공항전기시스템업무매뉴얼

제1장 총 칙(General Information) 1.1 목 적 이 지침서는 공항안전검사관으로 하여금 공항운영증명업무에 관한 사항을 효율적으로 지도?감독 할 수 있도록 하기 위하여 국제민간항공기구에서 발간한 공항전기시스템에 관한 매뉴얼(Doc9157/AN901)의 내용을 참조하여 작성되었다. 1.2 적용범위 이 지침서는 항공안전본부 및 지방항공청 공항안전검사관에게 적용하며, 항공법령 및 공항안전운영기준에 우선 할 수 없다. 제2장 전기공급(Electricity supplies) 2.1 개요(General) 공항의 전기시스템은 통상 다른 전기설비에서 볼 수 없는 양질의 시설이 요구된다. 항행안전시설 중 항공등화시설은 대부분 직렬회로로 사용되며 또한, 정전이 발생될 경우에는 자동적으로 예비전원이 공급되어야 한다. 2.2 전원(Source of power) 2.2.1 주전원(Primary power sources) 주요 공항의 주전원은 정전된 경우에도 시설의 완전성이 유지되도록 분리된 변전소로부터 별도의 선로에 의하여 이중화(독립된 2계통)로 전기를 공급받는 것이 바람직하다. 2.2.2 예비전원(Secondary power sources) 항행안전시설에 대한 예비전원 공급시설은 다음과 같다. 1) 전용 또는 공용 예비전원 : 주 전원을 단일선로에서 전기를 공급을 받고 있는 공항에서는 별도의 선로에서 예비전원을 공급받아야 할 것이다. 이 예비전원은 주 전원이 정전이 될 경우 자동적으로 부하에 공급되어야 하며 또한, 주 전원으로부터 분리되어야 한다. 2) 발전기 : 발전기를 예비전원으로 사용해도 좋다. 만약, 주전원이 정전된다면 자동으로 발전기에 전환되어야 한다. 다만, 발전기는 공항안전운영기준 제75조에서 정한 예비전원공급 요구조건에 적합하여야 한다. 2.2.3 배전(Distribution) 주전원은 일반적으로 공항의 변전소에서 강압하여 배전용 변압기에 공급하고 배전용 변압기는 부하의 입력전압에 적합하도록 저압으로 공급된다. 이 전기는 분리된 2개의 독립된 배전망으로부터 급전되는 것이 권장된다.[그림2-1]참조 2.3 전력절체장치의 특성(Power transfer characteristics) 2.3.1 절체시간 요구조건(Transfer time requirements) 주전원이 정전되었을 경우 항행안전시설에 대한 예비전원 절체시간 요구조건은 공항안전운영기준 제75조와 같다. 2.3.2 연속전원(Continuous power sources) 일부 항행안전무선시설이나 컴퓨터 시설 등은 정전이 허용되지 않는다. 이와 같은 시설에 대하여는 주전원이 정전될 경우에 연속하여 전기를 공급(무정전 전원공급)하는 것이 필요하다. 2.3.3 절체방법(Methods of transfer) 1) 절체시간 2분 : 자동 또는 원격조작으로 기동과 투입이 가능한 발전기가 적절 2) 절체시간 15초 : 자동절체스위치를 가진 발전기 사용 가능 3) 절체시간 10초 : 적절한 시동과 자동절체스위치를 가진 2차 전원 유니트 사용 가능 4) 절체시간 1초 : 1초 절체시간이 허용되어 있는 곳에서는 2가지 방법이 있다. 한 가지 방법은 RVR이 600m가 되는 순간에 즉시 발전기를 가동시켜 RVR이 800m가 되기까지 2차 전원을 계속해서 공급하여야 하며 2차전원이 장애가 발생할 경우 주전원으로 자동 절체되어야 한다. 또 다른 한 가지 방법은 별도의 독립전원으로 자동 절체하는 방법이 있다. 5) 절체시간 0초 : 전기공급이 중단되지 않아야 하므로 무정전전원장치 사용 가능 2.4 예비전원장치(Secondary power equipment) 2.4.1 구성(Components) 예비전원은 신뢰성 및 유효성을 갖도록 고품질로 공급되어야 한다. 따라서, 항행안전시설에 대한 예비전원장치는 이중화(서로 다른 변전소), 무정전전원장치, 발전기 등이 있다. 2.4.2 발전기세트(Generator sets) 1) 발전기 : 교류발전기로써 전기를 공급 2) 시동장치 : 시동을 위하여 축전지 필요 3) 기동제어장치 : 주전원의 정전을 감지하여 자동적으로 기동 4) 연료 : 일반적으로 연료는 예비전원의 사용이 예상되는 최대시간의 2배 이상 저장 2.4.3 전력절체스위치(Power transfer switching) 주전원에서 예비전원으로 절체하기 위해서는 적절한 전력절체스위치가 필요하다. 