자가용 전기설비 지중전선로

왜 배우는가: 지중전선로는 자가용 수용설비의 인입선과 구내 배전선로를 지중화할 때 가장 기본이 되는 설비다. 시험에서는 가공선로와 비교하거나 관련 기준 조항을 묻는 형태로 반복 출제된다.

출제 이력: 제113회 1교시 4번, 제96회 2교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

지중전선로는 전선을 지중에 직접 매설하거나 관로·암거 등에 시설하여 전기를 공급하는 전선로이다.

핵심 키워드: 지중전선로, 지중전선, 직접매설식, 관로식, 암거식, 지중함, 매설표시, 방화조치

답안 첫 줄에는 위 정의를 그대로 쓴다. 이어서 시설 방식과 기준 조항을 열거하는 순서로 전개한다. 자가용 인입구간 문제에서는 지중함과 방화조치를 반드시 연결해 쓴다.

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 지중전선로는 전기가 흐르는 전선을 땅속에 묻어 두는 전선로다. 가공전선로처럼 지지물에 전선을 매달지 않으므로 외관이 깔끔하고, 강풍·빙설·뇌격·수목 접촉에 의한 고장이 적다. 반면 고장점을 찾기 어렵고 복구에 시간이 오래 걸린다.

정식 정의는 「전기설비기술기준」 제3조 제7호의 전선로 정의에서 출발한다. 전선로는 발전소·변전소·개폐소와 전기사용장소 상호간의 전선, 그리고 이를 지지하거나 수용하는 시설물을 말한다. 이 전선로를 지중에 시설한 것이 지중전선로이고, 그 안의 전선이 지중전선이다. 제27조 제2항은 지중전선에 감전의 우려가 없도록 사용전압에 따른 절연성능을 갖는 케이블을 사용하도록 규정한다.

지중전선은 지중전선로를 구성하는 케이블 자체다. 케이블은 도체, 절연체, 차폐층, 외장으로 이루어진다. 지중함은 케이블의 접속, 분기, 점검을 위해 지중에 설치하는 함이다. 제38조 제3항은 지중함을 취급자 이외의 사람이 쉽게 출입할 수 없도록 시설하라고 정한다. 매설표시는 굴착공사로부터 케이블을 보호하기 위해 지중에 설치하는 표시 장치나 표지다.

방화조치는 사람이 내부에서 작업할 수 있는 지중전선로에 적용한다. 케이블 화재가 터널이나 관로 안에서 확산되면 복구가 어렵기 때문이다. 제38조 제2항이 이를 요구한다.

전압 구분도 함께 알아야 한다. 「전기설비기술기준」 제3조 제2항에 따르면 저압은 교류 1kV 이하, 고압은 교류 1kV 초과 7kV 이하, 특고압은 7kV 초과다. 자가용 인입구간은 수전전압에 따라 고압 또는 특고압 케이블이 된다.

인입선의 정의는 제3조 제9호에 있다. 인입선은 가공인입선과 수용장소 조영물의 옆면 등에 시설하는 전선을 포함한다. 지중으로 들어가는 인입구간은 이 정의의 전선이 아니라 지중전선로에 대한 일반 기준(제27조 제2항, 제38조)을 따른다고 이해하면 된다.

3. 등장 배경과 필요성

도시가 조밀해지고 전력 수요가 늘면서 가공선로가 차지하는 공간과 미관 문제가 커졌다. 가공선로는 풍압, 빙설, 뇌격, 수목 접촉으로 단선이나 지락이 발생하기 쉽다. 지중화는 이런 외부 요인을 줄여 공급 신뢰도를 높이는 방법이다.

자가용 수용가의 입장에서는 인입선을 지중화하면 건물 외벽에 가공선이 노출되지 않는다. 주변 건물과의 이격거리 문제도 줄어든다. 구내 배전선로를 지중으로 시설하면 조경이나 주차 공간을 확보하기 쉽고, 구내 설비의 배치 자유도도 높아진다.

