[헬로티]

지중전력 케이블을 철거, 탈피, 절단을 동시에 작업하는 시공 기술이 최근 대한전력신기술협회로부터 인증을 받았다. 하나테크와 승리전력기술이 멀티 케이블 머신(Multi Cable Machine), 인입롤러선출장치를 개발한 기술이다. 이 기술은 다회선이 시설되는 경과지 구간 2회선을 동시 시공으로 작업시간을 줄이고 6드럼 설치 선출장치로 케이블 드럼 이동횟수를 줄이며 작업 능률을 높인다. 승리전력기술의 Multi Cable Machine을 이용한 지중 전력 케이블 철거·신설 시공 방법 기술에 대해 자세히 소개한다.

1990년대에 개발된 일산, 분당, 평촌 등이 1기 신도시와 더불어 국토 균형 발전과 행정수도, 공기업 지방 이전 등 많은 사업들이 육성되고 있다. 

이와 연계된 신도시 시설에는 필수적으로 지하에 전력선을 매설하고 있어 지중전력 설비가 급격히 증가하는 추세다.

뿐만 아니라 최근 들어 주거환경과 도시미관에 관심이 더욱 고조되면서 기존의 가공배전선로를 지중배전선로로 개선하는 지중화사업이 현재 활발히 진행되고 있다. 향후 지중 전력설비는 급속히 증가할 것이다.

한편 1990년대 1기 신도시 조성시 시공되어진 지중 케이블은 약 23년 정도 사용돼 케이블 내용연수 30년을 감안하면 향후 몇 년 내에 철거하고 새로운 케이블로 교체 해야 하는 실정에 있다. 

이렇듯 많은 지중케이블을 교체해야 하는 상황을 고려하면, 현재의 신설 과 철거 시공방법은 아래와 같은 문제점을 갖고 있다.

첫째, 여러 회선이 설치되는 동일 경과지에 1회선씩 시설되는 반복 공정으로 작업의 비효율성이다. 둘째, 반복되는 케이블 드럼의 설치, 철거에 따른 비경제성이다. 셋째, 시공케이블의 정보관리 미흡과 시공품질 신뢰성 부족이다. 넷째, 철거 작업시 철거 케이블을 도로변에 길게 빼내기, 절단하기, 간추려 묶기, 작업차에 상차하기 등과 같이 비연속성으로 작업능률 저하 등이 있다. 

위와 같은 문제점을 보완하고 개선하기 위해 자동 2회선 동시 포설이 가능하고, 최소 작업 공간에서 케이블 빼내기, 절단, 회수, 나아가 폐 케이블 재활용을 용이하게 하기 위해서다. 도체와 절연체를 분리하는 작업을 한 장소에서, 한 대의 장비로 가능하게 한 시공방법을 개발하게 됐다.

기존기술의 현황 및 문제점

1. 케이블 포설 전 준비사항

관로 내 케이블 포설 시공기준으로 케이블 포설 전 준비사항에서는 공사설계서를 기초로 현장조사를 실시하고 교통처리계획, 공사구간, 케이블 드럼 설치위치 등을 확인해야 한다. 

또 케이블 인장력이나 측압 등의 계산 자료가 현장상황과 일치하는지 확인해야 한다. 마지막으로 케이블포설에 필요한 윈치나 장력계 등을 비롯한 제반장비와 공구 등이 적합한지 확인해야 한다.

2. 케이블 취급 요령

케이블에 외상이나 충격을 가하지 않도록 해야 한다. 케이블을 구부릴 경우 허용곡률반경은 케이블 표준외경의 10배 이상으로 유지한다. 

케이블을 반대측으로 구부릴 경우에는 일단 직선상으로 폈다가 서서히 반대측으로 구부리며 급격히 구부리지 않도록 해야 한다. 

케이블은 드럼에 감은 상태에서 운반해 저장한다. 케이블 절단 후 바로 접속하지 않을 경우에는 방수처리 해야 한다.

