최근 도심지역의 전기철도 및 지중매설물의 증가로 전기방식에 대한 사회적인 관심이 커지고 있으며 특히 지하철 누설 전류 등 전식으로 인한 피해의 우려가 심각할 수도 있다는 것이 방식전문가들의 의견으로 이에 대해 적절한 대책이 소홀할 경우에는 배관의 수명단축으로 인한 재산상의 손실과 안전사고 등의 문제점이 발생될 수가 있으므로 도시가스 공급시설물 관리에 있어서 전기방식의 중요성이 더욱 더 증대되고 있다.

전기방식관리를 효율적으로 수행하기 위해서는 무엇보다도 누설전류 유입 및 간섭으로 인한 전식영향의 정확한 조사 분석과 배관의 타시설물과의 접촉등으로 인한 전위 이상 상태 발생의 신속한 감지 및 개선조치가 우선 되어야 하나 최근에는 공급시설물의 지속적인 증가로 인해 시설물이 대규모화 되고 있어 기존의 전위측정 및 점검방법인 아날로그 전위기록계(TESTER 혹은 EPR)등을 이용한 인력에 의한 수작업으로 시행할 경우 신속하고 효과적인 방식관리 업무를 수행하기가 어려운 실정이므로 이를 개선하기 위한 보다 효율적인 전기방식관리 시스템이 절실히 요구되고 있다.

대구도시가스는 도시가스사의 실정에 적합하고 효율적인 전기방식관리 시스템을 개발하고자 1996년부터 전위원격감시시스템 개발에 착수했다. 기존의 도시가스 정압기 원방감시시스템에 부가장치를 추가 설치하여 매설 배관 전위값을 상황실에서 실시간으로 감시할 수 있는 시스템을 1년간의 연구개발 및 현장 시험 운용을 거쳐 상용화 했다.

현재 전체 정압기(214개소)에 설치, 구축하여 전체 매설 공급배관을 감시하고 있다. 이 시스템은 기존 도시가스사에서 운용하고 있는 정압실 RTU (Remote Terminal Unit) 데이터 전송장치를 이용함으로써 매우 저렴한 투자비로서 시스템을 구축할수 있는 장점이 있다고 할 수 있다.

■ 전기방식전위 원격감시 원리 및 방법

시스템의 감시 원리는 정압실 부근에 기준전극을 매설배관과 인접 매설하여 매설배관의 방식전위를 신호변환기(CONVERTER)를 이용하여 측정한후 측정된 방식전위값을 표준신호(4∼20mA, 1∼5V, 0∼5V등)로 변환하여 RTU로 전송한다.(이때 매설배관은 정압기를 중심으로 일정 감시구간을 설정하여 절연부는 본딩 등의 방법으로 방식 및 감시구간을 BLOCK화 한다)

RTU에 수집된 표준신호를 4096값으로 분해하여 모뎀을 이용, 통신 선로(유선, 무선등)를 사용하여 본사 상황실 원방감시시스템의 통신장치 및 SERVER로 전송되며 상황실로 전달된 전위값 데이타는 원방감시 운용시스템에서 테이터를 가공하여 실시간(2∼3초)으로 감시를 실현하고 있다.

부가적으로 전위값의 상·하한치를 설정하여 이상발생 구간은 EVENT로 처리하여 경보를 표시하며 또한 전체 공급권역의 방식전위 분포를 표시할 수 있다. 지역별 방식환경을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 수집된 모든 전위값 데이터는 DB로 저장 관리하여 전위 정보 자료로 활용할 수 있다.

■ 기존의 전기방식관리 문제점 및 시스템 도입효과

현재 매설 배관에 대한 정기적 방식전위 점검 주기가 정기검사 1회/년, 자율점검 1회/년, 정류기 및 배류장치는 1회/3월로 이루어지고 있으나 점검주기 사이 기간중에 전위이상이 발생할 경우와 최근 빈번히 발생되고 있는 타시설물 접촉 및 전위간섭영향 발생시 신속한 발견과 조치가 미흡하여 장기간의 부식환경 노출 위험성의 우려성이 있다. 또한 전위 이상 문제발생시 정확한 발생시점 등을 알 수가 없어 원인 분석이 어려워 신속한 보수작업에 어려움이 있었다.

또 전위측정 T/B 개소가 방대하여 인력에 의한 수작업으로 전위측정 업무를 수행할시 많은 인력 및 시간이 소요되고 있을 뿐만 아니라 전위값의 점검자 측정오차 및 단속적 측정으로 인해 정확하고 신뢰성 있는 전위 정보 확보가 미흡하여 효율적인 전기방식 관리에 문제점이 있다.

그러나 전기방식전위 원격감시시스템을 이용하면 도시가스 매설 배관에 타시설물 접촉 및 전위간섭영향 등 방식 전위 이상 발생시 즉시 감지 발견함으로써 방식전위 이상 발생 원인을 신속히 파악할수가 있어 보수조치 업무가 신속 용이하여 미방식 상태로 인한 부식환경 노출을 최소화 할 수 있다.

또한 외부전원 및 배류장치의 정상가동 유무를 실시간으로 확인할 수가 있어 상시 최적의 작동상태를 유지함으로써 전기방식시설물의 유지관리를 효과적으로 수행할 수 있다. 인력 및 시간 소요의 최소화로 배관유지 경비를 절감할 수 있는 효과도 도모할 수 있다. 아울러 지속적이고 정확성 있는 전위값 측정기록 유지 및 Data Base 구축이 용이하여 과학적이고 종합적인 전기방식관리 업무가 가능하다.

■ 운용현황

대구도시가스가 전위원격감시시스템 구축 운영후 이 시스템으로 직접 감지하여 전위불량 발생구간을 보수한 실적을 보면 타공사로 인한 외부전원장치의 배관연결 배선절단, 한전주 접지봉 매설배관 접촉, 타시설물 접촉 및 입상관 절연 불량, 타방식 시설물 및 A.C간섭, 전기방식 시설 비정상 작동 등의 원인으로 인해 전위문제가 발생된 구간을 월 평균 2건이상 보수 조치한바 있다.

특히 지하철 누설전류로 인한 간섭영향은 상시 광범위하게 변화되고 있으므로 이 시스템을 활용하면 매설공급시설물 전체 권역의 전위변화를 통합적으로 동시에 파악함으로써 배류장치등 간섭대책 방식시설물의 적정한 출력 연동조정 작업에 효과적으로 이용하고 있다.

또한 이 시스템은 특허출원하여 2000년 7월에 특허등록(특허 제0269817호)이 되었으며 최근 한국가스안전공사는 원격감시시스템으로 측정 기록한 전위를 전기방식점검 규정의 점검결과로 인정할 수 있도록 지침을 개정하였으며 관련 법규 개정도 검토중에 있다.

■ 향후계획

정압기 신규 설치시 필수적으로 전위원격감시 시스템을 구성하고 정기적인 점검·교정 업무를 강화하여 정확도를 더욱 향상시키고자 하며 또한 전위값의 DB자료를 활용하여 전체 공급권역의 방식환경 변화추이를 분석하여 전기방식시설의 신규 및 보완, 설계·시공시 지역별 방식환경 특성에 적합한 시설을 하고자 한다. 아울러 지하철 누설전류 간섭영향 지역 등 전기방식 취약지역의 방식전위 관리에 보다 더 효과적이고 편리한 시스템으로 향상시키고자 하며 필요시 타사에도 보급할 계획이다.

<대구도시가스 이용상 과장>