제1장 공통규정 1.1 일반사항 1.1.1 적용 범위 (1) 이 지침은 송배전설비(이하, “설비”)의 내진설계에 적용할 수 있으며, 이 지침에서 지 칭하는 설비는 국내의 전력망에서 송전, 변전, 배전 기능을 수행하는 전기기기 및 구 조물을 의미한다. (2) 이 지침은 신설되는 설비의 내진설계에 적용되며, 기존 설비에 대한 내진성능 평가 와 개선에도 활용이 가능하다. 기존 설비에 대한 내진성능 평가와 개선 시에는 별도 의 기준을 참조할 수 있다. (3) 이 지침은 설비의 내진 안전성을 확보하기 위해 필요한 최소한의 요구조건을 만족시 키기 위한 것이다. 따라서 널리 알려진 이론, 시험 또는 최신 기준에 의해 기술적 우 수성이 증명된 경우에는, 이 지침을 대신하여 별도의 대체 기준을 적용할 수 있다. (4) 이 설계지침에 규정되어 있지 않은 사항에 대해서는 행정안전부 제정(’17.4) “내진설 계기준 공통적용사항”이나 국토교통부 제정 (’18.12) KDS 17 10 00 : 2018 “내진설계 일반”의 개념을 준수하여 관련 기술기준 및 설계지침 등에서 허용하는 규정을 적용 할 수 있다. [해설] (1.1) 본 지침은 「지진화산재해대책법」제 14조(내진설계기준의 설정) 및 같은 법 시행령 제10조의 2(내진설계기준 공통적용사항)에 따라 제정된 내진설계기준 공통적용사항 을 준수하고 있다. (1.2) 본 지침에서 지칭하는 송배전설비라 함은 국가 전력공급망에 속한 설비들로서 송전 설비, 변전설비, 배전설비와 이를 지지하거나 수용하는 구조물을 의미한다. (1.3) 송배전설비는 지진으로 인하여 설비가 손상된 이후에 초래될 수 있는 영향의 범위와 기능의 중요도 및 취급전압의 수준을 고려하여 송배전설비의 내진등급을 결정한다. 이러한 등급은 산업부 “에너지시설 내진 공통적용사항(’17.9)"에 준하여 결정할 수 있 고, 구체적인 사항은 1.2.1을 따른다. (2) 성능평가를 위한 지진하중은 실무지침서의 설계 지진하중을 적용할 수 있고 세부적인 사항 등은 별도의 대체 기준을 적용하여 평가할 수 있다. (3) 이 규정을 따르지 않더라도 송배전설비의 내진성능기준을 충족시킬 수 있는 창의력이 발휘된, 상대적으로 개선된 설계를 할 경우에는 설계기준의 요건을 만족하는 것으로 인정될 수 있다. - 1 - 1.1.2 대상 설비 (1) 이 지침의 적용 대상 설비는 22.9㎸급 이상의 송전설비, 변전설비 및 배전설비에 속한 전 기기기 및 구조물과 이들을 지지하는 기초, 옹벽 및 사면과 같은 지반구조물 등이 포함 된다. (2) 설비는 옥내설비와 옥외설비 모두가 내진설계 대상에 포함된다. (3) 변전소와 배전스테이션과 같은 건축물은 이 지침의 대상에 포함되지 아니하며, 관련 설계기준에 따른다. (4) 사업자가 특별히 요구하지 않는다면 송전철탑, 배전전주, 관로, 덕트, 케이블 등은 내 진설계 대상에서 제외할 수 있다. [해설] (1) 이 지침의 대상 설비는 22.9㎸ 급 이상의 설비와 전력구 및 변전소 등에 설치되는 지 반구조물(옹벽, 사면, 기초 등)이 포함된다. 22.9㎸ 급 미만 설비는 이 지침의 내진설 계 대상에서 제외되는 것으로 이 시설물에 대해서는 소유주의 의지나 요구에 의해 내 진설계를 실시할 수 있으며, 이때 이 지침의 방법과 절차가 적용될 수 있다. (2) 전기기기가 건물에 설치된 경우, 기기가 위치한 지점의 지진에 의한 응답을 평가할 때 는 건물 및 기기의 특성을 모두 고려하여야 한다. (4.1) 덕트와 케이블 등은 구조체의 강성에 비하여 질량이 매우 작으므로 지진에 의한 관 성 효과가 무시될 수 있으므로 내진설계 대상에서 제외된다. 일본에서도 전력용 케이 블 본체, 제어케이블, 압력배관 등에 관해서 지진피해의 사례가 없으며, 내진설계를 실시할 필요가 없다고 JEAG 5003 (2008)을 통해 규정하고 있다. (4.2) 지상에 노출된 관로의 경우에는 국내에 발생 가능한 설계지진수준에서 충분한 연성 을 발휘할 수 있으며, 지하에 매설된 관로의 경우에도 지진시의 동토압 등의 영향으 로 인한 관로의 파괴가 예상되지 않으므로 내진설계 대상에서 제외된다. (4.3) 송전철탑의 경우에는 내진설계 대상에서 제외되는데, 한국전력공사와 한국지진공학 회가 공동으로 발행한 연구보고서(송‧변전설비 내진설계기준 설정 연구, 2001)에 의하 면, 국내에 설치된 송전철탑 상부구조는 내진설계가 요구되지 않는 것으로 알려져 있 기 때문이다. 즉, 이 연구에서는 한국전력공사 설계기준의 최저 설계풍하중(풍압Ⅲ지 역, 기준 속도압= kgfcm )에 대한 철탑 구조요소의 설계단면력과 지진하중에 의하 여 요구되는 설계단면력을 비교한 후, 지진하중을 고려한 경우의 단면력이 풍하중을 고려한 값의 12～37%에 불과하며, 현수형 철탑보다 내장형 철탑에서 단면력의 차이가 더 큰 것으로 보고하 임 감 풍압Ⅲ지역 을 였 다. 또한, 대 표 적인 철탑구조물에 작용한 풍하중이 비교적 안할 때, 송전철탑 설계 시 풍하중에 대하여 안전하도 록 약 한 설계된다 면, 지진에 대해서도 안전하며, 지진에 대한 영향은 별도로 고려하지 않아도 된다는 결론을 제시하 였 욱 다. 더 이, 일본의 연구결과( 地震に强い電氣設備のために 6 , 199 )에서 도 이와 유사한 비교를 통하여 철탑의 경우에는 내진설계가 요구되지 않는 것으로 보 - 2 - 감 고하고 있다. 이러한 현실을 안하여, 송전철탑은 내진설계 대상에서 제외되는 것으 였 로 하 다. (4.4) 일반적으로 전주의 설계하중은 풍압하중에 의하여 결정되며, 지진하중을 고려하더라 도 설계하중의 결정에 영향을 주지 않는다. 또한, 우리나라보다 지진발생 규모 및 빈 빈번 도 면에서 한 일본에서도 배전 전주에 대해서는 내진설계를 수행하지 않고 있 으며, 다만 전주가 설치되는 지반조건에 유의하여 필요시 내진 안전성 수 있다고 JEA C 그 검 토를 수행할 7001 (2007)을 통하여 규정하고 있다. 1.2 설계지진 및 내진성능기준 1.2.1 내진등급의 분류 (1) 송배전설비를 기능의 중요도 및 지진에 의한 손상으로 초래할 수 있는 영향의 범위 류 한다. 