1) 케이블 드럼의 취급

케이블 드럼을 굴릴 경우에는 드럼 내에서 케이블이 풀리지 않도록 드럼에 표시된 방향을 따른다. 케이블 드럼에 충격이 가해지지 않도록 높은 곳에서 떨어뜨리지 말아야 한다. 케이블이 감기기 시작하는 드럼의 안쪽 지름은 케이블 외경의 15배 이상 되는 것을 사용해야 한다.

2) 케이블 인입금구

풀링아이(Pulling Eye)에 의해 케이블을 당길 경우 허용 인장력은 규정된 범위를 유지하고 풀링아이와 인입용 철선 간에는 회전금구를 취부해 회전 비틀림에 의한 케이블 손상을 방지해야 한다.

▲ 그림 1. 풀링아이를 이용한 케이블 포설방법

풀링그립(Pulling Grip)에 의해 케이블을 당길 경우 허용 인장력은 규정된 범위 이내를 유지해야 한다. 풀링그립 취부시 풀링그립의 각 소선에 균등한 힘이 가해지도록 소선을 고르게 펴야 한다.

풀링그립은 삽입길이 1m마다 1.6mm 철선 또는 2.0mm 동선으로 묶어 케이블 포설 중 풀링그립이 벗겨지지 않도록 해야 한다.

▲ 그림 2. 풀링그립을 이용한 케이블 포설방법

3. 관로 내 케이블 포설

1) 관로 조사

관로에 케이블을 포설하기 전에 관로조사를 실시해야 한다. 평면도, 맨홀도 등 도면을 이용해 관로 경과지, 맨홀 위치, 경간 및 관로 부설 상태 등을 확인해야 한다. 

또한, 현장조사를 통해 맨홀의 형태, 맨홀의 크기, 맨홀 내 금구류의 종류와 수량, 맨홀 내 방수상태, 기설 케이블 등을 확인해야 한다.

전압레벨이 다른 케이블을 병행해 시설하는 맨홀에서는 전압이 높은 케이블을 하단에 설치하고 전압이 낮은 케이블을 상단에 설치하도록 한다. 관로의 사용 순서는 아래에서 위로 하고, 같은 높이에서는 외측에서 내측으로 케이블을 설치한다.

맨홀 내 케이블 배열은 유지보수 및 점검이 용이하도록 해, 케이블 Off-set과 케이블 지지간격을 적정하게 유지해야 한다. 또한 접속재 설치위치도 적정해야 하며 차후 점검, 보수 등 유지관리에 편리 하도록 공간을 확보한다. 관로의 포설과 접속이 완료되면 도통시험을 시행해 관 내부와 접속부의 이상 유무를 확인해야 한다. 

▲ 그림 3. 배전맨홀 내 3단3열 관로에 케이블 포설시 배열순서

2) 케이블 인입

케이블의 인입장력 및 굴곡부 측압은 케이블 허용인장력과 허용측압 이내를 모두 만족하도록 한다. 케이블을 관로내 Pulling시 드럼은 바로 세워서 아래로 Pulling 한다. 케이블 드럼을 옆으로 뉘어서 Pulling할 경우 중성선의 꼬임방향에 의해 중성선 뒤틀림 현상으로 절연층 및 외피의 손상 요인이 된다.

▲ 그림 4. 케이블 Pulling 작업 현장 1

▲ 그림 5. 케이블 Pulling 작업 현장 2

관로 내 케이블 인입방향은 케이블 길이, 중량, 주위환경 및 교통여건을 감안해 결정한다. 지표에 고저차가 있는 경우에는 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 인입한다. 포설구간에 굴곡이 있을 때에는 굴곡이 있는 곳의 가까운 곳에서부터 인입한다. 

▲ 그림 6. 굴곡개소가 있는 경우 케이블 인입방향

▲ 그림 7. 맨홀길이에 따른 케이블 인입방향

맨홀 내 케이블 진입방향은 맨홀 길이가 짧은 쪽에서 긴 쪽으로 인입한다.

