지중전선로 시설방법

왜 배우는가: 지중전선로는 도심 밀집지역과 건축물 내부 수전·배전 설비에서 가공선로를 대체하는 방식이라 건축전기설비 기술사가 실무에서 반드시 설계·시공 기준을 알아야 한다. 시험에서도 시설방식, 전선 종류, 지중함, 접근 시설처럼 항목을 나눠 묻는 형태로 반복 출제되어 기준 체계를 정확히 정리해 두어야 한다.

출제 이력: 제122회 3교시 6번, 제109회 1교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

지중전선로(Underground Distribution Line)는 전선을 지하에 직접 매설하거나 관로·전력구 등에 수용하여 시설하는 전선로이다. 답안 첫 줄에는 아래 정의를 쓴다.

지중전선로는 전선을 지중에 직접 매설하거나 관로, 전력구에 수용하여 시설하는 전선로이다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 지중전선로
• 직접매설식
• 관로식
• 암거식(전력구식)
• 지중함
• 지중전선 상호 간 접근
• 지중전선의 차폐층
• 이격거리

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 전선을 땅속에 넣어 두는 방식이다. 가공전선로는 공기의 절연을 이용하지만 지중전선로는 케이블의 절연체와 토양, 관로가 전선을 보호한다. 그래서 도심이나 미관이 중요한 건축물에서 주로 쓴다.

정식으로는 지중전선로를 지중에 시설하는 전선, 지중함, 그 부속설비를 포함한 전선로로 본다. 시설방식은 크게 직접매설식, 관로식, 암거식으로 나뉜다. 직접매설식은 전선을 흙 속에 바로 묻는다. 관로식은 전선을 관(파이프)에 넣어 묻는다. 암거식은 콘크리트 구조물 안에 전선을 수용하는 방식으로, 전력구라고도 한다.

지중전선은 절연전선과 케이블로 구분한다. 지중에서는 나전선을 쓰지 않고 절연 피복을 2회 이상 한 케이블을 주로 쓴다. 케이블은 절연 재료에 따라 종이절연(OF, 기름 절연 포함), 가교폴리에틸렌(XLPE) 등으로 나뉜다.

지중함은 케이블의 접속, 분기, 점검을 위해 설치하는 함체다. 지중함 내부에는 전선 접속부를 두고 맨홀이나 핸드홀 형태로 만든다. 지중함은 점검이 가능해야 하며 물이 고이지 않도록 배수를 고려한다.

지중전선 상호 간 접근은 서로 다른 지중전선, 또는 지중 전선과 다른 지중 매설물이 근접하는 경우를 말한다. 이때 열적, 기계적 영향을 막기 위해 이격거리나 차폐 장치를 둔다.

3. 등장 배경과 필요성

도시 인구가 집중되면서 가공전선로를 설치할 공간이 부족해졌다. 전주와 가공선은 미관을 해치고 강풍, 빙설, 수목 접촉에 따른 고장이 잦다. 이런 이유로 도심과 고밀도 건축물 단지에서는 지중화가 필요해졌다.

지중전선로는 외부 기상 영향을 덜 받고 감전 위험이 낮다. 또한 도로나 건물 주변을 넓게 차지하지 않는다. 그러나 건설비가 높고, 고장 발생 시 원인 구간을 찾기 어렵고, 복구에 시간이 걸린다는 단점이 있다.

건축전기설비에서는 수전 인입구배선과 구내 간선 배선에도 지중 방식이 쓰인다. 특히 고층 건축물이나 대형 시설에서는 지중 인입과 지중함 설치가 기본이 된다. 이에 따라 시설방식, 전선 종류, 지중함 설치, 지중전선 간 접근 조건을 기준에 맞게 적용하는 능력이 요구된다.

전력 수요가 늘고 신재생 설비와 데이터센터가 증가하면서 지중 배전의 비중도 커지고 있다. 따라서 지중전선로의 시설 기준을 정확히 이해하는 것이 설계 실무에서 중요하다.