급 송전 를 고려하여 내진등급을 분 (2) 핵심 신설 7 5 4,800 재현주기, 즉시 설비인 년 류 현주기)”으로 분 (3) 핵심 년 6 kV 구 수준에서 500 6 kV “내진특등급( “내진특등급( 붕 괴방지 붕 괴방지 수준에서 년 수준에서 년 재현주기, 기능수행 수준에서 200 6 kV 급 송전 및 변전설비와 중요설비인 7 5 2,400 년 재현주기, 류 재현주기)”으로 분 재 급 미만 송전 및 즉시 복 구 수준에서 한다. 급 송전 및 변전설비의 신설 및 기설의 구분은 산업부 송배전설비 내진설계 ‘ 기준 확정일( 21.2.8)을 기준으로 나 신설 설비로 구분하고 그 년 준에서 200 수 있고, 기준일 포함 이후 인허가된 설비는 I 붕 소 0.3 가 되도 록 드 핵심 는 년 괴방지 수준에서 1,000 재현주기, 기능수행 수준에서 100 자력발전소 내 스위치야 g 눌 이외의 경우는 기설 설비로 구분한다. (5) 일반설비인 배전설비는 “내진 등급( 6 원 년 재현주기, 기능수행 수준에서 200 (4) 7 5 ( ) 및 변전설비는 한다. 설비 중 기설 7 5 변전설비는 500 6 kV 복 설비로 붕 년 복 재현주기, 즉시 류 재현주기)”으로 분 구 수 한다. 괴방지수준에서 최대지반가속도값이 최 별도로 내진설계를 수행한다. (7) 변전소 건물 등과 같은 건축물은 내진설계 시에는 관련 내진설계기준의 요건에 따른 다. 류 (8) 이 지침은 내진등급으로 분 된 설비를 적용 대상으로 한다. 다만, 비내진등급의 설 비에 대해서 사업자가 특별히 내진성능을 확보하도 록 요구하는 경우에는 이 지침을 적용하여 내진설계를 할 수 있다. [해설] (1) 송배전설비는 취급전압의 수준에 따라 내진등급을 분 6 kV 는 7 5 6 kV 급 송변전설비, 중요설비는 7 5 - 3 - 류 한다. 송배전설비에서 핵심 설비 급 미만 송변전설비, 일반설비는 배전설 류 비를 의미한다. 내진등급 분 는 송배전설비 사업자가 시설 및 기능의 중요도를 감 안 하여 조정할 수 있다. 특별한 경우를 제외하고, 이 지침은 취급전압 22.9㎸를 기준으 류 로 설비의 내진등급을 분 한다. 22.9㎸ 급 미만의 설비는 비내진등급으로서 내진설계 청 의 적용대상이 아니다. 다만, 22.9㎸ 급 미만의 설비라 하더라도 사업자의 요 라 내진설계는 실시할 수 있으며, 이 경우는 이 지침의 내용을 준수해도 좋 에 따 다. (7) 1.2.1(7)의 경우 건축물은 KDS 41 17 00(2019) 등과 같은 최신 내진설계기준을 적용한 다. 기기가 건축물에 설치된 경우, 기기가 위치한 지점의 지진에 의한 응답을 평가할 때는 건물 및 기기의 특성을 모두 고려하여야 한다. 1.2.2 설계지진의 수준 (1) 송배전설비는 1.1.2(1)항에 정의되어 있으며, 구조요소와 기능요소로 구분된다. 구조 착 요소는 기기의 구조체, 정 부 및 이를 지지하거나 수용하는 구조물 등이 포함되며, 기능요소는 기기의 전기장치 등 전력공급과 관련된 것들을 의미한다. 붕 (2) 송배전설비의 내진성능수준은 조요소는 복 붕 괴방지수준, 즉시 복 구수준 및 기능수행수준이다. 구 괴방지수준과 기능수행수준을 적용하며 기능요소는 구수준을 적용한다. (3) 송배전설비의 설계지진의 수준은 표 균 1.2.1의 내진등급별 평 붕 괴방지수준과 즉시 재현주기를 적용하여 결 정한다. 표 1.2.1 송배전 설비의 내진등급 별 내진성능수준 내진성능수준 기능수행 내진등급 I 대상설비 일반 중요, 재현주기 100 년 200 등급 즉시 특등급 핵심 년 I 복 등급 붕 구 괴방지 특등급 핵심 년 일반 중요, 년 500 200 I 등급 특등급 일반 중요 1,000 년 2,400 특등급 핵심 년 년 4,800 [해설] (1) 전기기기는 구조요소와 기능요소로 구분할 수 있고, 구조물은 구조요소로 본다. (2.1) 지진 시 송배전설비의 붕 괴방지수준은 지반 운 동의 발생 빈 도는 낮 으나, 세기가 높 복 은 지진이 발생하더라도 설비의 전력공급에 중대한 차질이 발생하지 않으며, 지진 후 구가 가능하여야 하는 안전수준을 의미한다. (2.2) 지진 시 송배전설비의 즉시 복 구수준은 송배전설비 기능요소가 설비의 전력공급에 중 대한 차질을 발생시키지 않으며, 지진발생 후 송배전설비의 일시적인 전 원 공급이 중 단되더라도 신속히 재개시킬 수 있는 것을 의미한다. 경주지진(규모 5.8)과 포항지진 - 4 - (규모 5.4)시에도 지진동에 의한 고장전 류 발생으로 순간 원 적으로 전 있다. 탄 (2.3) 지진 시 송배전설비의 기능수행수준은 송배전설비 구조요소가 는 것을 의미한다. I (2.4) 미국 변전설비 기준인 누 나 EEE S td 6 이 차단된 사례가 성 거동을 해야 하 93 (2018)에서 변전설비를 구조요소와 기능요소로 검 고 있으며 기능요소에 대한 내진성능 마 증 절차를 련하고 있다. 여기서 내진성 능은 기능요소 자체의 내진성능을 의미하며 지진 발생 시 기능요소들이 연동되어 발생하는 전기신 호 호 의 일시적 정지와 같은 상 JEAG 5003에도 지진 시 보 (3.1) 표 계전기의 일시적 전기신 호 황 복합 적으로 을 포함하지 않는다. 일본 정지를 허용하고 있다. 1.2.1의 내진성능은 KDS 17 10 00(2018) “내진설계 일반”의 규정을 준용하여 설 었 정되 다. 1.2.1절에서 정의된 6 kV 설비, 중요설비는 7 5 바 와 같이 송배전설비에서 핵심 6 kV 설비는 7 5 급 송변전 급 미만 송변전설비, 일반설비는 배전설비를 의미한다. 다만, ‘ 6 kV 년 산업부 송배전설비 내진설계기준 확정일( 21.2.8) 이전에 인허가 된 7 5 급 송변전 설비는 을 적용한 붕 균 괴방지수준의 내진성능수준 결정 시 지진의 평 다. (3.2) KDS 17 10 00(2018) “내진설계 일반”의 설계지반 석 ① 균 ② 균 ③ 균 ④ 균 ⑤ 균 ⑥ 균 도 분 년 년 년 년 년 년 운 동의 수준은 한반도의 지진재해 과 같이 초과확 률 써 5 내 초과확 10% 동 : 10 내 초과확 동 : 50 내 초과확 결과에 기초하여 결정된 것으로 다 운 운 운 운 운 운 동 : 음 년 년 년 년 년 년 재현주기 2,400 률 률 률 률 률 률 로 평 재현주기 50 지진지반 평 재현주기 100 지진지반 평 재현주기 500 지진지반 평 재현주기 1,000 지진지반 동 : 100 내 초과확 10% 평 재현주기 2,400 지진지반 동 : 250 내 초과확 10% 평 재현주기 4,800 지진지반 동 : 500 내 초과확 10% 결정된 것이다. 10% 10% 1.2.3 지반의 분류 (1) 국지적인 토질조건과 지 표 여 지반을 표 1.2.2와 같이 (2) 내진설계를 위한 지반분 근 거한다. 