자동절체는 제어장치(ATS)가 추가로 필요하다. 2.4.4 무정전전원장치(UPS) 일부 무선시설과 같이 연속운전이 필요한 장비는 무정전전원장치(UPS)가 필요하다. 2.4.4.1 무정전전원장치는 1개 또는 많은 UPS모듈, 축전지 및 신뢰성이 있는 고품질의 전기공급 장치로 구성되어 있다. 이 UPS는 전기공급이 중단되었을 때 부하를 1차, 2차전원에서 분리되고 정해진 부하에 전기를 공급하여야 한다. 2.4.4.2 UPS실과 축전지실은 분리된 장소에 설치하여야 한다. 축전지실과 UPS실의 구조는 영구적이어야 하며 분리되는 벽은 내화성(1시간 정도)으로 하여야 한다. 2.5 전기실(폐쇄배전반 및 쉘타 등) 2.5.1 위치 전기실은 장애물 제한표면을 침범할 우려가 있는 장소에 설치하지 않아야 한다. 전기실의 위치는 항공등화용 전력케이블의 접속 길이가 가능한 한 짧은 장소로 하여야 한다. 진입등시스템이 있는 공항은 진입등시스템용 전기실이 필요하다. 2.5.2 조건 전기실은 안전성과 시설의 신뢰성을 얻기 위하여 다음과 같은 조건이 요구된다. 1) 환기 : 변압기의 온도가 제작자의 규정치 이상으로 상승하는 것을 막기 위하여 적절히 환기를 시켜야 한다. 2) 진입경로 : 개량, 보수 및 시설 설치를 위하여 적당한 진입경로를 설치하여야 한다. 3) 배수시설 : 배수시설이 필요한 전기실에는 배수시설을 갖추어야 한다. 4) 방호 : 각 전기실은 외부인이 접근하지 않도록 되어 있어야 한다. 5) 전기실 : 조명을 설치하여야 한다. 6) 전선관 : 입력 및 출력회로가 증설되는 경우를 고려하여 충분한 관로를 케이블 입구에 지중으로 설치하여야 한다. 7) 시설의 배치 : 시설의 배치는 고전압으로부터 보호되어야 하고 조작이 용이하여야 하며 또한 안전성에 대하여 고려하여야 한다. 2.6 배전(Distribution) 2.6.1 일 반 이 장은 공항의 주변전소, 항공등화제어소, 구내 배전변압기의 전기공급에 대하여 서술하고자 한다. 2.6.2 1차 전기공급회로 1차전원은 일반적으로 공항의 주변전소에서 배전용 전압으로 강압시킨다. 주요 공항에서는 중간전압을 특고압 또는 고압으로 배전한다. 이 경우 중간전압에 대한 선로는 지중케이블로 구성하기 때문에 전압이 높을수록 충전전류를 고려하여 선택하여야 한다. 배전전압을 결정하기에는 케이블의 길이와 부하용량을 고려해서 선택하여야 한다. 중간전압 배전시스템은 주로 전력을 많이 사용하는 장소의 부근에서 적합한 전압으로 강압되어야 한다. 2.6.3 배전회로 구성 배전회로는 무선시설에 장해가 되지 않도록 지중으로 설치하여야 한다. 지중회로는 직접매설식 또는 관로인입식이 있는 데 공항은 신뢰성이 고려하여 관로인입식으로 구성하여야 한다. 제3장 항행안전시설용 전기회로 (Electrical Circuits for Aerodromes Lighting and Radio) 3.1 전기회로의 종류(Types of electrical circuits) 3.1.1 전기특성 항행안전시설에 사용되는 전기는 대부분 교류(AC)로써 주파수는 60[HZ]이며 제어회로는 직류(DC)를 공급하고 있다. 항공등화는 직렬회로와 병렬회로를 사용하고 있지만 직렬회로가 대부분이다. 다만, 항공등화중 섬광등, 계류장 조명등, 비행장등대, 풍향등 등은 병렬회로를 사용한다. 3.1.2 직렬회로 3.1.2.1 개요 직렬회로는 동일한 전류가 흐르도록 1본의 케이블로 구성되어 있다. 이 회로는 입력지점에서 시작하여 그 지점에서 끝나는 1개의 연속된 루프이다. 일반적으로 부하에 접속되어 있는 입력전압은 부하에 의하여 전류가 변하지만 항공등화는 정전류조정기(Constant Current Regulators)에 의하여 회로의 부하에 관계없이 일정한 전류가 흐른다. 이 전류는 회로의 길이와 관계없으며 또 몇 개의 전구가 소손되어도 일정한 전류가 흐른다. 단순한 직선접속의 직렬회로에서는 1개의 전구가 소손되면 동시에 개방되므로 절연변압기(Isolating transformers) 등과 같은 바이패스기구가 필요하다. 3.1.2.2 항공등화의 직렬회로에 대한 장점 1) 전구가 동일한 전류로 점등되므로 광도가 같다. 2) 회로 전체에 케이블 굵기가 같다. 3) 광도제어가 광범위하다. 