▲ 그림 8. 관로식 케이블 공사방법

3) 케이블 포설전 유의사항

케이블 포설 전 유의사항으로는 맨홀 내 가스검출, 산소측정 및 환기, 맨홀 내 배수 및 청소, 기자재 정리정돈이 있다. 또 Drum측과 Winch측의 연락체계 확인, 맨홀 내 Roller, 활차 등의 고정상태 확인 및 외상 방지대책 마련, Wire의 강도, 소선단선, Kink 여부 확인 등이 있다.

4) 케이블 포설시 유의사항

케이블 포설시 Wire Rope와 관내부의 비닐피복철선과의 연결상태를 확인해야 한다. Pulling Eye와 Wire Rope 사이에는 회전금구를 사용해 연결해야 한다. 

케이블 손상을 방지하기 위해 Pulling Grip은 끝을 넓게 펴서 케이블을 밀어 넣고 균등한 하중이 분포되도록 조절해야 한다. 맨홀입구에는 케이블 보호용 Flexible Pipe를 설치한다. 

Winch의 적정용량을 확인하고 인입속도는 10m/분 이하로 항상 일정하게 유지하도록 감시해야 한다. 3조 일괄 인입 시에는 각 드럼의 풀리는 속도를 조정하고 맨홀 내 케이블 노출부를 감시해야 한다. 맨홀 내에는 케이블 접속여유장과 Off-Set를 고려해 여유를 두고 인입하도록 한다.

관로 내 케이블 포설시 케이블 허용장력이 포설장력을 초과하지 않도록 주의해야 한다. 케이블 포설 도중 Kink가 발생하지 않도록 케이블 드럼을 반드시 세워서 포설해야 하고, 케이블 드럼을 눕혀서 포설해서는 안된다. 또한, 허용전류를 고려해 케이블 상호간의 간격을 일정하게 유지해야 한다. 

관로 내 케이블을 설치할 경우 직선구간 뿐 아니라 굴곡구간에도 설치되므로 포설측압이 허용측압을 초과하지 않도록 시설해야 한다. 측압에 견디기 위해서는 케이블 포설시 곡률반경을 케이블 외경의 10배 이상으로 유지하는 것이 중요하다.

기존 기술의 문제점

1. 1공 포설에 따른 작업 능률저하

관로에 케이블을 포설하는 공정은 크게 케이블을 당기는 쪽 맨홀과 인입쪽 맨홀 작업으로 구분된다. 케이블을 당기는 맨홀 쪽의 작업공정은 「케이블 풀러 설치 → 6㎜PP로프 →굵은 로프로 교체(14mmPP로프) → 포설용 로프 → 케이블 포설」 순서로 진행한다.

케이블 인입 쪽 맨홀에서 이루어지는 작업공정은 『야적장에 케이블 도착 → 포장목 제거 → 드럼 상차 후 작업장소로 이동 → 케이블 드럼 선출대에 장치 → 케이블 인입 → 공드럼 상차 후 야적장 이동』등으로 이러한 공정은 케이블 1회선 즉 3드럼을 기준으로 계속적으로 반복되어 이뤄진다. 

보통 특고압 지중 배전선로는 간선(케이블400㎟)과 분기선(케이블95㎟)이 병행하기 때문에 2회선 이상 시공되고, 신규 개발되는 신도시의 경우 공급 신뢰도 향상을 위해 동일 경과지에 여러 회선의 간선과 분기선이 설치 되도록 설계된다. 시공함에 따라 케이블 포설 공정 개선이 필요한 실정이다.

▲ 그림 9. 단순 신설 전용으로 구성된 장비

1) 케이블 풀러의 구조적 문제점

현행 케이블 풀러의 장비는 그림과 같이 풀러에 풀링용 와이어(로프)의 권취 드럼이 한개만 장착되어 있다.