층 (3) 토 균 의 평 및 지하 지형이 지반 6종 류 암 깊 류 으로 분 는 기반 전단파속도( )는 의 운 동에 미치는 영향을 고려하기 위하 한다. 층 이( )와 토 탄 균 의 평 전단파속도( )에 성파시험 결과가 있을 경우 이를 우선적으로 적 용한다. - 5 - 표 1.2.2 지반의 분류 지반 종류 지반 기반 ( 반 지반 고 연 고 연 ① ② 기준 토 이, 층 균 평 한 지반 약 전단파속도, ( ) 6 6 - m/s ) 2 0 이상 1∼20 이하 약 2 0 미만 180 이상 20 초과 한 지반 180 미만 부지고유의 특성 평가가 요구되는 지반 암 암깊 류 6 m/s 게 층 균 기반 은 전단파속도 7 0 기반 이와 무관하 분 류 1 미만 고 단단한 지반 타 이상을 나 토 평 층 내는 지 을 의미한다. 전단파속도가 120 m/s 이하인 지반은 지반으로 한다. [해설] (1.1) “지반분 류란 ” 표 국지적인 토질조건과 지 공학적인 특성에 (1.2) 암깊 m 칭 고 단단한 지반 주) 의 암 얕 얕 깊 깊 종류 호 분 근 류 거하여 지반을 분 운 및 지하 지형이 지반 하는 등급을 말 동에 미치는 정도를 한다. 지반은 부지고유의 특성 평가가 요구되는 지반등급으로, 아래의 경우에 해 다. ①액 날 상화가 일어 흙 민 수 있는 , 예 비가 8 이상인 점토, 붕 흙 잠 ② 탄 높 층 ③ 높 띤 층 께> m ④층 껍 약 간 ⑤ 암 깊 m ※ m/s 암깊 한 괴성 과 같이 지진하중 작용 시 이 또는 유기성이 매우 매우 은 소성을 이 매우 두 기반 이 고 연 이 50 이 120 하거나 중 7 약 괴에 취 3 ) ( ) 의 두 류 으로 분 류 으로 분 약 당 해 할 때는 상기 층 균 평 75] ) 류 한다. 에 대한 부지가 이 기준과 일치하면 되어야 하며, 부지 고유의 특성 평가 및 지반응답해 을 수행하여야 한다. (2.1) 토 3 지반으로 분 이에 관계없이 약 한 지반 를 초과하여 존재하는 지반 이하인 지반은 기반 된 력이 께> m PI Plasticity Index > 층 께> 6m 의 두 정도로 단단한 점토 (지 정의에서 제시한 기준이 고려되어야 한다. 만 종류 붕 이고, 소성지수 부지 고유의 특성 평가가 요구되는 지반, 즉 부지는 지반 합 괴될 정도로 결 재적인 파괴나 은 점토지반 (지 점토지반 [지 의 두 붕 당 음 전단파속도( )는 다 해설 - 6 - 식 1.2.1에 따라 결정된다. 그 석 표 준관 암깊 까 암깊 까 = 기반 이 지의 = 기반 이 지의 여기서: (2.2) (해설 입 입 시험 관 저항치(S 식 지반에 대해 제안된 해설 여기서: PT-N 표 준관 시험 시 단단한 S 께m 토 의 두 토 의 전단파속도, 1.2.1) , m/s 환 치)를 전단파속도로 변 식 1.2.2의 상관관계 un et al m/s 입 입 i번째 층 i번째 층 식 환 할 수 있다. 변 에는 국내 을 활용할 수 있다. * . (2013) (해설 식 1.2.2) = 전단파속도, PT-N ※ 표 입 암 달 타 cm 깊 입 못 타 N cm 께 입 N 환 환 N * un C Cho C on M and hin Correlations between shear wave velocity and in-situ penetration test results for orean soil deposits Pure and pplied eophysics = 준관 이를 관 30 S , 시험 관 하지 두 관 . G., , 저항치(S 값) 질에 도 하여 항 할 경우 50 수 이상의 시 산한다. 이때 값으로 . S., S , ., S 수가 50에 이르러도 30 값은 선형적인 비례관계를 토대로 산 치의 최대값은 300이다. , J. S. (2013). K . A G , 170(3), 271 281. 1.2.4 설계지반운동의 표현 (1) 설계지반 운 동은 이 지침에 제시된 세기는 최대지반가속도의 석 (2) 설비의 지진해 간 성가속도시 크 간 표 준설계응답스 트 으로 정의되고, 지반 에서 응답(시 석 )이력해 간 된 지 이력을 면에서의 자유장 (2) 국지적인 토질조건과 지 및 지하 지형이 지반 (3) 기본적인 지진재해도는 반 지반을 기준으로 평가한 값이다. 성이 동은 들 동의 합 이 요구되는 경우에는 이 지침에 규정된 인공 이력의 생성방법에 따라 작성된 가속도시 동은 부지정지작업이 (4) 설계지반 운 기에 따라 결정된다. 1.2.4.1 설계지반 운동의 정의 위치와 고려사항 운 완료 표 표 운 암 운 흔 림 잘 운 직 6 운 합 (1) 설계지반 펙 럼 입 운 력 동으로 사용한다. 운 동으로 정의된다. 동에 미치는 영향이 고려되어야 한다. 의 세기, 진동수 성분 및 지속시 간 의 세 가지 측 면에서 그 특 정의되어야 한다. (5) 설계지반 동은 수평 2축 방향과 수 ( ) 설계지반 동의 수평 2축 방향 성분은 세기와 특성이 동일하다고 가정할 수 있다. 단, 인공 방향 성분으로 정의된다. 성가속도의 경우 2축 방향은 통계적으로 서로 - 7 - 독립 적이어야 한다. 1.2.4.2 유효수평지반가속도(S) 란 말 (1) 유효수평지반가속도(S) 진의 수준을 구조물 설계 시 고려하여야하는 한다. (2) 지진구역계수( , 재현주기 500 구분하여 표 년 암 반 지반에서의 기준 지 기준)는 우리나라의 행정구역별로 2개의 구역으로 1.2.3과 같이 서로 다른 값을 적용한다. (3) 위험도계수( )는 표 1.2.4와 같다. 