4) 회로의 어떤 지점에서 한 점 지락이 발생하여도 등기의 점등에는 영향이 없다. 5) 지락지점을 알기 쉽다. 3.1.2.3 항공등화의 직렬회로에 대한 단점 1) 정전류조정기 및 절연변압기 등의 시설이 추가되므로 설치비가 고가이다. 2) 정전류조정기 사용으로 효율이 나쁘다. 3) 절연변압기가 사용되지 않는다면 케이블, 절연변압기 및 전구 등 모든 부품이 전압용으로 절연되어 있어야 한다. 4) 회로의 어느 곳에서 개방사고가 발생되면 모든 회로가 개방되어 케이블의 절연이나 정전류조정기가 파손될 우려가 있다. 5) 개방사고시 사고지점을 찾기 어렵다. 3.1.3 병렬회로 3.1.3.1 개요 병렬회로는 부하 용량에 따라 전류가 감소되고 전압강하가 발생되므로 회로가 긴 곳은 말단 등기구의 전압이 다소 떨어져 광도가 저하되는 현상이 일어난다. 3.1.3.2 항공등화의 병렬회로에 대한 장점 1) 전압조정기나 광도제어가 불필요한 곳에서는 시설비가 비싸지 않다. 2) 전기를 효율적으로 사용할 수 있다. 3) 케이블의 고장 특히 개방사고의 위치를 쉽게 찾을 수가 있다. 4) 회로개방이 모든 회로의 고장으로 확대되지 않는다. 5) 절연변압기 등의 바이패스 장치가 필요하지 않는다. 3.1.3.3 항공등화의 병렬회로에 대한 단점 1) 회로길이에 따라 전압강하에 의하여 등기구의 광도가 감소된다. 그것은 등화의 패턴 중에서 현저한 오해를 가져올 수 있다. 2) 모든 회로에 걸쳐 2본의 케이블이 필요하고 전압강하를 줄이기 위하여 보다 굵은 케이블이 필요하다. 3) 큰 광학계와 등기구가 필요한 곳에서는 일반적으로 전구의 필라멘트가 더욱 더 길어진다. 4) 저광도를 정확하게 조정하는 것이 곤란하므로 별도의 시설이 시설비에 추가된다. 5) 고압회로에 한 개소의 지락이 발생하면 그 회로는 사용할 수 없다. 6) 지락지점을 찾기 어렵다. 3.1.4 항공등화의 직렬회로와 병렬회로의 비교 항공등화의 동일한 광도와 광범위한 제어는 일반적으로 직렬회로가 사용된다. 다만, 광도제어가 필요 없는 항공등화는 일반적으로 병렬회로가 사용된다. 3.2 항공등화용 직렬회로 3.2.1 전류의 선정 항공등화용 직렬회로의 전류는 일반적으로 6.6A, 20A가 있다. 6.6A회로는 케이블 길이 당 전력손실이 20A회로의 약1/9이다. 정전류조정기의 부하는 그 정격용량의 1/2이상으로 하여야 한다. 일반적으로 6.6A회로는 부하용량이 작고 길이가 긴 회로에 사용되며 20A회로는 부하용량이 크고 케이블 길이가 짧은 경우에 사용된다. 활주로등과 유도로등은 일반적으로 6.6A회로에 사용하고 진입등시스템과 접지구역등은 흔히 20A를 사용한다. 활주로중심선등과 유도로중심선등은 6.6A 또는 20A를 사용하고 있다. 3.2.2 회로 항공등화 회로는 직렬 절연변압기를 사용하여 그림3-1 내지 그림 3-8과 같이 루프 형태로 연결하고 있다. 부속서14, 제1권, 8.2항에서 정밀접근활주로에서는 1개의 회로가 장애가 발생할 경우에 조종사의 시각안내가 없거나 안내패턴에 오인되지 않게 회로를 구성하도록 되어 있다. 1) 진입등시스템 : [그림3-1] 내지 [그림3-5] 참조 2) 활주로중심선등 및 유도로중심선등 : [그림3-6] 참조, 유도로중심선등이 조종사에게 경로안내를 제공할 경우에는 선택점등을 할 수 있도록 회로를 구성하여야 한다. 3) 활주로등 : [그림3-7] 참조 4) 접지구역등 : [그림3-8] 참조 5) 진입각지시등 : 활주로 편측에 설치되어 있는 경우에는 각 유니트내 등을 격등으로 배선(3등일 경우에는 1등과 2등을 격등 배선)하여 1개의 회로가 고장이 발생되면 광도는 감소되나 패턴은 완전성이 남아 있도록 회로를 구성하여야 한다. 6) 정지선등 : 정지선등은 격등회로로 구성하여야 한다. 정지선등은 격등회로로 구성되어 있는 활주로조명이나 유도로조명 시스템에 접속할 수 가 있다. 접속하는 활주로조명이나 유도로조명의 회로는 정지선등의 사용이 필요할 경우에는 언제라도 전원이 공급될 수 있도록 하여야 한다. 정지선등은 제어회로가 고장이 발생되면 점등되어야 한다. 7) 접지 : 모든 절연변압기의 2차측이나 등기구의 지지물은 접지를 하여야 한다. 접지선은 매설된 관로 또는 트랜치 위의 10cm이내에 설치하여야 한다. 3.2.3 정전류조정기(Constant Current Regulators) 항공등화는 대부분 정전류조정기에 의하여 급전된다. 이 조정기는 회로의 부하와 전압이 변해도 전류가 일정하도록 설계되어 있다. 3.2.3.1 운전특성 정전류조정기는 다음과 같은 능력을 가져야 한다. 1) 1개소에서 지락이 발생된 경우 회로의 동작이 정상으로 될 때까지 회로상에 지락을 표시할 것 2) 고도의 신뢰성을 갖고 움직이는 부분이 없을 것 3) 2초간 1차 전압을 폐쇄하고 조정기를 리？ 시킬 수 있도록 개방기구와 연동할 것 4) 변경회로에 15사이클 이내에서 대응할 것 5) 필요하다면, 소요단계의 광도설정 또는 연속적 가변제어가 가능할 것 6) 1차 전압회로는 2차 항공등화 회로로부터 전기적으로 절연되어 있을 것 3.2.3.2 정격특성 1) 전력 : 주로 출력(2차)부하 4～70KW 2) 2차(출력)전류 : 6.6A와 20A가 일반적이다. 