지중화에는 새로운 위험도 따른다. 지중 케이블은 굴착공사에 의해 손상될 수 있고, 지중함 내부에 침수나 가스가 찰 수 있다. 케이블 접속부와 지중함은 사람이 접근하기 어려운 곳에 있어 점검과 복구가 늦어질 수 있다. 따라서 지중화를 할 때는 설치 자체보다 외력, 출입, 화재, 접속부 관리를 함께 기준에 맞추는 것이 필요하다.

가공선로와 지중전선로가 만나는 지점은 특히 주의해야 한다. 「전기설비기술기준」 제34조 제4호는 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳 또는 이에 근접하는 곳에 피뢰기를 시설하도록 정한다(뇌전압에 의한 손상의 우려가 없는 경우에는 그러하지 아니하다). 가공 구간에서 들어온 뇌서지가 케이블로 전달되어 절연을 파괴하는 것을 막기 위해서다. 지중화 설계에서는 이 접속점을 반드시 점검 항목에 넣어야 한다.

마지막으로 지중화는 설비 수명과 연결된다. 케이블이 땅속에서 열과 수분, 외력에 오래 노출되면 절연이 열화된다. 그래서 처음부터 사용전압에 맞는 절연성능의 케이블을 선정하고 시설 방법을 기준대로 지키는 것이 장기 신뢰도의 출발점이다.

4. 구성요소·원리·절차

자가용 수용가의 인입전선로는 전력회사 가공 배전선로와 수용장소 사이를 잇는 전선로이고, 지중으로 시설할 때는 지중전선, 지중함, 관로(전선관), 접속함이 기본 구성요소가 된다. 지중전선로는 외부 압력과 굴착 공사, 화재, 상호 간섭으로부터 전선을 보호하는 것이 핵심 원리다.

지중전선로는 압력·굴착·화재로부터 전선을 보호하도록 시설해야 한다.

표 아래 설명: 지중전선은 감전 우려가 없도록 사용전압에 맞는 절연성능의 케이블을 써야 하며, 접속 부위는 전기저항이 늘지 않고 절연과 기계적 강도가 떨어지지 않도록 접속해야 한다. 지중함은 점검 중 사람이 임의로 들어가 감전되지 않도록 출입을 제한해야 한다.

지중전선로 시설 절차

• 경로 선정: 차량·중량물 통행, 굴착 예정지, 타 매설물의 위치를 조사한다.
• 관로 및 트러프 설계: 중량물 압력에 견디는 깊이와 구조를 정한다.
• 케이블 포설: 사용전압에 맞는 절연 케이블을 선정하고 포설 중 손상을 막는다.
• 접속 및 지중함 시설: 접속부는 전기저항 증가가 없도록 접속하고, 지중함은 출입을 제한한다.
• 매설표시 설치: 굴착공사자가 전선 위치를 알 수 있도록 표시를 시설한다.
• 방화 조치: 내부에서 작업이 가능한 지중전선로에는 방화조치를 한다.
• 교차·접근 확인: 타 전선·약전류전선·관과 접근하거나 교차할 때 고장 시 아크로 손상되지 않도록 이격 또는 격벽을 둔다.

주요 공식: 절연 관련 판정은 저압 절연저항의 누설전류 기준으로 본다.

$I_{leak} \le \frac{I_{max}}{2000}$

여기서 I_{leak}는 누설전류(A), I_{max}는 최대 공급전류(A)다. 저압 절연 부분 누설전류는 최대 공급전류의 1/2,000을 넘지 않아야 한다.

5. 관련 법령·기준·표준

자가용 인입 지중전선로의 시설 기준은 「전기설비기술기준」(고시)과 그 판단기준(공고)에 있다. 전기설비기술기준은 전기사업법 제67조 및 시행령에 근거하며, 전기설비의 안전에 필요한 성능과 기술적 요건을 규정한다. 적합성은 한국전기설비규정(KEC)을 따르면 충족된 것으로 본다. 한국전기설비규정은 2021-01-01부터 적용된 전기설비 기준이며, 옛 '전기설비기술기준의 판단기준'의 세부 내용은 이 체계로 대체되었다.