표 1.2.3 지진구역 및 지진구역계수( ), (평균재현주기 500년 기준) 지진 시 I 원남 원북 강 , 인 , 대전, 부산, 대구, 경기, 충 도 ※ 강 울 천 울 광 종 북 남 북 남 북 남 원남 원북 월 삼척 릉 원 태백 홍천 원 천 횡 양 양양 춘천 서 도 Ⅱ , 충 ② ③ ④ 부 강 부, 제주 부 : 영 , 정선, , 강 부 : , 철 , , 화 , 경 산, , 전 , 동해, ( ) 주, 세 , 전 , 0.11 g 0.07 g 주, 성, 평창, 구, 고성, 표 1.2.4 위험도계수( ) 년 년 년 , 년 , 속초 년 년 6 재현주기 100 200 500 1,000 2,400 4,800 위험도계수( ) 0.57 0.73 1 1.4 2.0 2. “유효수평지반가속도( )” 구역을 기준으로 제시된 음 란 암 과 같이 결정한다. , 지진하중을 산정하기 위하여 국가지진 위험지도나 행정 반지반의 지반 운 동수준을 말 한다. 신설 송배전설비의 경우 유효수평지반가속도( )는 행정구역을 우선 적용하여 결정할 수 있다. 기설 송배전설비의 경우 유효수평지반가속도( )는 국가지진위험지도를 우선 적용하여 결정할 수 있다. 행정구역에 의한 방법으로 재현주기에 따른 유효수평지반가속도( )는 지진구역계수 ( )에 ⑤ , 경 강 (4) 유효수평지반가속도( )는 다 ① 지진구역 계수 행정구역 구역 각 = 재현주기의 위험도계수( )를 × 곱 하여 결정한다. (1.2.1) 국가지진위험지도를 이용하여 결정한 유효수평지반가속도( )는 행정구역에 의한 방법 으로 결정된 유효수평지반가속도( ) 값의 80% 보다 작지 않아야 한다. - 8 - [해설] 균 (3) 위험도계수( )는 평 재현주기별 최대 유효수평지반가속도의 비를 의미한다. 1.2.4.3 지반증폭계수( , ) (1) 지반증 하는 폭 계수(단주기 지반증 폭 , 장주기 지반증 계수 (2) 유효수평지반가속도( )에 따라 단주기 지반증 표 6 직 간 암 )는 폭 와 장주기 지반증 계수 선보 표 1.2.5 지반증폭계수( , ) 폭 류 폭 값에 해 할 잇 계수 당 하여 결정한다. 지반분 당 반지반에 해 1.2. 을 이용하여 결정한다. 유효수평지반가속도( )의 값이 사 경우 단주기 증 계수, 장주기 증 폭 계수, ≤ 0.1 = 0.2 = 0.3 ≤ 0.1 = 0.2 = 0.3 1.4 1.4 1.3 1.5 1.4 1.3 1.7 1.5 1.3 1.7 1. 1.5 1. 1.4 1.2 2.2 2.0 1.8 1.8 1.3 1.3 3.0 2.7 2.4 6 [해설] (1) “지반증 럼 그림 트 계수 지반에서는 고려하지 않으며, 토사지반인 , , , 지반에 대해서 적 용한다. 는 폭 폭 폭 펙 럼 계수(단주기 지반증 표 그림 계수 가속도와 지 면의 스 트 1.2.1와 1.2.2를 참고하면 , 장주기 지반증 가속도의 증 암 폭 율 비 6 폭 계수 란 )” , 기반 암 펙 의 스 을 의미한다. 이 지침의 1.2.4.5의 반지반( )에 대해서는 임 =1, =0.84 을 알 수 있다. 1.2.4.4 내진성능 확보를 위한 설계지진 요구수준 붕 복 복 붕 (1) 송배전설비의 내진성능은 (2) 기능수행수준, 즉시 괴방지수준, 즉시 구수준 및 구수준 및 기능수행수준 이다. 괴방지수준에서 송배전설비 내진성능 요구수준은 1.2.4.2와 1.2.4.3의 내용을 준수하여 결정한다. [해설] 각 표 - (2) 1.2.4.2와 1.2.4.3을 고려하여 행정구역에 의한 방법에 따라 예시로 붕 괴방지수준과 기능수행수준의 설계지진 요구수준을 계산하면 해설 복 기능수행수준과 즉시 대상설비 별 1.2.7 9와 같다. ‘ 구수준의 적용은 산업부 송배전설비 내진설계기준 확정일( 21.2.8) - 9 - 터 표 부 효력이 발생된 것으로 본다. 폭 1.2.5의 지반증 설비의 지반증 폭 계수를 이용하고 유효수평지반가속도( )에 따른 음 계수를 계산하면, 다 의 해설 표 -6 1.2.1 직 선보 간 을 통해 과 같다. 해설 표 1.2.1 내진등급별 단주기 지반증폭계수 붕괴방지수준 ) I II Ⅰ Ⅰ 류 6 ( ) ( 지진구역 지진구역 지반 분 내진 등급 내진특등급 = 0.154 = 0.22 등급 내진특등급 내진특등급 = 0.28 = 0.098 = 0.14 = 0.182 내진특등급 내진 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.4000 1.3800 1.3140 1.4000 1.4000 1.4000 1.5920 1.4 00 1.3280 1.7000 1. 200 1.53 0 1.4920 1.3 00 1.2280 1. 000 1.5200 1.43 0 1.5300 1.3000 1.3000 1.8000 1. 000 1.3900 6 6 6 6 6 6 6 해설 표 1.2.2 내진등급별 장주기 지반증폭계수 붕괴방지수준) I II Ⅰ Ⅰ 류 6 ( ) ( 지진구역 지진구역 지반 내진 분 등급 내진특등급 = 0.154 = 0.22 등급 내진특등급 내진특등급 = 0.28 = 0.098 = 0.14 = 0.182 내진특등급 내진 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 1.44 0 1.3800 1.3140 1.5000 1.4 00 1.4180 1. 4 0 1.5800 1.5140 1.7000 1. 00 1. 180 2.0920 1.9 00 1.8280 2.2000 2.1200 2.03 0 2.8380 2. 400 2.4420 3.0000 2.8800 2.7540 6 66 6 6 6 66 해설 표 1.2.3 내진등급별 단주기 지반증폭계수 I Ⅰ Ⅰ 류 ( ) (즉시 지진구역 6 복 수준) II 구 지진구역 지반 등급 내진특등급 내진 등급 내진특등급 = 0.0803 = 0.1100 = 0.0511 = 0.0700 1.0000 1.0000 1.0000 1.4000 1.4000 1.4000 1.7000 1. 800 1.7000 6 6 1. 000 1.5800 1. 000 1.8000 1.7500 1.8000 분 내진 6 - 10 - 6 해설 표 1.2.4 내진등급별 장주기 지반증폭계수 I Ⅰ Ⅰ 류 ( ) (즉시 지진구역 구 지진구역 지반 등급 내진특등급 내진 등급 내진특등급 = 0.0803 = 0.1100 = 0.0511 = 0.0700 0.8400 0.8400 0.8400 1.5000 1.4900 1.5000 1.7000 1. 