6.6.A는 30KW미만의 부하까지, 20A는 10KW이상의 부하에 잘 사용한다. 3) 주파수 : 60HZ 4) 1차 전압 : 정격 1차전압 220V～12,000V가 사용된다. [그림3-1] CAT-Ⅰ진입등시스템(바렛형식) [그림3-2] CAT-Ⅰ진입등시스템(바렛형식) [그림3-3] CAT-Ⅰ진입등시스템(바렛형식) 3.2.4 절연변압기(Isolating Transformers) 항공등화 회로는 직렬회로의 연속성을 확보하고 전구의 미점등 및 개방사고가 발생하지 않도록 절연변압기가 사용된다. 다만, 회로의 연속성은 전구가 점등되지 않았을 때 전구를 단락시키는 바이패스 기구에 의하여 보호될 수도 있지만 회로 운전중에는 전구에 고전압이 미칠 수 있다. 3.2.4.1 외함 권선 및 리드선을 덮은 방수용기는 금속, 고무 또는 플라스틱제로써 직접매설, 기초의 내부 또는 외부에 노출로 설치하고 있다. 3.2.4.2 정격 절연변압기의 정격은 1차와 2차의 전류 및 절연전압과 주파수에 의한다. 일반적으로 이들 리드선은 등기구와의 접속용에 적합한 2심 콘넥타를 가지고 있다. 3.2.4.3 2차측 개방효과 절연변압기의 2차측이 개방되어 있는 경우에는 리액턴스 1차 전류의 파형을 흐트러지게 하여 그 결과로 일어나는 고조파 주파수가 어떤 종류의 정전류조정기의 조정에 의하여 영향을 미치는 경우도 있다. 3.2.5 항공등화의 직렬회로 접속 항공등화의 직렬회로 접속은 회로의 연속성을 확보하고 지락사고가 발생하는 경우가 없도록 주의하여야 한다. 1차측 개방사고는 그 회로의 모든 등기구가 점등하지 않는 원인이 된다. 정전류조정기에 개방 보호장치가 부착되어 있지 않은 조정기는 손상을 입는다. 직렬회로의 지락사고 대부분은 접속부에서 기인한다. 1개소 지락사고는 모든 등기구가 점등되지 않는 원인은 아니지만 2개소 또는 그 이상의 지락사고인 경우에는 그 지락지점 사이의 모든 등기구는 회로가 단락된다. 3.3 항공등화용 병렬회로 항공등화의 병렬회로는 광도가 요구되지 않는 경우에 사용할 수 있다. 3.4 항공등화 제어(Control of aerodrome lighting systems) 3.4.1 원격제어반(Remote control) 항공등화는 일반적으로 관제탑에서 항공등화 제어반에 의하여 제어된다. 이 제어반은 제어스위치, 조작회로 표시등, 광도 조정 및 모든 등화 상태 등을 쉽게 확인할 수 있도록 설치되어야 한다. 3.4.2 모사도(Facsimile diagrames) 관제탑과 항공등화제어소에는 항공등화 모사도가 필요하다. 색상 대비가 좋은 색으로 윤곽이 그려져 있는 활주로와 유도로를 나타내는 패널은 램프의 도식표시가 가능하여야 한다. 3.4.3 제어스위치(Controls) 제어스위치는 관련된 기능이나 회로가 그룹으로 되어 있어야 한다. 이들 제어는 부주의로 인하여 쉽게 동작되지 않아야 한다. 3.4.4 대체제어반(Alternate control panel) 관제탑의 원격제어반이 동작하지 않을 경우에는 항공등화제어소에서 국지제어(Local manual control)가 가능하도록 되어 있어야 한다. 공항 운영에 필요한 모든 항공등화는 대체제어반이 있어야 한다. 대체제어반은 일반적으로 유지보수요원이 보수작업 또는 비상시에 운전하기 위하여 제어스위치가 설치되어야 한다. 3.4.5 절체제어반(Transfer relay panel) 유지보수요원의 안전과 제어조작의 모순을 제거하기 위해 어느 경우에도 회로의 조작은 1개소의 제어실에서만 가능하도록 하여야 한다. 조작기능을 원격제어반에서 대체제어반으로 옮길 경우에는 절체제어반이 사용되어야 한다. 3.4.6 릴레이 사용(Use of relay) 제어회로가 긴 경우에는 선로의 전압강하에 의하여 원격제어반으로부터 직접 전력제어장치를 조작할 수가 없다. 이런 경우 장거리 제어를 가능하게 하기 위하여 릴레이를 사용하는 경우도 있다. 이들 릴레이는 몇 개(16개 이상)를 합친 반으로 사용되는 경우가 많고 또한 원격제어반으로부터 각 제어선에 1개의 릴레이를 사용하는 경우도 있다. 이들 릴레이 접촉자가 스위치 전력을 제어하거나 또는 전력장치 기능을 제어하고 있다. 3.5 전구(Lamps) 3.5.1 텅스텐-할로겐전구(Tungsten-halogen lamps) 항공등화에 사용되고 있는 전구는 주로 텅스텐-할로겐이다. 