5. 전기방식 설계기준
5.2 외부전원법
5.2.1 일반사항
1) 사용 양극
현장여건에 따라 고규소주철 양극(H.S.C.I Anode), M.M.O Anode (Mixed Metal Oxide Anode), Graphite Anode, 철 양극, Polymeric Anode, Magnetite Anode 등을 사용할 수 있다.
2) Bed 분담거리
하나의 Bed에서 분담하는 방식거리는 관로 주위에 매설되어 있는 타 시설물에 간섭영향을 주지 않고 배류점의 과방식 방지 및 분담구간 말단의 방식전위를 보장할 수 있는 범위 내에서 경제성과 현장 상황을 고려하여 결정하되, 하나의 Bed에서 10A~20A의 방식전류를 분담하도록 하는 것이 적당하다.
3) Hole의 규격 및 설치(심매법의 경우)
① Hole 간격
같은 Bed 구간내에 Hole 수가 2개 이상일 경우는 Hole 상호간의 이격거리는 Hole깊이만큼 이격하도록 하되 최소 30m 이상을 원칙으로 한다.
② Hole 깊이
지하에 암반층이 형성되어 있으면 Anode Bed로써의 효능이 감소되므로 암반층(경암)전까지의 깊이로 하되 지표면으로부터 60m를 넘지 않도록 한다.
③ Hole 직경
Hole 직경은 접지저항과 Coke Breeze의 충진을 고려하여 결정하되 직경1.5″양극을 사용할 경우에는 150㎜이상, 직경 2″양극을 사용하거나 Hole내에 배치 할 양극수량이 많은 경우에는 200mm이상의 강관으로 한다.
④ Hole 내부
가) 가스배출용 Pipe는 30~50mmψ의 PVC Pipe에 15cm 마다 2~ 5mmψ의 가스배출 구멍이 설치되어야 한다.
나) 양극 및 전선은 40mmψ정도의 Steel Pipe에 단단히 고정하여 설치하되 금속스페이서 등을 사용하여 양극이 Hole의 중앙에 위치하도록 하여야 하며, 각 양극상태를 조사할 수 있도록 양극과 Steel Pipe는 메탈터치가 되지 않도록 한다.
다) Coke Breeze 유실을 방지하기 위하여 강관의 하단부를 막아야 하며, 상단 절연부의 채움재는 Coke Breeze가 압밀되어 충분히 충진된 후에 포설하여야 한다.
4) 양극간 거리
① 천매법-집중배치(Remote Shallow Anode Bed)
양극과 양극사이의 거리는 Backfill 직경의 약 40배 이상을 유지하여야 한다.(백필직경 6″ψ인 경우 양극간 이격거리는 대략 6 ~ 8m 정도)
② 천매법-분산배치(Close Shallow Anode Bed)
양극과 양극사이의 거리는 피방식체를 따라 매설구간내에 양극이 균등하게 배치되도록 한다.
③ 심매법(Deep Well Anode Bed)
심매법의 경우 양극과 양극사이의 거리는 대략 2m 이상 유지하여야 한다.
5) Anode와 피방식체간 거리
① 천매법-집중배치(Remote Shallow Anode Bed)
피방식체와 Anode Bed의 거리는 Bed의 분담거리의 0.35~0.73배의 이격이 최적이나 최소 100~150m를 이격한다.
② 천매법-분산배치(Close Shallow Anode Bed)
각 양극과 피방식체 사이에 다른 매설물이 없어야 하며 균등한 거리를 유지토록 하여 가능한 멀리 이격한다.
③ 심매법(Deep Well Anode Bed)
Hole의 상단부를 지표로부터 최소 15m 깊이까지 대지와 절연시키고 절연부 이하에 양극을 설치한다.
5.2.2 설계 계산
설계계산식은 다음의 계산식을 적용함을 원칙으로 하고 설계계산식에 적용되는 Factor 값은 현장여건에 따라 증감될 수 있다.
1) 소요전류량
2) 직류회로 저항
① 직류회로 전저항(R)
직류회로의 전저항은 전선저항,Anode Bed 접지저항 및 기타저항의 합으로, 정류기 정격 60V에서 안전율 50%를 고려한 방식전류를 공급할 수 있는 저항값이어야 한다.
R = 전선저항(Rw)+기타저항(Ro)+Anode Bed 접지저항(Ra)
R ≤ 60 ÷ 소요전류량(I) ÷ 1.5
② 전선 저항 (Rw)
사용 전선 : HMW PE 600V 1C 22[㎟] (0.825 [Ω/km])
③ 기타저항 (Ro) : 0.3 [Ω] (예상치)
④ Anode Bed 최대 접지저항 (Ra)
가) 소요전류에 의한 최대 접지저항 계산
Ra1 = ( 60 ÷ 소요전류량(I) ÷ 1.5 ) - ( Rw + Ro )
나) Bed 대지고유저항에 의한 최대 접지저항 계산
Ra2 = {-6 + 2.5 x log(ρ)}
단, 여기서 ρ : 베드의 평균대지고유저항 [Ω-cm]
다) 적용 Anode Bed 최대 접지저항
소요전류에 의한 최대 접지저항과 Bed 대지고유저항에 의한 최대 접지저항을 비교하여 작은 것을 적용한다.
3) Anode Bed의 Hole 수량(천매법 : 양극수량)
① Anode Bed 1 Hole (천매법 : 양극 1개)의 접지저항 (R1)
5.2.3 주요 자재 규격
1) 고규소주철 양극(H.S.C.I Anode)
① 양극의 화학 성분(%)은 다음과 같이 적용한다.