900 6 1.7000 2.2000 2.1800 2.2000 3.0000 2.9700 3.0000 분 내진 복 수준) II 해설 표 1.2.5 내진등급별 단주기 지반증폭계수 기능수행수준) I II Ⅰ Ⅰ 6 ( ) ( 지진구역 지반 분 류 내진 지진구역 등급 내진특등급 = 0.0 27 = 0.0803 내진 1.0000 1.4000 1.7000 1. 000 1.8000 등급 내진특등급 = 0.0399 = 0.0511 6 해설 표 1.2.6 내진등급별 장주기 지반증폭계수 기능수행수준) I II Ⅰ Ⅰ 6 ( ) ( 지진구역 지반 분 류 내진 지진구역 등급 내진특등급 = 0.0 27 = 0.0803 내진 0.8400 1.5000 1.7000 2.2000 3.0000 - 11 - 등급 내진특등급 = 0.0399 = 0.0511 표 ~ 1.2.3 4의 행정구역별 지진구역계수와 위험도계수 및 해설 를 사용하면 아래의 해설 표 - 1.2.7 9와 같이 지반 종류 표 1.2.1 -6 의 지반증 폭 계수 별 최대지반가속도를 계산할 수 있다. 해설 표 1.2.7 지반종류별 붕괴방지수준 최대지반가속도 ( g ) I Ⅱ 류 6 6 6 6 6 666 6 6 6 6 6 6 6 지진구역 지반분 지진구역 내진1등급 내진특등급 = 0.154 = 0.22 내진특등급 내진1등급 내진특등급 내진특등급 = 0.28 = 0.098 = 0.14 = 0.182 0.1540 0.2200 0.28 0 0.0980 0.1400 0.1820 0.215 0.303 0.3758 0.1372 0.19 0 0.2548 0.2452 0.3212 0.3798 0.1 0.22 8 0.279 0.2298 0.2992 0.3512 0.15 8 0.2128 0.2 14 0.235 0.28 0 0.3718 0.17 4 0.2240 0.2530 류 해설 표 1.2.8 지반종류별 즉시복구수준 최대지반가속도 ( g ) I Ⅱ Ⅰ Ⅰ 지진구역 등급 내진특등급 내진 등급 내진특등급 = 0.0803 = 0.1100 = 0.0511 = 0.0700 0.0803 0.1100 0.0511 0.0700 0.1124 0.1540 0.0715 0.0980 0.13 5 0.1848 0.08 9 0.1190 0.1285 0.1738 0.0818 0.1120 0.1445 0.1925 0.0920 0.12 0 지반분 내진 지진구역 6 지반분 류 6 6 해설 표 1.2.9 지반종류별 기능수행수준 최대지반가속도 ( g ) I Ⅱ 6 6 지진구역 지진구역 내진1등급 내진특등급 내진1등급 내진특등급 = 0.0 27 = 0.0803 = 0.0399 = 0.0511 0.0 27 0.0803 0.0399 0.0511 0.0878 0.1124 0.0559 0.0715 0.10 0.13 5 0.0 78 0.08 9 0.1003 0.1285 0.0 38 0.0818 0.1129 0.1445 0.0718 0.0920 66 6 6 6 1.2.4.5 암반지반 설계지반운동의 가속도 표준설계응답스펙트럼 암 당 펙 럼 그림 그림 펙 럼 감쇠 (1) 반지반에 해 ( )에 따라 (2) 하는 지반의 설계응답스 트 가속도( )는 유효수평지반가속도 1.2.1과 같이 결정한다. 1.2.1에 정의된 설계스 트 은 5% - 12 - 6 비( , %단위)에 대한 표 준설계응답스 펙 럼곡 표 감쇠 펙 럼 곱 당 트 선으로서, 를 준설계응답스 펙 럼 비에 따른 스 트 에 초, 모 , 음 감쇠 석 권 형상은 다 에 제시한 해서 구할 수 있다. 단, 에는 적용하지 않으며, 해 ① 든 감쇠 ② ≤≤ 트 간 구조물의 경우 시 비에 대해서 감쇠 비가 0.5%보다 작은 경우 이력해 을 장한다. (1.2.2) , 에서 초에서 보정계수( ) ③ ≤ , 직 (3) 수 ① 설계지반 감쇠 5% 운 동의 가속도 비에 대한 수 의 수평설계지반 ② 계수를 갖 운 직 표 준설계응답스 운 표 설계지반 동의 가속도 펙 럼 음 표 펙 럼 트 동의 가속도 준설계응답스 는다. 최대 유효 수평지반가속도에 대한 최대 유효 수 은 다 과 같다. 준설계응답스 트 펙 럼 그림 감쇠 트 은 1.2.1 과 같은 전이주기와 보정 직 지반가속도의 비는 0.77이다. 그림 1.2.1 암반지반 수평설계지반운동의 가속도표준설계응답스펙트럼(5%감쇠) [해설] (2) 그림 1.2.1의 스 펙 럼 트 의 형상을 결정하는 전이주기는 해설 표 1.2.10에 주어져 있다. 해설 표 1.2.10 암반지반( 지반) 수평가속도 표준설계응답스펙트럼 전이주기 구 분 단주기스 직 수평, 수 펙 럼 폭 트 증 계수 전이주기(초) 0.0 0.3 3 6 2.8 - 13 - 1.2.4.6 토사지반 설계지반운동의 가속도 표준설계응답스펙트럼 당 ∼ 감쇠 표 펙 럼 그림 펙 럼 당 합 간 석 폭 표 직 간 직 운 표 펙 럼 음 ① 감쇠 직 운 ∼ 럼 그림 운 표 감쇠 갖 ② 직 판 ∼ 그림 표 펙 럼 석 펙 럼 석 펙 럼 간 암 간 (1) 토사지반에 해 하는 준설계응답스 른 스 트 트 은 형상은 해 로 적절한 분 운 동의 가속도 1.2.2와 같이 구할 수 있다. 토사지반에서 비에 따 지반의 5% 토사지반에 적 비에 대한 수평설계지반 한 가속도 시 계수( )와 장주기 지반증 간 는 1.2.5를 이용하여 결정한다. 유효수평지반가속도( )의 값이 중 경우 선보 하여 결정한다. 설계지반 동의 가속도 5% 트 비에 대한 은 준설계응답스 트 지반의 수 설계지반 1.2.2의 수평설계지반 주기와 (4) 이력을 이용하여 공학적으 과정을 통해 결정할 수 있다. (2) 유효수평지반가속도( )에 따라 단주기 지반증 (3) 수 감쇠 보정계수를 은 다 동의 가속도 폭 계수( ) 당 값에 해 할 준설계응답스 펙 과 같다. 표 펙 럼 동의 가속도 준설계응답스 트 과 같은 전이 는다. 최대 유효 수평지반가속도에 대한 최대 유효 수 지반가속도의 비( 비)는 공 학적 비는 0.5 이상이어야 한다. 해 단에 의해 값을 결정할 수 있다. 단, 지반의 경우, 을 이용하여 결정한 스 의 지반응답해 (5) 가속도시 1.2.2의 트 준설계응답스 을 사용할 수 있다. 을 이용하여 결정한 스 이력은 트 트 대신 부지고유의 지반응답 지반의 경우에는 부지고유 을 사용한다. 반지반에 대해 작성된 가속도시 석 이력을 사용하여 지반응답해 을 통해 결정한다. 