이들 전구의 필라멘트는 일반적으로 불활성 충전가스에 옥소와 같은 소량의 할로겐이 들어있는 작은 석영관 속에 봉입되어 있다. 3.5.2 진입등용 연쇄식섬광등(Lamp for sequence-flashing approach lights) 진입등시스템용 연쇄식섬광등은 가스 봉입 콘덴서방전등이다. 이 등은 아르곤 또는 크립톤과 같은 불활성 가스를 넣은 관으로써 가스 속에서 아크를 발생시킬 때 빛을 발한다. 전기를 공급하기 위하여 콘텐서를 충전하고, 또 트리거 신호로 아아크를 발생시키기 위하여 트리거 전압을 공급한다. 전원 및 전구에는 매우 높은 전압이 걸린다. 이들 등화의 최대광도는 매우 높지만 수명은 짧다. 3.6 항공등화의 완전성 및 신뢰도를 얻는 방법 3.6.1 회로장애 감소 항공등화는 1회로가 고장이 발생되어 등기구 전체가 소등되는 것을 방지하기 위하여 여러 회로로 한다. 등화 패턴이 몇 개의 회로에 의해 급전되고 있는 경우, 1회로가 장애가 발생할 경우에 등화의 패턴이 달라서는 안된다. 3.6.2 효율적인 전기공급 항공등화는 계속적으로 전기를 공급할 수 있는 방안을 강구하여야 한다. 가장 간단하고 확실한 방법은 전기공급이 중단될 경우 자동적으로 기동 가능한 발전기 등으로부터 공항안전운영기준 제75조에 적합한 전원을 공급하여야 한다. 3.6.3 제어회로 장애 감소 등화회로에는 예비전원이 설치되어 있지만, 관제탑의 제어회로 장애를 대비하여 예비회로를 별도로 설치하여야 한다. 3.6.4 완전성 및 신뢰도 제고 항공등화는 완전성 및 신뢰도 제고를 위하여 다음과 같이 구성하여야 한다. 1) 케이블은 관로인입식(Duct bank)으로 구성할 것 2) 등기구가 자주 부서지는 지역에서는 등기구를 매립형으로 할 것 3) 뇌격(Lighting) 및 고압 서어지(High voltage surges)의 영향을 줄이기 위해 모든 시스템에 접지선을 설치할 것 3.7 등화회로 모니터(Monitoring of aerodrome lighting circuits) 3.7.1 모니터시스템 3.7.1.1 부속서14, 8.3은 등화시스템의 신뢰도를 확보하기 위하여 항공등화는 모니터시스템이 채택되어야 한다고 되어 있다. 점등 중 등화시스템의 모니터는 회로를 제어하는 점?소등 스위치와 회로 중 1등 또는 여러 등이 단선 된 것을 나타내는 표시등 등으로 구성되어야 한다. 3.7.2 모니터 분류 모니터는 active와 passive로 분류된다. 3.7.2.1 active 주전원이 고장일 경우 예비발전기를 자동적으로 가동시켜 부하를 절체 시키는 주전원 전압센서가 있고 또한 등화가 최대광도로 15분간 점등한 후 자동적으로 낮은 광도단계로 되돌아가고 부저를 울리며 표시램프를 점등하는 고광도 한시제어이다. 3.7.2.2 passive 이미 결정된 상태가 발생하였을 경우 표시램프 또는 부저와 같은 신호를 주고 시스템의 기능은 변하지 않는다. 조작자는 신호에 의하여 적절한 조치를 취하여야 한다. 3.8 무선시설용 전기회로 3.8.1 전기적 특성 3.8.1.1 무선시설에 대한 전기공급은 일반적으로 교류(AC)이며 주파수는 60HZ이다. 3.8.1.2 주 전원 무선시설의 주 전원은 일반적으로 주변전소에서 강압, 배전변압기를 거쳐 적합한 전기를 공급받고 있다. 3.8.1.3 예비전원 부속서10, 제1권은 무선시설에 대하여 예비전원을 필요로 하고 있다. 무선시설은 대개 항공등화보다 절체시간이 짧은 무정전 전원을 필요로 하는 것도 있다. 3.8.1.4 접지 무선시설은 등화시설보다도 더 적은 접지저항 값으로써 안정된 접지를 필요로 한다. 3.8.1.5 피뢰기(Lighting arresters) 무선시설에 대한 낙뢰 및 서어지 보호는 무선신호는 영향을 받기 쉽고 또 안테나는 자주 낙뢰에 대한 목표가 되기 때문에 전기시스템 보다 더 중요하다. 낙뢰 및 서어지 문제를 경감시키기 위하여 가끔 밧데리 또는 정류기가 반도체장치에 DC전력을 공급하고 있다. 3.8.1.6 안테나 급전(Feeds to antenna arrays) 일반적으로 신호를 전달하기 위하여 동축케이블이 사용된다. 케이블은 신호발생기의 출력과 안테나의 입력사이에 알맞은 임피던스를 줄 필요가 있고 또한 주파수 및 위상을 맞추기 위하여 정확한 길이로 할 경우도 있다. 3.8.2 무선시설의 완전성 및 신뢰도 무선시설은 대개 주 전원이 고장일 경우에 자동적으로 전력을 확보하기 위하여 독자적인 예비전원을 갖추고 있다. 