여러 회선의 케이블을 포설할 경우에도 매 회선마다 「케이블 풀러 설치 → 6㎜PP로프 → 굵은 로프로 교체(14㎜PP로프) → 포설용 로프 → 케이블 포설」의 작업공정을 반복한다.

기존 기술은 장비의 구조적인 한계로 인해 공정 단축이 어려운 실정이다. 

도로를 점용하는 공사는 교통통제 시간이 길어져 교통장애에 따른 사회적비용이 과다하기 때문에 풀러 장비 개선이 필요하다.

2) ‌선출장치의 구조적 문제점

케이블 인입을 위해 드럼을 설치하는 방법은 크게 아래의 그림10과 같이 눕혀서 설치하는 방법과 세워서 설치하는 방법이 있다. 

이전에는 선출장치 설치와 드럼의 거치 작업이 비교적 용이한 눕혀서 시공하는 방법을 주로 사용했으나, 최근 케이블의 중성선이 꺽여서 변형이 일어나는 현상 발생으로 눕혀서 시공하는 것을 금지하고 그림 10의 우측처럼 세워서 시공토록 규정하고 있다.

▲ 그림 10. 케이블 인입을 위해 드럼을 설치하는 작업 현장

하지만 케이블이 드럼에 감겨져 있는 방향과 인입방향을 무시하고 단순히 세워서 시공하는 것으로 시공기준을 만족 한다고 볼 수 없다. 그림 11처럼 세워서 시공하는 방법은 케이블이 감겨진 반대 방향으로 인입 되게 되어 중성선이 꺽이고 외피가 부풀어 오르는 현상이 발생 할 우려가 있다. 나아가 이러한 인입 방향은 드럼에 감긴 케이블을 선출 인입 할 때 인입장력 과도하게 상승해 케이블 포설장력 증가의 원인이 된다.

▲ 그림 11. 케이블을 세워 시공하는 구조

2. ‌케이블 철거 작업의 비연속성으로 위험요인 발생과 작업능률 저하

현재 케이블 철거 공정은 케이블 풀러를 이용해 당기면서 철거하도록 되어 있다. 이 방법은 좁은 맨홀 내에서 묶기와 당기기를 반복적으로 시행하고, 한번에 약 3m 정도씩 케이블이 맨홀 밖으로 나오게 되어 철거하면서 절단한다. 맨홀 1경간이 평균 250m임을 감안하면 한 구간 철거를 위해서 약 80번 이상 묶기와 풀기를 반복해야 한 구간 작업이 끝난다.  

철거 공정은 케이블 신설보다 더 많은 작업시간을 요하는 반면 공사비 책정은 신설 품에 50%로 단순 책정해 반영되고 있어, 실제 현장에서는 케이블 풀러 보다는 크레인 차량이나 백호우와 같은 중장비를 이용해 도로변 길가에 길게 펼치면서 철거하는 방법을 사용하고 있다. 

▲ 그림 12. 백호우로 당겨 빼기

차량이나 중장비를 이용해 철거하는 방법은 작업시간 단축에는 효과적이나, 빠른 속도로 철거함으로써 속도 제어가 어려워 맨홀 내의 다른 활선 케이블에 손상을 줄 우려가 있다. 약 250m의 케이블을 도로변에 지속적으로 끌고 가야됨으로 교통통제 구간이 길어지며 통행차량과 작업자 안전에도 문제가 있는 실정이다.

도로변에 철거된 케이블을 회수하기 위해서는 그림 13과 같이 두명이 한 조가 되어 큰 수동 컷터로 철거된 케이블을 약 3m 씩 절단해 묶는다. 도로에 철거되고 절단된 케이블은 다시금 차량에 상차하기 위해 수십 개씩 간추려 묶고 카고 크레인을 이용해 상차 후 철수하게 된다.