그림 1.2.2 토사지반 수평설계지반운동의 가속도표준설계응답스펙트럼(5%감쇠) [해설] (1.1) 토사지반( ∼ 지반)의 가속도 표 펙 럼 준설계응답스 - 14 - 트 전이주기는 해설 표 1.2.11과 같다. 해설 표 1.2.11 토사지반( ∼ 지반) 수평가속도 표준설계응답스펙트럼 전이주기 구 분 단주기스 펙 럼 폭 트 직 수평, 수 증 전이주기 (초) 계수 2.5 합 (1.2) 토사지반에 적 감쇠 3 간 한 가속도 시 석 이력을 이용하여 공학적으로 적절한 분 과정을 통해 비를 결정하지 않는 경우 1.2.4.5(2)항을 사용할 수 있다. - (3) 일본 변전소 전기설비의 내진설계 지침(JEAG 5003 2008)에 따르면, 변전설비의 지진 측 관 터 데이 를 통해 대부분의 연 직 가속도의 크 / 기는 수평가속도의 1 2을 고려하면 충 분하다고 기술하고 있다. 1.2.4.7 설계지반운동의 속도 표준설계응답스펙트럼 운 감쇠 표 펙 럼 식 (1) 설계지반 동의 5% 비 속도 준설계응답스 트 은 1.2.3과 같이 구한다. ⋅ (1.2.3) 감쇠 = 5% 여기서: 비 속도 표 = 주기, 초 감쇠 = 5% 비 가속도 준설계응답스 펙 럼 표 트 준설계응답스 , 펙 럼 트 , 펙 럼 식 감쇠 곱 (2) 지반의 변위를 계산하기 위해 사용하는 설계속도응답스 펙 럼 설계응답스 트 에 이 지침의 1.2.4.5에 주어진 트 은 보정계수를 1.2.3의 속도 표 준 하여 적용한다. 1.2.5 설계지진시간이력 1.2.5.1 일반사항 간 석 간 복 록 (1) 시 시 이력해 에 의해 시설물의 지진응답을 구하는 경우, 지진 이력 또는 건을 만족하도 실제 기 록 ‘ 1.2.4.5 암 운 설계지반 반지반 설계지반 동의 가속도 표 이력을 사용할 수 있다. 이들 시 운 된 지진 작성하여 사용해야한다. (2) 간 수세트의 시 운 입 간 동을 수정하거나 인공적으로 표 펙 럼 동의 가속도 준설계응답스 트 - 15 - 이력은 이 절의 요 합 운 성된 지진 펙 럼 ‘ 6 표 펙 럼 준설계응답스 ’에 기술한 력으로 단일세트의 트 ’, 1.2.4. 준설계응답스 동을 토사지반 트 에 부 합 간 되는 시 이력을 사용하여 지진응답해 28초이고 강진동지속시 간 (3) 두 방향 이상의 시 독립 으로 간 석 간 을 할 경우 시 이력의 지속시 은 5∼12.5초가 되어야 한다. 각직 이력을 동시에 고려할 경우 간 6 넘 간 간 이어야 한다. 여기서 두 시 이력 사이의 시작시 된 상관계수의 최대 절대값이 0.1 을 지 않는다면 두 시 간 간 로 주할 수 있다. (4) 시 복 이력해 간 수 시 석 에 적용하는 설계시 간 간 이력은 단일 시 간 이력세트를 사용할 수도 있다. 단일 시 ‘ 간 록 간 교방향의 시 간 은 13.5∼ 이력은 통계학적 차이를 고려하여 계산 독립 이력은 통계학적 으 이력세트를 사용할 수도 있고, 이력세트를 생성하고자 하는 경우 ‘ 간 간 에는 이 지침의 1.2.5.2 단일 설계시 이력 요건 1’과 1.2.5.3 단일 설계시 이력 요건 2’ 중에서 한 가지 요건을 만족하도 생성하여야 한다. 반면에 이력세트를 생성하고자 하는 경우에는 이 지침의 이력을 생성한다. 간 (5) 시 이력의 절단( ‘ 1.2.5.4 cut off ) 진동수는 최소 50 [해설] (1) 이 지침에서 사용하고 있는 설계지진시 ‘ Hz 간 복 수 시 합 간 성 가속도시 ② 이력 작성, 또는 수 시 간 이력 세트’를 적용하여 시 이상이어야 한다. 이력에 관한 규정은 KDS 17 10 00(2018)과 었 록 내진설계기준 공통적용사항(2017)’에 따라 작성되 인공 간 복 실지진기 다. 설계지진시 간 간 음 ① 드 이력은 다 을 활용한 가속도시 의 이력 작성 가이 라인에 따라 작성해야 한다. ① 합 합 간 간 승 간 인공 성 가속도시 이력 작성 인공 성 가속도시 이력의 포 할 수 있다. 상 시 락 함수는 해설 료 결정한다. 특별히 참조할 만한 자 야 하는 경우에는 해설 간 이력의 지속시 간 ( ), 강진동지속시 표 그림 간 간 ( ) 및 하강시 ( )는 해설 가 없이 지진의 지속시 1.2.12에서 지진규모 간 은 21초이고 강진동지속시 6 - 형상을 사용 1.2.9와 같이 간 과 강진동지속시 을 정해 간 .5이상 7.0미만을 적용하여 가속도시 운 은 9초인 지진 동을 작성할 수 있다. 조 각 함 수 최 대 진 폭 시간(s) 해설 그림 1.2.1 가속도시간이력의 구간선형 포락함수 - 16 - 꼴 표 1.2.1과 같은 사다리 해설 표 1.2.12 가속도시간이력 구간선형 포락함수에 대한 지진규모별 지속시간 승 간 간 간 6 6 -6 -6 상 지진규모 시 ( ) 강진동지속시 ( ) 하강시 ( ) 7.0이상 7.5미만 2 12.5 13.5 .5이상 7.0미만 1.5 9 10.5 .0이상 .5미만 1 7 9 5.5이상 .0미만 1 5.5 8.0 5.0이상 5.5미만 1 5 7.5 간 쪽 음 식 워 펙 럼밀 P ; Power pectral 강진동지속시 ( )의 한 파 스 트 도( SD 는 다 해설 1.2.3과 같이 구할 수 있다. (해설 간 여기서, 는 강진동지속시 간 음 해설 이력의 그림 누 락 1.2.1의 포 ensity S 간 동안 가속도시 Fourier 폭 간 간 누 이력의 진 달 하는 구 ) 식 1.2.3) 이다. 함수가 적용되지 않은 경우 강진동지속시 적에너지가 5%에서 75%에 도 D ( t m )은 가속도시 으로 정의된다. 적 에너지는 다 과 같이 정의된다. 간 여기서, 는 지반가속도시 간 가속도시 식 워 펙 럼 에 따라 파 설 표 스 표 펙 럼 워 펙 럼 anai-Tajimi 델 워 펙 럼 표 그림 식 anai-Tajimi 델 터 준설계응답스 1.2.4와 같은 수정 K 을 사용할 수 있다. 이 트 식 그림 을 1.2.4) 이력이다. 이력 생성을 위해 한 경우, 해설 식 (해설 으로 트 에 대응하는 파 모 스 로 정해지는 파 현하면 해설 트 트 형상 1.2.2와 같으며 해설 1.2.5 을 정의하는데 필요한 수정 K 모 스 이 필요 의 파라미 는 해 1.2.13과 같다. 