제4장 지중전기시스템(Underground Electrical Systems) 4.1 일반적인 요구조건 4.1.1 고찰사항 4.1.1.1 지중케이블은 공항 구역 내 또는 매우 인접한 곳에 설치되어 있기 때문에 운용중인 공항에 포설시 항공기 또는 작업자에게 위험을 주지 않도록 하여야 한다. 4.1.2 포설시 준비 4.1.2.1 자재, 작업자, 주?야간의 작업시간, 포설 방법, 순서 등을 사전에 관련기관과 협의, 조정하여야 한다. 4.2 포설방법 지중케이블의 포설 방법에는 직접매설식과 관로인입식이 있으나 직접매설식은 공항에 사용하지 않으므로 관로인입식에 대하여 설명하고자 한다. 4.2.1 전선관(DUCT)의 포설 4.2.1.1 포설방법 및 순서 1) 루트 선정 주 관로의 PVC 전선관은 콘크리트 내에 포설하여야 한다. 지중 전력케이블을 따라 통신선을 설치할 필요가 있을 경우에는 분리된 2개의 시스템에 각각의 맨홀을 설치하여야 한다. 전력 및 통신 전선관은 고온수관 또는 증기관으로부터 떨어져서 설치하여야 한다. 2) 전선관 자재 항공등화용 강제전선관을 지하에 포설하여도 좋고, 필요한 경우 현장 또는 공장에서 코팅한 후 설치하여도 좋다. 3) 전선관 크기 전선관 뱅크내 PVC 전선관의 크기는 내경 100mm 이상으로 하여야 한다. 다만, 통신용 PVC 전선관은 최소 75mm까지 가능하다. 4.2.1.2 전선관 포설 전선관은 두께 7.5cm 이상의 콘크리트층 내에 설치해야 한다. 동일 목적의 전선관은 5cm이상 콘크리트 두께가 있어야 하고 다른 목적의 전선관을 포설 할 경우에는 7.5cm 이상의 콘크리트 두께가 있어야 한다. 전선관간의 일정한 간격을 유지하기 위하여 1.5m 이하의 간격으로 스페이스(Space)를 사용하여야 한다. 4.2.1.3 부싱(Bushing) 강제전선관(Steel duct)을 맨홀 또는 핸드홀 등으로부터 인입, 인출하는 경우에 부싱을 설치하여야 한다. 4.2.1.4 전선관 뱅크 배열 열 분산을 위하여 2개의 전선관 또는 집약적인 배열을 사용하여야 한다. 전선관 뱅크의 크기 및 배열에 대해서는 그림 4-1을 참조하기 바란다. 4.2.1.5 배수 전선관은 배수를 위해 경사지도록 포설하여야 한다. 구배는 맨홀당 2.5mm 이상으로 하여야 한다. 모두 한 방향으로 경사를 두지 못하는 경우의 전선관은 중앙에서 양방향으로 맨홀, 핸드홀 또는 닥트 양 끝에 경사를 두어도 좋다. 4.2.1.6 인입선 포설한 전선관은 5㎟ 이상인 강선을 준비하여야 한다. 개방되어 있는 전선관은 이물질이 들어갈 수 없도록 마개를 막아야 한다. 이 마개는 인입선을 견고히 고정시켜야 한다. 4.2.1.7 예비 전선관 시설의 계획 및 확장성을 위하여 가능한 25% 이상의 예비 전선관을 설치하여야 한다. 4.3 맨홀 및 핸드홀 4.3.1 크기 맨홀 및 핸드홀은 전선관의 수, 방향, 위치, 케이블랙(Cable rack)의 배치, 배수방법, 작업공간의 적정성, 기기의 설치 또는 철거를 고려하여 크기를 선정하여야 한다. 4.3.2 간격 맨홀의 간격은 직선 전선관로에서는 200m이하, 곡선 전선관로에서는 100m이하로 하여야 한다. 케이블 인입중의 손상을 방지하기 위하여 필요한 경우 간격을 단축하여야 한다. 4.3.3 짧은 전선관(Stub) 장래 확장을 고려, 맨홀의 벽을 부수지 않기 위하여 2개 이상의 짧은 전선관(맨홀에서 외부로 나가는 짧은 전선관)을 예비용으로 설치하는 것이 좋다. 짧은 전선관은 양끝을 마개로 막아야 한다. [그림4-1] 닥트관로 단면 4.3.4 분리된 맨홀 전력선과 통신선이 전선관의 동일 뱅크(bank)에 포설될 경우에는 각각의 맨홀을 사용하여 분리하여야 한다. 4.4 지중케이블 포설(Installation of underground cables) 4.4.1 전선관 준비 전선관은 케이블이 포설되기 전에 연속적으로 연결되어 있어야 하고, 내부에 이물질이 없어야 한다. 1개 이상의 케이블을 1개의 전선관에 포설할 경우에는 전선관 내에 접속부분을 두지 말아야 한다. 4.4.2 전선관내의 케이블 인입 4.4.2.1 인입방법 전선관 내에 포설하는 케이블은 동력 원치(winch) 또는 손으로 인입하여야 할 것이다. 케이블 인입시 충분한 양의 콤파운드(compound)를 사용하여야 하며 석유 구리스(grease)를 사용하여서는 안된다. 4.4.2.2 핸드홀 및 맨홀 간격 맨홀 및 핸드홀 간격은 어떠한 상태에 있어서도 200m를 넘지 말아야 한다. 4.4.2.3 다음 사항은 1개의 전선관에 2본 이상의 케이블을 포설해도 좋다. 1) 같은 전압의 전력케이블 2) 600V 이하의 전력케이블 3) 제어, 전화 및 동축케이블. 