매설지선은 송전철탑을 접지하기 위해 땅 속에 포설한 나전선을 말합니다. 전력선은 가공지선을 통해 보호되지만 낙뢰로 인해 유입된 뇌전류를 방출할 수 있어야 합니다. 뇌전류와 고장전류를 접지로 방류하는 역할을 하는 것이 철탑의 매설지선 입니다.
역섬락 현상
땅속의 지중송전선로와 달리 가공송전선로는 야외에 노출되어 있습니다. 그래서 언제든지 낙뢰를 맞을 수 있고, 철탑이나 전선은 직격뇌에 의해 손상될 수 있습니다.
송전선로가 번개를 맞으면 뇌전류가 철탑의 다리를 통해 대지로 흐릅니다. 전선은 애자와 공기로 절연되어 있지만 철탑은 대지로 접지가 되어 있기 때문입니다.
그러면 접지저항과 철탑재의 저항 때문에 철탑암부 등에서 전위가 상승합니다. 철탑과 전선 사이에 섬락이 발생할 수 있는데, 이를 역섬락(Backflashover)이라고 합니다.
역섬락은 송전선로에 심각한 손상을 줄 수 있으므로, 이를 방지하는 것이 매우 중요합니다. 역섬락 현상은 뇌전류와 철탑다리의 접지저항치와의 곱에 비례하므로, 역섬락 사고를 방지하기 위해서는 접지저항을 줄이는 것이 필수적입니다. 이러한 목적으로 사용되는 것이 바로 매설지선입니다.
매설지선
매설지선은 접지저항을 저감시키기 위해 지표면에서 약 50cm 정도의 깊이에 설치되는 전선으로, 직경 2.6mm의 7가닥 동복강연선으로 구성됩니다.
매설지선의 주요 설치 방법에는 두 가지가 있는데, 하나는 선로 진행 방향과 평행하게 시설하는 분포접지 방식이고, 다른 하나는 탑 각에서 10m 떨어진 지점의 분포접지에 직각 방향으로 매설하는 집중접지 방식입니다.
이 두 가지 접지 방식은 아래 그림으로 확인할 수 있습니다.
송전선로 설계기준에는 전력선로의 안전성과 효율성을 높이기 위해 지지물의 접지저항 목표치가 정해져있습니다.
- 765kV 송전선로 : 15Ω
- 345kV 송전선로 : 20Ω
- 154kV 송전선로 : 15Ω
대지고유저항에 따라 필요한 매설지선의 포설 길이가 달라질 수 있습니다. 이를 고려하여 접지저항 목표치를 충족하는 최적의 포설 길이를 결정해야 합니다.
일반적으로 접지를 깊게 박으면 저항률이 낮아진다고 생각하지만 하층부로 갈수록 암석이 많아지는 국내 지질환경상 꼭 그렇지는 않습니다. 따라서 0.5~1.0m 정도 깊이로 매설하는 것이 일반적입니다.
| 지역별 저항률 | 대지고유저항 (Ω-[M]) | 지질의 특성 |
| 낮은 저항율 지역 | 100 이하 | 강, 하천, 바다가 인접한 지역 (물이 풍부한 지역) |
| 중간 저항율 지역 | 100～1000 | 지하수가 풍부한 준 평원 지역 |
| 높은 저항율 지역 | 1000이상 | 자갈이나 암반의 빈도가 높은 지역 |
대지고유저항률은 위의 표와 같이 분류할 수 있습니다. 지역에 따라 대지저항률이 다른 것입니다.
토양의 수분함유량, 토질, 온도, 전해질 성분, 계절 등에 따라 대지저항률은 변화합니다. 그리고 대지고유저항에 따라 매설지선의 길이, 조수를 다르게 설치합니다.
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