4. 구성요소·원리·절차

지중전선로는 지중케이블, 접속재, 지중함, 관로 또는 직접 매설을 위한 보호 구조로 구성된다. 전선을 흙이나 콘크리트 속에 두어 기계적 충격, 기상 영향, 외부 공사로 인한 손상을 줄이는 것이 기본 원리다. 전선 자체의 절연은 케이블 구조가 맡고, 지중 시설물은 그 케이블을 물리적으로 보호하고 점검·교체가 가능하도록 만든다.

구성요소별 역할은 다음 표와 같다.

지중케이블은 외부 충격을 직접 받지 않도록 깊이와 보호 구조를 확보해야 한다. 관로식은 관로를 먼저 매설하고 케이블을 나중에 인입하므로 교체와 증설이 쉽다. 직접매설식은 관로 없이 케이블을 바로 묻으므로 시공이 간단하지만, 중량물 압력과 굴착 공사에 노출되기 쉽다. 암거식은 콘크리트 구조물 안에 여러 회선을 함께 넣는 방식으로 대용량 회선에 적합하다.

시설 절차는 다음 순서로 진행한다.

• 경로 조사와 지중 매설물(상·하수도, 통신선, 가스관) 위치 확인
• 굴착과 기초 정리, 관로 또는 직접 매설 구간 준비
• 관로 설치 또는 직접매설 바닥 고르기와 모래 깔기
• 케이블 인입과 포설, 굽힘 반지름 유지
• 접속재 설치와 지중함 설치
• 절연저항 및 내압 시험 후 통전 준비
• 되메우기, 표지 테이프와 표지판 설치

지중전선로의 핵심은 케이블을 매설 조건에 맞는 보호 구조 안에 두는 것이다.

5. 관련 법령·기준·표준

지중전선로의 시설 기준은 전기설비기술기준과 한국전기설비규정(KEC) 에 있다. 2021-01-01부터 한국전기설비규정이 시행되었고, 기존 '전기설비기술기준의 판단기준'의 지중 시설 규정은 이 규정으로 대체되었다. 지중전선로 규정은 KEC 334.1(지중전선로)에 있다. 시설방식은 관로식, 암거식, 직접매설식으로 나뉘며, 방식별로 매설 깊이와 보호 조건이 다르다.

기준 수치는 다음 표로 정리한다.

직접매설식은 중량물 압력을 받는 장소와 그 밖의 장소를 구분해 깊이를 달리한다. 관로 주변에는 관로가 손상되지 않도록 되메우기 재료를 선정해야 한다. 지중함에는 케이블 접속부의 발열과 가스 축적에 대비한 환기 구조를 둔다. 법령과 기준의 세부 조건은 전력 회사 기술 기준과 함께 적용하는 것이 일반적이다.

지중 케이블 상호 간의 접근 기준은 전압 등급과 격벽 설치 여부에 따라 다르다. 저압 지중전선과 고압 지중전선 사이 이격거리는 관련 기준이 정한 값 이상으로 하고, 고압과 특고압 지중전선 사이도 전압 등급별로 관련 기준이 정한 이격거리 이상으로 한다. 이격이 어려우면 두 전선 사이에 내화성 격벽을 설치한다. 통신케이블과의 접근도 같은 원리로 이격거리를 두고 격벽으로 보완한다.

이 절의 기준 수치는 KEC 334.1 조문의 값과 대조해 사용해야 하며, 답안에는 전압 등급별로 값이 다르다는 점과 보호 수단으로 격벽이 쓰인다는 점을 함께 쓴다. 관로식 매설 깊이는 기준값이 조건에 따라 다르므로 장소 조건을 먼저 구분해 기술한다.

6. 유형과 비교

지중전선로는 전선을 땅속에 설치하는 방식에 따라 직접매설식, 관로식, 암거식(전력구식)으로 나뉜다. 세 방식은 시공 비용, 보수 편의성, 외부 공사 영향, 용량 확장성에서 차이가 난다. 설계자는 설치 장소의 토질, 회선 수, 도로 점용 조건을 함께 고려해 방식을 고른다.