4) 전력제어케이블과 전화케이블 4.4.2.4 다음 사항은 1개의 전선관에 함께 포설하여서는 안된다. 1) 600V 이하의 전력케이블과 제어, 전화 또는 동축형 케이블 2) 600V 이상의 전력케이블과 제어, 전화, 동축 또는 600V 이하의 전력케이블 4.4.3 맨홀 또는 핸드홀 내의 케이블 포설 전력 및 제어케이블은 특별히 요구되는 경우를 제외하고 별도의 맨홀 및 핸드홀에 포설하여야 한다. 맨홀 내에 케이블을 접합할 경우에는 충분한 여유를 두어야 한다. 4.4.3.1 케이블 랙(Cable rack) 모든 접합부 및 케이블은 직경 3.2mm 나일론 선으로 케이블 랙에 묶어야 한다. 접합부 또는 콘넥타는 맨홀 또는 핸드홀로 통한 닥트 입구로부터 0.6m 이상으로 하여야 한다. 가능한 경우 각 케이블의 접합부는 서로 엇갈려야 한다. 4.4.3.2 케이블 말단 5,000V 이상의 모든 전력 케이블 말단은 안전 보호 장치가 있어야 한다. 케이블이 변압기 부싱에서 끝나는 경우에는 고?저압측 노출 도체표면에 고압용 테이프로 절연시키고 고절연 방수로 코팅하여야 한다. 4.4.4 케이블 접지 1) 모든 실드(shield) 전력케이블은 실드 양끝을 접지시켜야 한다. 2) 각 접합부의 실드는 원래 케이블과 같은 대지로부터 절연저항(insulation resistance)을 가져야 한다. 3) 전화케이블의 실드는 한쪽에만 접지하여야 한다. 각 접합부의 실드는 원래 케이블과 같은 대지로부터의 절연저항을 가져야 한다. 4) 동측케이블의 실드는 케이블의 길이를 통해 대지로부터 절연하여야 한다. 실드는 케이블로 양끝의 기기에 연결되어 동축 콘넥터(coaxial connector)만 접지하여야 한다. 4.4.5 케이블 표시 모든 케이블 및 케이블 루트는 쉽게 식별할 수 있도록 표시하여야 한다. 케이블 표시명찰은 맨홀 또는 핸드홀 부근과 케이블에 각각 2개 이상 설치하여야 한다. 표시명찰은 나일론 코드를 사용하여 안전하게 부착시켜야 한다. 표시는 시설명의 약어, 서비스 종류를 문자로 이루어져야 한다. 2본 이상의 동종 케이블이 동일 시설용으로 사용되는 경우에는 1개의 표시명찰로 하여도 좋다. 4.4.6 접속을 위한 용기 4.4.6.1 박스의 설비 절연 변압기와의 케이블 접속은 대부분 변압기 용기 또는 등기구내에서 하여야 한다. 박스를 설치 및 콘크리트가 경화할 동안, 용기 상부의 수평, 조준 및 적당한 깊이를 유지하기 위하여 고정 장치 또는 지그(jig)를 사용하여야 한다. 4.4.6.2 기존 포장내의 설치 등기구를 기존 포장 내에 설치할 경우에는 절연변압기 용기를 콘크리트 기초 내에 설치하는 경우와 절연변압기 용기를 포장의 가장자리에 배치되는 경우가 있다. 4.4.6.3 절연변압기 설치 절연변압기를 용기 내에 설치할 때 가능하면 변압기는 용기의 평평한 밑바닥에 위치하여야 한다. 케이블은 적당한 콘넥타를 사용하여 변압기 리드선에 접속하고 접합개소에 테이프를 감아야 한다. 콘넥터는 가능하면 여유나 장력을 줄 수 있도록 용기의 평평한 밑바닥에 두어야 한다. 절연변압기의 접지는 지선(ground wire)이 포설되어 있는 경우에는 그것에 접속하여야 한다. 제5장 공항의 지중케이블 (Cable for Underground Service at Airport) 5.1 케이블의 특성 5..1.1 지중케이블의 특성 5.1.1.1 절연체(Insulation) 최대 35KV까지 정격케이블에 대한 절연체는 다음과 같다. 1) 가교폴리에칠렌(Cross-linked polyethylene, XLP) : 열경화성 콤파운드는 우수한 전기특성 내약품성, 물리적 강도특성 및 저온에서 남아있는 유연성을 지니고 있다. 2) 에틸렌 프로필렌고무(Ethylene-propylene rubber, EPR) : 콤파운드는 가교 폴리에틸렌과 동등한 전기적 특성을 지니고 있다. 5.1.1.2 전압이 낮은 케이블을 사용하고자 할 경우 절연체는 다음과 같다. 1) 고무절연체(Rubber insulation) : 접합이 용이하고 우수한 내식성 및 낮은 유전체 손실을 준다. 2) 니스천절연체(Varnished cambric insulation) : 접합이 용이하고 내오존성 및 내유성 좋다. 니스천절연체가 오일의 이동이 문제될 경우에는 종이절연체와 함께 사용된다. 3) 종이절연체(Paper insulation) : 저이온화, 긴 수명, 고유전체강도, 저 유전체손 및 온도변화에 대하여 우수한 안정특성을 가지고 있다. 