▲ 그림 13. 일정길이(약 3m)로 절단

▲ 그림 14. 정리해 묶기

케이블 철거 공정은 케이블 당겨서 빼내기, 절단하기, 간추려 묶기, 상차의 작업을 하는 동안 지속적으로 약 250m의 차로가 통제 되고 교통 소통에 지장을 주고 있는 관계로 케이블 철거 공정의 개선이 필요하다.

▲ 그림 15. 작업차량에 상차

3. 시공품질의 신뢰성 부족 및 정보관리 미흡

현재 모든 배전설비 제원과 시공정보는 KEPCO의 NDIS에 DB로 구축되어 배전설계 및 선로운영 업무에 활용하고 있다. 

지중케이블 관련 제원 및 시공정보는 현장에서 취득해 DB에 반영하는데 현재는 작업자가 작업장에서 수기로 기록하고 있다. 기록 누락이나 부주의로 정보를 분실할 경우 시공 후에 재차 현장을 방문해 맨홀 뚜껑을 열고 확인하는 사례가 많기 때문에 체계적인 관리대책이 요구된다.

4. 철거 케이블의 자원 활용을 위한 재처리

1990년대 1기 신도시 건설과 관련해 시공되어진 지중 케이블은 점검을 통해 점차적으로 교체해야 된다. 케이블 철거 공정의 문제점뿐만 아니라 철거된 케이블의 자원 재활용을 위한 방안을 모색해야 한다. 현재는 시공사가 철거한 케이블은 자재처로 환입하고 일정기간 보관 후 재처리를 위해 재활용 회사에 매각한다. 

여러번의 운반과 적치의 과정을 거친 폐기된 케이블은 재처리 회사에서 도체와 절연체를 분리해 도체인 구리만 재활용 되도록 처리한다. 이런 부분 개선을 통해 향후 철거된 케이블은 일련의 과정을 거치지 않고 현장에서 즉시 처리 가능한 방법 간구가 필요하다.

신기술 개발 내용

Multi Cable Machine을 이용한 지중 전력 케이블 철거·신설 시공방법 기술은 Multi Cable Machine를 이용한 관로내 케이블 철거방법과 Multi Cable Machine과 인입롤러 선출장치를 이용한 케이블 신설방법으로 나뉜다.

Multi Cable Machine은 2회선 동시 신설하고 케이블 자동 철거, 절단한다. 케이블 신설, 철거 공정으로 작업 구분된다. 인입롤러 선출장치는 케이블 6드럼을 설치하고 인입롤러 케이블을 인입하며 케이블 신설 작업으로 작업구분이 된다.

▲ 표. 신기술 개발 참여회사 현황

1. Multi Cable Machine 장치의 구조 및 기능

Multi Cable Machine는 신설 케이블 2회선을 동시에 당길 수 있는 두 개의 윈치부와 관로 내 케이블을 잡아 당겨 철거 할 수 있는 2조의 그립부분, 이를 움직이는 유압 실린더로 구성 되어 케이블 신설과 철거 공정 모두에 사용 할 수 있는 장비이다.

Multi Cable Machine의 운전은 신설 과 철거 부분으로 나누어지며 두가지 기능 모두 자동으로 구동 되도록 해 작업의 정확도 향상과 장치의 조작 및 감시를 한 사람이 가능하게 했다.

케이블 신설 작업은 윈치 프로그램에 시공데이터를 입력 후 구동 시키면 분/10m 속도로 일정하게 케이블을 인출하며 해당 긍장 작업 완료시 자동으로 정지한다. 본 장비의 프로그램은 케이블 종류별 최대 포설 허용장력에 도달 시 자동으로 정지해 과도한 장력으로부터 케이블을 보호한다. 작업구간 계산장력에 비해 실제 포설장력이 2배 이상 과도 할 경우 속도를 자동으로 줄여서 시공한다.

케이블 포설 작업 시작의 풀링 속도는 일정 시간 동안 최대 속도(10m/분)에 도달 되도록 해 초기의 순간 포설장력이 높아지는 것을 방지하고, 인입되는 케이블의 초기 인입장력을 최소화 했다. 