진 동수 해설 그림 1.2.2 수정 Kanai-Tajimi 모델의 형상 (Hz) - 17 - (해설 식 1.2.5) 해설 표 1.2.13 수정 Kanai-Tajimi 모델 파라미터 (제곱평균제곱근 가속도 0.5g) anai-Tajimi 터 m /s rad/s 6 rad/s 6 수정 K 파라미 값 2 0.35 3 25.02 1.00 곱 균 곱근 RM ; Root Mean quare 럼밀 곱 균 곱근 곱 제 트 ② 평 제 ( S S 도를 제 평 제 지반가속도의 제 록 록 간 실지진기 을 활용한 가속도시 실지진 기 은 국내여건과 유사한 측 관 판 을 경우에는 목표 워 펙 파 스 어야 한다. intra-plate 암 내부( 측 ) 지역에서 계 측 록 된 기 을 선정한다. 이때, 지반에서 계 된, 고려하는 설계지진과 유 록 S 운 표 원 왜곡 럼 맞추 spectral matching 추천 dominant period 바람직 입 록 P ; Peak round cceleration 록 펙 럼 맞추 펙 럼 펙 탁월 록 사규모의 기 을 선정하여야 한다. 선정된 지진기 은 적용한다. 수정 시, 트 은 이에 준하는 보통 0. 4 g 닌 눈금 바꾸 ) 지반가속도가 0.5 가 아 으로 5. 3 이력 작성 혹 소 하부지반이 S1 지반 에 1 지반의 수평설계지반 본파형의 준설계응답스 트 에 을 최소화하기 위해 기존파형의 응답스 트 을 설계응답스 어 보정( ( 동의 가속도 )하는 것을 한다. 이때, 설계 대상구조물의 )를 주 대상으로 보정하는 것이 력 지진기 최대지반가속도( GA 기 절차로 보정된 지진기 어 수정 하다. G A 크 )의 절대 기가 중요한 경우, 상 에 대하여 최대지반가속도를 보정할 수 있다. 1.2.5.2 단일 설계시간이력 요건 1 간 터 펙 럼 석 든 감쇠 펙 럼 괄 간 펙 럼 펙 럼 낮 낮 간 펙 럼 간격 표 6 간격 타냈 표 1.2.6 응답스펙트럼 계산을 위해 권장하는 진동수 간격 간 ㎐ ㎐ - 6 6(1) 지진시 이력으로부 대하여 설계응답스 트 주기 구한 응답스 을 포 트 은 지진응답해 시 사용될 모 값에 하여야 한다. (2) 지진시 이력의 응답스 트 값이 설계응답스 이하이고 은 정도는 10 % 이내이어야 한다. (3) 지진시 이력의 응답스 트 트 값보다 값을 계산하는 진동수 1.2. 에 적용 가능한 진동수 을 나 은 진동수의 수는 5개 은 충분히 작아야 한다. 다. 진동수 구 ( 0.2 3.0 ) 증분 진동수 ( 0.10 3.0 3. 0.15 3. 5.0 0.20 5.0 8.0 0.25 8.0 15.0 0.50 15.0 18.0 1.0 18.0 22.0 2.0 22.0 34.0 3.0 - 18 - ) 펙 럼 표 마 비고 : 응답스 트 은 지는 진동수 간 기한 구 설계를 위하여 생성한 단일시 간 간격 펙 럼곡 간 운 펙 럼그 프 트 증분 진동수를 더해서 구해 그림 선은 펙 럼 표 6 렇게 펙 럼 곡 괄 이력 지진 동의 가속도응답스 트 를 작도하여야 한다. 이 에서 계산하여 스 이력의 스 각 다 계산하여야 한다. [해설] 된 진동수 의 경계점이 되는 진동수와 래 1.2.1에 제시된 표 준응답스 트 트 의 은 1.2. 에 제시 작도한 단일시 선을 포 하는지 조 사되어야 한다. 1.2.5.3 단일 설계시간이력 요건 2 간 갖 록 ㎐ 간 간간격 (1) 지진시 을 간간격 갖 이력은 최소한 0.01초 이하의 작은 시 도 작성해야 한다. 만일 50 에 따라 지진시 이력의 시 높 보다 을 고 20초 이상의 지속시 식 은 진동수를 고려해야 한다면, 간 Nyquist 간간격 이력의 시 : 진동수 (최대 고려 진동수) 간 한다. ① (1.2.4) : 지진시 (2) 지진시 이력의 5% 간 펙 럼 ㎐ 마 지진시 응답스 감쇠 10～100 펙 럼 표 비에 대한 응답스 펙 럼 이력의 응답스 트 트 트 그눈금 다 로 (또는 부 에서 동일한 ③ 펙 럼 간 트 지진시 럼 트 이력의 응답스 값의 90% 보다 펙 럼 트 값의 비의 평 값을 갖 낮 지진시 럼 트 간 값이 1.0보다 펙 럼 트 값은 ① 커 트 야 한다. 느 에서 정의한 어 운 펙 럼 트 값은 ① 해야 진동수) 사이에서 계산하되, 펙 럼 는 진동수의 범위는 이들 진동수의 가 이력의 응답스 괄 을 포 ㎐ ㎐ , 1～10 , 으로 최소한 100개의 진동수를 정의하 지 않아야 한다. 이때 설계응답스 범위 내에 있어야 한다. ④ 균 트 10배 범위 즉, 0.1～1 에서 정의한 진동수에 대해 계산된 설계응답스 응답스 펙 럼 준설계응답스 ㎐ Nyquist ㎐ 터각 간격 은 0.1～50 값을 계산하는 진동수는 0.1 범위 은 여야 한다. ②① (1.2.4) 을 결정해야 한다. 여기서, 간 값의 130%를 초과하지 않아야 한다. - 19 - 간 이력의 진동수에서도 설계응답스 펙 럼 트 값보다 데 값 기준으로 느 에서 정의한 어 값에 대한 지진시 낮 ± 펙 은 응답스 10% 진동수 진동수에서도 설계응답스 펙 1.2.5.4 복수시간이력세트 ‘ 1.2.5.1 일반사항’을 만족하는 복 수세트의 지진시 간 음 이력을 사용하기 위해서는 다 의 요 건을 만족해야 한다. (1) 최소한 4개 세트 이상의 지진시 (2) ‘ 각 방향의 간 간 지진시 1.2.5.3 단일 설계시 간 터 이력으로부 이력을 사용해야 한다. 계산된 응답스 펙 럼 트 의 평 균 응답스 펙 럼 트 이 이력 요건 2’를 만족해야 한다. 1.2.6 지진의 영향 지진 시 송배전설비의 구조적 건전성에 영향을 줄 합 수 있는 현상은 다 의한 효과는 관련 설계기준에 따라 다른 하중과 조 음 과 같으며, 이에 되어 설계 시에 고려되어야 한다. (1) 지진시의 지반 변위 또는 변형 (2) 구조물의 자중과 적재하중 등에 기인된 관성력 (3) 지진 시 토압 (4) 지진 시 지반의 액 상화 (5) 지질이나 지형이 급변하는 지반의 지진 시 이 완 또는 파괴 1.3 지진해석 및 설계방법 1.3.1 설계목표 (1) 지진 시 송배전설비의 붕 괴방지수준을 만족하기 위해서 구조요소는 자체의 구조적 안전성과 충분한 연성도를 학보해야 하고, 연결부의 취성파괴, 사면의 활동, 지반의 액 상화 등에 대한 안전성도 확보하여야 한다. 