종이절연체는 니스천절연체와 같이 적당한 보호 금속외장이 필요하다. 4) 부틸고무절연체(Butyl rubber insulation) : 고유전체 강도를 가지고 있어 습기, 열 및 오존에 강하다. 부틸고무절연체는 35KV까지 사용할 수 있지만 가교폴리에틸렌 또는 에틸렌프로필렌 고무보다도 낮은 정격온도를 갖고 있다. 5) 실리콘고무절연체(Silicone rubber insulation) : 고유전체 강도를 가지고 있어 열, 오존 및 코로나에 강하다. 실리콘고무절연체는 습기가 있는 장소에 노출 또는 전선관 내에 사용할 수 있고 또한 최고 정격도체온도를 갖고 있지만 5KV까지의 용도에만 사용할 수 있다. 5.1.2 케이블 종류(Classes of service) 5.1.2.1 저압케이블(Low-voltage cables) 600V 이하의 저압케이블은 절연변압기의 2차측을 접속하기 위하여 저압 배전회로로 사용된다. 케이블을 자주 구부릴 필요가 있을 경우에는 연선이 바람직하다. 5.1.2.2 고압케이블(High-voltage cables) 항공등화용 고압케이블은 주로 배전(distribution) 및 급전케이블(feeder cables)로써 사용된다. 일반적으로 사용하는 전압은 1,000～5,000V까지 이다. 5.1.2.3 항공등화 케이블(Aerodrome lighting cables) 항공등화 회로에 사용되는 직렬전류는 6A～20A사이이며 이들 케이블은 단심이다. 도체는 일반적으로 연선이지만 단선을 사용할 수 있다. 절연체는 일반적으로 5,000V 정격이며 절연체를 씌운 비금속 외장이 일반적으로 사용된다. 5.1.2.4 제어케이블(Control cables) 대부분 제어케이블의 도체는 연동선이다. 교류 제어회로의 경우에는 회로사이의 유기전압을 줄이기 위해 연선이 바람직하다. 5.1.2.5 지선(Ground wires) 낙뢰에 의한 손상이 예상되는 지역에서는 서어지(surge)로부터 지중 전력 및 제어케이블을 보호하기 위해 지선 또는 카운터 포이즈선(Counterpoise wire)을 포설하여야 한다. 지선은 지표와 지중케이블 사이에 포설하여야 한다. 지선은 일반적으로 나동선이며 굵기는 가장 굵은 도선 이하로 하지 않아야 한다. 지선은 케이블 경로를 따라 연속적으로 등기구와 접지봉 및 접지부에 접속하여야 한다. 5.1.3 케이블 손상의 원인 5.1.3.1 기계적 손상 대부분의 케이블은 기계적 손상에 의하여 다음과 같은 장애가 발생되고 있다. 1) 절연체의 끊어짐 및 손상 2) 닥트에 인입할 때 또는 케이블을 감을 때 케이블에 가한 과다한 힘에 의한 손상 3) 기초대 설치 또는 관로를 되메울 때 돌이나 이물질 등에 의한 손상 4) 전선관 이설, 보수, 포설 또는 기후에 의해 느슨해짐 5) 접합부 또는 콘넥타 접속부에서 절단면에 대한 도체 단선 등 5.1.3.2 수분 침투 수분은 접합부, 접속부, 케이블 말단 등에서 침투된다. 수분이 케이블 외장과 절연체를 통해 도체까지 침투할 때 접지장애가 일어난다. 5.1.3.3 케이블 약화 케이블은 대부분 절연체의 약화로 인하여 케이블이 약화된다. 지중케이블의 수명은 일반적으로 10～20년이다. 5.2 케이블 접속 5.2.1 케이블 접합 5.2.1.1 모든 케이블의 접합은 다음 조건을 만족하여야 한다. 1) 5,000V 이상의 절연 전력케이블 : 접합되는 케이블 종류에 대하여 접합키트(splice kit)를 사용하여야 하며 에폭시 (Epoxy) 또는 수지접합(resin splice)을 사용하지 않아야 한다. 2) 600V 또는 5000V의 절연전력케이블 : 제작사의 설명서에 따라 접합하여야 한다. 테이프 접합은 필요한 경우에만 사용하여야 한다. 3) 600V미만의 절연전력케이블 : 모든 지중 매설케이블은 적합한 접합키트와 튜브를 이용한 테이프 접합 등이 사용된다. 5.2.1.2 테이프 접합(Taped splices) 테이프 접합은 보통 콘넥타 및 접합키트가 없을 경우에만 사용되며 접합하는 케이블의 말단은 항상 청결하고 습기가 없어야 한다. 5.2.2 항공등화용 콘넥타 키트(Connector kits for aerodrome lighting) 일반적으로 항공등화에 대한 직렬회로 접속은 콘넥타 키트를 사용하고 있다. 콘넥타 키트는 포설시간을 단축할 수 있고 결함을 파악할 때 쉽게 회로를 열거나 닫을 수 있기 때문에 이들 사용이 바람직하다. 대부분의 절연변압기(isolating transformers) 리드 선은 현재 콘넥타가 부착되어 제작되고 있기 때문에 등기구에 접속하거나 분리하는데 간단하다.