한전 전력연구원, 전력구 지반 열전도도 측정장비 국산화

한전 전력연구원(원장 김동섭)은 전력설비의 지중 구조물인 전력구 주변지반의 열전도도 또는 열저항률을 측정할 수 있는 '지반 열전도도 측정기술과 장비(열전도도 측정장비)'를 국산화했다.

지중에 포설된 전력케이블에서는 전기가 흐를 때 열이 발생하며 이에 따라 송전효율이 낮아지므로 지중구조물 건설단계에서 지중송전 케이블의 송전효율 계산, 냉각시스템 설계 등을 위해선 지반의 기초자료인 열전도도를 정확하게 측정할 필요가 있다.

이번에 전력연구원이 한국과학기술원(KAIST)과 함께 개발한 '열전도도 측정장비'는 금속탐침 센서와 측정본체(가로 30cm, 세로 20cm)로 이뤄져 있다.

탐침센서를 대상 지반에 관입한 후 일정한 전압으로 열을 발생시켜 주변지반의 온도변화를 측정함으로써 대상지반의 열전도도를 측정할 수 있는 장비다.

지반의 열전도도 측정시간은 3분 내외며, 센서는 대상 지반의 입자크기에 따라 편리하게 측정할 수 있도록 지름과 길이를 다양화해 개발했다.

이 장비의 특징은 기존 외산 장비와는 다르게 사용자가 직접 측정값을 확인할 수 있도록 그래픽 LCD 디스플레이를 탑재해 실시간으로 전압·전류·온도 변화 등을 관측할 수 있다.

또 측정된 열전도도의 결과 값에 대한 신뢰도 계수를 표시해 줌으로써 결과에 대한 신뢰성을 즉시 확인할 수 있는 장점을 갖고 있다.

기존의 외산 장비는 발생시키는 열의 강도를 조절할 수 없었던 반면, 연구원에서 개발한 장비는 전압을 조정해 열의 발생 강도를 조절할 수 있으며, 본체에 GPS 장치를 부착해 측정 위치와 측정 결과를 날짜별 시간별로 자동 기록돼 측정데이터의 신뢰도를 향상했다.

특히, 개발된 장비는 일반적인 흙뿐만 아니라 암반과 같이 직접관입이 불가능한 지반에도 천공을 통해 측정할 수 있도록 개발돼 관로 공사, 전력구 터널 공사 등 모든 지반에 적용이 가능하다.

이번에 전력연구원에서 개발된 '열전도도 측정장비'는 지중 송전케이블의 송전용량, 냉각설비 등을 설계하는데 필요한 지반의 열전도도 측정에 활용될 예정이며, 이를 통해 송전효율 향상 및 계통 신뢰도에 크게 기여할 것으로 기대된다.