케이블 철거 작업은 그립부의 유압 실린더가 케이블을 누르고, 왕복하는 실린더가 그립부를 밀어주면서 케이블이 철거되는 구조로서 2조의 그립부분이 번갈아 잡아당기면서 계속적으로 철거된다. 이어서 탈피기를 통과하면 도체와 절연체가 분리되고 절단기에서 일정 길이로 절단해 철거 케이블을 회수한다.

 

2. 인입롤러 선출장치의 구조 및 기능

이 기술의 인입롤러 선출장치의 특징은 최대 6드럼까지 설치가 가능하고, 인입롤러 장착으로 케이블의 감겨진 방향으로 풀어지도록 해 인입장력과 중정선 꺾임 현상을 감소시킬 수 있다.

신기술 개발 현황

1.‌ Multi Cable Machine과 인입롤러 선출장치를 이용한 1, 2회선 동시 시공방법

본 장비는 Multi Cable Machine과 인입롤러 선출장치를 이용한 1, 2회선 동시 시공 방법으로 본 장비는 Multi Cable Machine에 장착된 2개의 윈치, 그리고  6드럼까지 설치가 가능하며 인입롤러가 부착된 선출장치를 이용, 동일 경과지 관로 내 케이블 포설 시 2회선을 한번에 시공하는 기술이다.

▲ 그림 16.Multi Cable Machine과 인입롤러 선출장치를 이용한 1, 2회선 동시 시공방법

1) 케이블 감겨진 방향 인입과 과도한 인입장력 감소로 시공품질 향상

인입롤러에 의해서 케이블이 인입됨에 따라 드럼에 감겨져 있는 방향으로 인입이 가능해 기존 반대방향 인입시 중성선 꺽여서 변형이 일어나 케이블이 손상되는 문제점을 방지, 시공품질을 향상시켰다.

기존 케이블 선출장치는 차량 위에 설치하거나 도로에 설치하고 그 위에 케이블 드럼을 탑재, 풀러가 당기는 힘에 의해서 선출장치에 거치된 케이블 드럼이 회전해 풀리게 된다. 실제 현장에서 풀러에 과다 장력 발생 시 선출장치에서 풀리는 케이블을 작업자가 당겨서 줌으로서 드럼 회전에 필요한 힘이 풀러에 작용하지 않도록 시공한다. 

이 기술은 선출장치에 인입롤러를 장착해 드럼에서 관로 입구까지 케이블을 밀어줌으로서 뒤에서 당기는 힘을 줄여줌으로써, 과도한 포설장력으로부터 케이블을 보호해 시공품질을 향상시켰다.

2) 포설 장력과 속도의 자동 연동제어로 시공품질 증대 

본 기술에서 개발한 Multi Cable Machine(MCM) 윈치부는 장비 조작자 한명이 두개의 윈치를 동시에 조작, 감시 할 수 있다. 또한 수동 또는 자동운전이 가능하며, 작업자가 필요한 윈치에 대한 조작이 용이 하도록 자동제어 시스템을 도입했다.

포설작업 중 긍장에 따른 계산 포설장력과 실제 포설장력을 실시간 비교해 풀링속도를 자동으로 제어한다. 최대 허용장력 이상 발생하면 해당되는 윈치는 자동으로 정지하도록 했다. 

계산장력 보다 실제장력이 클 경우 포설속도를 1/2로, 즉 분당 10m에서 5m로 감속하거나 포설장력이 계산장력보다 과도하게 상승하는 경우에는 윈치부가 자동 정지해 점검 후 저속이나 수동으로 풀링 할 수 있도록 했다.

실제 케이블 포설 장력이 최대 포설장력에 미치지 않더라도 굴곡개소가 많은 구간은 케이블에 과도한 측압이 발생 할 수 있기 때문에 계산 장력과 실제 장력을 비교하면서 시공할 수 있도록 했다.

