상 옥상에 고압 수전용 큐비클을 설치하는 경우가 있다. 이에 따라 사고복구시간의 단축을 목적으로 하는 π인입이 옥상전선로와 함께 출현했다. 옥상에 설치하는 수전용 큐비클에서옥내에 이르는 부분의 전선은 저압옥상전선로의 적용을 받는다. 또한 옥측전선로는 해당 전기사용 장소에서 전기사용을 목적으로 하는 것이 아니므로 옥측배선에서는 당연히 제외한다.
옥측배선은 옥측 전기사용장소에 시설하는 배선을 말한다. 조영물의 외측면 또는 조영물에 인접하는 옥외에 부하설비가 있다. 여기에 전기를 공급하는 전선을 조영물의 외측면에 고정해서 시설하는 경우는 옥측배선으로 취급한다.
4.2 옥측 전선로 공사의 설계 시공의 요점
4.2.1 저압 옥측 전선로 공사
저압 옥측전선로는 전기사용장소에서 전기사용을 목적으로 시설하는 옥측배선과 유사하다.
4.2.2 고압 옥측 전선로 공사
고압 옥측 전선로의 시설은 정바 옥측 전선로보다 보안상 바람직하지 않은 전선로이다.

5. 옥상전선로공사
5.1 옥상 전선로 공사의 설계 시공의 요점
5.1.1 저압 옥상 전선로 공사
저압 옥상 전선로는 다음 중 하나에 해당하는 경우에 한해서 시설할 수 있다.
(1) 구내에만 시설하는 전선로의 전부 또는 일부로 시설하는 경우
(2) 구내 전용의 전선로중 그 구내에 시설하는 부분의 전부 또는 일부로 시설하는 경우
5.1.2 고압 옥상 전선로 공사
고압 옥상 전선로 규정에 준해서 시설하는 이외에 케이블을 사용해 가공 케이블 공사에 준해서 시설한다.

6. 기타 배전설비
(1) 터널내 전선로
(2) 수상 전선로
(3) 수저 전선로
(4) 지상에 시설하는 전선로
(5) 다리에 시설하는 전선로
(6) 전선로 전용다리에 시설하는 전선로
(7) 절벽에 시설하는 전선로
(8) 옥내에 시설하는 전선로
(9) 구내 인입선

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