철탑기초 1,550여기 보강 여부 판단 및 보강공사를 통한 안정성 확보
[일렉트릭파워 이재용 기자] 한전 전력연구원(원장 이중호)은 철탑을 지지하는 철탑기초의 너비·두께 및 땅속에 묻혀진 깊이를 간단하게 확인할 수 있는 ‘철탑기초 제원 예측 시스템’을 전사에 확대 시행한다고 밝혔다.
과거보다 빈도가 잦아진 태풍 영향으로 풍속기준이 격상된 지역이 생겨났으며, 이로 인해 약 1,550여 기의 철탑에 대한 보강 여부 판단이 필요하게 됐다. 철탑 보강여부는 땅속에 묻혀진 철탑기초의 제원(매설된 깊이·너비·두께)을 현재 한전에서 사용하고 있는 안정성 검토 프로그램에 입력해 판별하고 있다.
철탑기초의 제원을 확인하기 위해선 직접 땅을 파서 확인해야 하지만, 확인 결과 보강이 불필요할 경우에 땅을 판 비용(970만원/기×1,550기=약 150억원)은 손실로 간주된다.
이런 손실을 예방하기 위해 전력연구원에선 ’18년에 땅을 파지 않고 간단한 실험(비파괴 검사 기술)으로 철탑 기초의 제원을 확인할 수 있는 기술을 개발했다.
기존 탐사장비는 주로 전자기파를 사용하는 방식으로 무게가 너무 무거워 산악지에서 측정이 어렵고, 측정시일이 오래 걸리며 정확도가 떨어지는 단점이 있었다.
전력연구원은 세계 최초로 매설된 철탑기초에 전류를 흘려 발생된 전기장의 변화를 감지해 철탑기초의 너비·두께를 도출하는 방식의 탐사장비를 개발했다. 또 철탑기초에 타격 후 돌아오는 신호(충격반향기법)를 분석해 철탑기초의 매설 깊이를 예측할 수 있는 알고리즘을 도출해 매설깊이 탐사장비를 개발했다.
이 기술은 2018년 국내 ‘BIXPO 발명대전’에서 은상을 수상했으며, 2019년에는 ‘대만국제발명대전’에서 은상을 수상하며 기술 우수성을 입증했다.
한전 전력연구원은 개발한 탐사장비를 2019년부터 지난해까지 50여기 철탑에 시범적용했다. 그 결과 철탑기초의 너비 예측율은 91.8%, 두께 예측율은 90.8%, 매설 깊이 예측율은 93.9%로 높은 예측율을 나타냈다.
철탑기초는 안전을 고려해 필요 너비 및 두께보다 큰 값으로 설계해 제작하므로 예측율이 90% 이상이면 높은 안정성으로 철탑기초의 보강여부를 판별할 수 있다.
개발된 탐사장비 시범적용을 통해 기존 탐사장비 대비 300% 정확도 향상(30%→93.9%), 32배 빠른 결과(16시간→30분)를 확인했으며, 이를 통해 철탑 기초 보강여부 판단 비용을 기존 150억원에서 30억원((60만원/기×1,550기)+탐사장비 연구개발비 21억원)으로 약 80%를 절감할 수 있을 것으로 전망하고 있다.
전력연구원은 ‘철탑기초 제원 예측 시스템’ 기술을 HBC 등 3개의 탐사업체에 기술이전을 완료했으며, 이 기술을 2023년까지 전체 1,550여기에 확대 적용할 계획이라고 밝혔다.
전력연구원 관계자는 “본 기술 적용을 통해 기존 방법보다 빠르고 정확하게 철탑기초 제원을 예측해 보강함으로써 보다 안전한 전력설비 구축 및 운용이 가능할 것으로 기대한다”고 설명했다.