또한 시공된 작업데이터 즉 맨홀번호, 벽면번호, 관로구번호, 파형관규격, 케이블규격, 포설긍장, 케이블 제원사항 등을 작업전 입력함으로서 시공 데이터의 정확도를 향상시켰다. 이러한 작업은 작업자의 임의 조정이 아닌 컴퓨터 제어시스템에 의해서 이루어지므로 시공품질을 향상에 기여 할 것이다.

3) 2회선 동시 시공으로 작업능률 향상

풀러쪽 맨홀공정은 『도통연락선 6㎜PP로프 →  굵은로프로 교체(14㎜PP로프) → 와이어로프 → 케이블 포설』이고, 선출 쪽 맨홀 공정은 『드럼 상차 후 작업장소 이동 → 케이블 드럼 선출대에 장치 → 케이블 인입 → 공드럼 상차 후 야적장 이동』로 기존 1회선 시공은 매 공정을 반복해야 했다.

본 기술의 2회선을 동시에 시공하는 방법은 위의 각 공정 들을 2회선 기준으로 동시에 할 수 있으므로 작업 준비시간 과 작업시간을 반으로 줄일 수 있어 투입 대비 시공량이 늘어나는 효과로 작업능률을 향상시켰다.

2. ‌Multi Cable Machine를 이용한 관로 내 케이블 철거 시공방법

본 기술은 Multi Cable Machine(MCM)에 설치된 두조의 케이블 그립 부분이 유압 실린더에 의해서 왕복 운동함으로 케이블이 철거되고, 철거된 케이블은 탈피기를 통과하면 절연체와 도체로 분리된다. 

다시 절단기를 통해서 일정크기로 절단 되면 케이블 철거, 탈피, 절단, 회수가 한 장소에서 연속적으로 한 번에 이루어지도록 하는 시공기술이다. 그림 17과 같이 1번 누름판이 케이블을 누르고 당기고 복귀하는 동안, 2번 누름판이 케이블을 누르고 당긴 다음 복귀 한다. 두개의 누름판이 교대로 왕복운동을 통해 케이블이 연속적으로 철거 되는 방식이다.

▲ 그림 17. 왕복운동을 통해 케이블이 연속적으로 철거 되는 방식

1) 관로내 케이블 작업 공정 단축과 작업의 안전성 향상

관로 내 지중 전력케이블을 철거하기 위한 일반적인 방법은 철거 대상 케이블을 차량이나 중장비를 이용해 맨홀에서 밖으로 빼낸 다음 도로변으로 수십에서 수 백미터 까지 케이블을 끌고 가면서 철거한다. 철거된 케이블은 수작업으로써 약 3m 길이로 절단하고 간추린 다음 묶어서 작업차에 상차한다.

기존의 철거방법은 도로변 수십 미터에서 수백 미터까지의 작업공간 필요로 교통통제 구간이 길어지고 안전사고 우려도 높다. 

또한 철거한 케이블을 회수하기까지 여러 번의 수작업 공정이 필요해 많은 작업인원이 필요한 공정이다.

본 기술에서는 철거 하고자 하는 맨홀위에 Multi Cable Machine(MCM)을 고정 설치하고 두 개의 케이블 그립 부분이 유압 실린더에 의해서 교대로 왕복 운동하면서 케이블을 잡아 당겨 계속적으로 철거한다. 

철거된 케이블은 자원 재활용 되도록 Multi Cable Machine(MCM) 의 탈피기를 통과하면서 도체와 절연체가 분리되고 이어서 절단기를 통해 일정 길이로 절단 후 회수 한다.

Multi Cable Machine(MCM)을 이용한 케이블 철거 방법은 소규모 작업공간 에서도 가능해 교통통제 구간 단축과 통행 차량으로부터 작업자 안전성을 향상시켰으며, 별도의 장비를 통한 철거와 인력에 의한 부대 공정이 필요하지 않아 작업인원과 작업시간을 단축해 작업의 효율성을 향상 시켰다.

2) 케이블 철거와 동시에 도체, 절연체 분리로 자원 재활용 향상

철거된 케이블은 시공업체 야적장에 보관하고 공사완료 후 일괄 한전에 환입 처리된다.  

환입 처리 된 폐 케이블은 보급소에 일정기간 보관 후 재활용 업체에 일괄 매각 후 재처리 된다. 본 기술은 시공업체가 Multi Cable Machine(MCM)  장비 한대로 철거와 동시에 도체와 절연체로 현장에서 분리해 분리된 도체만 한전에 환입 처리함으로써 기존에 보관과 매각에 따른 절차가 필요 없다. 

환입된 도체는 즉시 처리 가능해 폐 케이블 자원 재활용 효율이 향상된다.

신기술의 범위

기존 기술에서 사용하던 케이블 풀러는 수동조작으로 1회선 신설 현장에만 적용돼 었다. 

동일 경과지에 2회선 설치시에는 여러 공정을 반복해 시공 한다. 케이블 철거 작업은 카고 크레인이나 백호우와 같은 중장비를 이용해 작업하는 도로변에 길게 철거 후 절단 회수 하는 방법으로서 작업자가 위험에 노출 될 개연성이 많은 시공방법이었다.

신청기술의 Multi Cable Machine(MCM) 는 자동조작, 1회선 및 2회선 동시시공, 신설과 철거 현장에서 모두 사용가능 해 장비 사용 효율성과 작업능률을 향상시켰다. 

인입롤러 선출장치는 인입롤러에 의해서 케이블이 감겨진 방향으로 케이블이 인입 하도록 해 인입장력을 최소화하고 이러한 기능을 2회선 동시 시공에 적용토록 했다.

1. ‌Multi Cable Machine를 이용해 지중 전력케이블을 철거, 탈피, 절단을 현장 내에서 동시에 작업하는 시공방법

지중 전력케이블을 계속적으로 철거해 일정 길이로 절단하는 시공방법과 철거 케이블의 자원재활용 향상을 위해 철거와 동시에 도체와 절연체로 분리하는 시공방법이다.

▲ 그림 18. Multi Cable Machine

2. ‌Multi Cable Machine(MCM)를 이용해 최대 2회선의 지중 전력케이블을 동시 포설하는 시공방법

동일 경과지에 지중전력 케이블 1회선(3조) 또는 2회선(6조)를 동시에 시공하는 방법이다.

3. ‌6드럼까지 설치 가능한 인입롤러 선출장치를 이용해 케이블을 선출 인입하는 시공방법

한대의 선출장치에 최대 6드럼까지 설치 가능하고 인입롤러를 이용해 케이블이 드럼에 감겨진 방향으로 인입되도록 해 인입장력을 최소화 하고, 중성선이 꺽여 변형이 일어나 외피 부풀어 올라오는 현상을 최소화하는 시공방법이다.

▲ 그림 19. 인입롤러 선출장치

4. ‌계산장력과 포설장력을 비교해 풀링속도를 자동 제어하는 시공방법

계산장력은 3KMWL의 계산식에 의해 누적 거리에 따라 계산 표시되어지며, 포설장력은 Multi Cable Machine(MCM)에서 실시간 측정해, 계산장력과 실제 장력을 비교해 그 차가 2배 이상 시 포설속도를 1/2로 자동 감속하고 최대허용포설장력에 도달 시 해당 윈치가 자동 정지토록 하는 시공방법이다.

5. ‌동일경과지에서 케이블 철거와 신설을 동시에 작업하는 시공방법

Multi Cable Machine(MCM)의 철거부에서는 케이블 철거를 신설 윈치부에서는 케이블 신설을 동일 구간에서 동시에 시공하는 시공방법이다. <계속>

정리 : 김연주 기자 (atided@hellot.net)