또한, 지진발생 후 기능요소가 전력공 급에 중대한 차질을 발생시키지 않으며, 지진 후 을 의미한다. (2) 지진 시 송배전설비의 즉시 복 구가 가능하여야 하는 안전수준 복 구수준은 송배전설비 기능요소가 설비의 전력공급에 중 원 대한 차질을 발생시키지 않으며, 지진발생 후 송배전설비의 일시적인 전 단되더라도 신속히 재개시킬 수 있는 것을 의미한다. (3) 지진 시 송배전설비의 기능수행수준은 송배전설비 구조요소가 공급이 중 탄 성 거동을 해야 하 는 것을 의미한다. (4) 설비가 요구 내진성능수준을 만족시키기 위해서는 설비가 제공하는 공급역량이 지진 에 의해 발생하는 소요역량을 초과하여야 하고 적절한 안전여유를 확보하여야 한다. - 20 - 붕 (5) 설계지진 발생 시 구조물은 6 붕 허용할 수 있지만, 괴는 방지되어야 한다. ( ) 지반구조물은 지진 시 복 준 및 즉시 괴방지 성능수준을 만족하는 범위 내에서 연성거동을 그 괄 지지기능과 안전성을 유지할 수 있어야 하므로 기능수행수 구수준을 포 하는 붕 괴방지수준을 단일의 내진성능 (7) 전력구는 연성거동을 보장할 수 있도 [해설] 당 (3) 발주자는 해 록 원칙 설계함을 설비의 기능수행이 중요하다고 목표 로 한다. 으로 한다. 판 청 단하는 경우 별도의 요구사항을 요 할 수 있다. (4) 이 지침에서 “내진설계”라 함은 지진 시 송배전설비에 적용하는 설계지진의 결정, 지 진응답해 석 검 , 지진하중을 고려한 구조부재 설계 및 기기의 내진 증 등을 포함하는 내 진성능 확보 전 과정을 의미한다. 1.3.2 설비의 분류 받 (1) 이 지침의 적용을 는 설비는 지진응답 특성에 따라 전기기기와 구조물로 구분하여 설계한다. (2) 변전기기는 구조적 특성에 따라 지진피해에 와 지진피해에 민감 민감 애 하지 않은 일반기기인 “비 애 한 “ 싱 자형기기(변압기 부 자형기기”로 구분하여 설계한다. (3) 송변전구조물은 송전철탑과 전력구 및 지반구조물로 구분하여 설계한다. (4) 배전기기는 지상개 포함)” 폐 류 기, 지상변압기, 배전스테이션에 설치된 변압기 등으로 분 하여 설계하고 배전구조물은 전주로 구분하여 설계한다. 류 (5) 기초와 옹벽, 사면 등은 지반구조물로 분 6 맨홀 ( ) 층 직 과 같이 지 가진 경우는 수 변화나 하 천 하여 설계한다. 통과 등의 이유로 수 직 전력구와 유사한 구조적 특성을 전력구의 규정에 준해서 내진설계 한다. [해설] (1.1) 전기기기는 변전기기와 배전기기를 의미하고 구조물은 송변전구조물과 배전구조물을 말 한다. 류 (1.2) 1.2.2(1)에 따라 전기기기는 구조요소와 기능요소로 분 되며 설계 시 설계지진의 수준 및 지진응답의 영향을 적절히 고려하여야 한다. (2) 변전기기는 본 내진설계 실무지침서의 적용을 경우 애 자형기기는 ICT 6 6 E S 애 언 급되지 않은 사항의 자형기기는 I EEE std 6 93 근콘크 (3) 송변전구조물은 대부분 강구조이고 일부 철 콘크 고, 지침서에 14 3을 우선 적용하고 비 (2018)을 우선 적용한다. 전주는 대부분 철큰 받 리트구조가 있을 수 있다. 지중전력구와 리트 구조물이다 (5) 기초의 경우에는 기기기초와 변전구조물의 기초가 포함되며, - 21 - 얕 은기초와 깊 은기초인 말뚝 기초로 구분하여 설계한다. 또한, 말뚝 기초는 단일 말뚝 군말뚝 인 경우와 인 경우로 구분하여 설계한다. 1.3.3 지진응답해석 고려사항 석 (1) 지진해 합 크 에 필요한 지반정수는 동적 하중조건에 적 탄 석 지반의 전단 성계수와 (2) 지진파의 해 직 과 수 감쇠 한 값들이 선정되어야 하며, 특히 비는 발생 전단변형도의 게 택 기에 상응하 직 방향 성분이 고려되어야 한다. 단, 수 직 방향 성분으로 인한 영향을 무시할 방향 성분을 고려하지 않을 수 있다. (3) 대상으로 하는 설비의 구조적 특성과 지반조건에 따라 등가정적해 럼 석 입 애 석 - 석 순 석 해 법, 동적해 성이 증된 단 석 법, 응답스 해 법도 사용될 수 있다. 할 수 있다. 이 경우 보수성이 호 (5) 지반 구조물 상 펙 트 법 중에서 적절한 방법을 선정하여 사용할 수 있다. 이 경우 보수 석 자형기기를 제외한 설비의 지진응답은 비선형거동 특성을 고려할 수 있는 해 하여 해 6 되어야 한다. 에는 지반을 통한 파의 방사조건이 적절히 반영된 수평 2축 방향 성분 수 있는 경우에는 수 (4) 선 석 작용 해 입 순 석 증된 단 해 법을 사용 법 및 설계법이 사용될 수 있다. 시, 구조물의 유연성과 지반의 변형성 및 방사조건을 고려해야 한다. ( ) 선형 지진해 ① ② 석 구조부재의 거동을 선형으로 가정하고, 지진응답은 선형해 석 순 석 보수성이 입 증된 단 (7) 비선형 지진해 ① ② 석 보수성이 붕 액 입 증된 단 한다. 법(응답변위법, 법을 사용할 수 있다. 해 법도 사용될 수 있다. 석 지진응답은 비선형거동 특성을 고려할 수 있는 해 (8) 지반의 (9) 석 석 법에 의해서 해 지중구조물인 경우에 구조적 특성과 지반조건을 고려한 등가정적해 응답진도법)과 동적해 ③ 석 순 석 판 해 상화 가능성 법이 사용될 수 있다. 단은 이 지침의 “5.1 지반의 석 법에 의해서 해 할 수 있다. 액 상화 평가”에 따른다. 괴방지수준에 대한 설비(구조요소 및 기능요소)의 내진설계를 위해서는 비선형 지진해 석 법 또는 선형 탄 성해 석 결과를 응답수정계수를 이용하여 수정하는 방법을 사 용할 수 있다. (10) 기능수행수준에 대한 구조요소의 내진설계에는 응답수정계수를 반영하지 않는다. (11) 즉시 복 석혹 구수준에 대한 기능요소의 내진성능은 해 있다. 이 경우 보수성이 (12) 지진응답 해 석 입 합 시 하중조 증된 방법이 사용될 수 있다. 은 기능수행과 깊 흙 려한다. 단, 전력구의 경우 매설 하중조 합 은 실험을 통하여 평가할 수 이, 붕 괴방지 수준에서 아래의 하중조 , 지하수동의 영향을 을 따른다. - 22 - 추 합 을 고 가로 고려하여 3.3.3의 (1.2.5) (1.2. ) 여기서, 6 = 고정하중, = 지진하중, = 활하중, = 적설하중 [해설] 순 석 순 석 느 (3.1) 단 해 단 법은 어 해 법 정도 보수성이 입 증된 등가정적해 석 법 또는 응답변위법 등을 의미하 며, 대상 설비의 특성에 따라 선별적으로 적용되며, 정확한 동적해 있는 ① 간편 법을 말 석 법은 대상 설비 및 구조물의 최대동적응답과 동일한 응답을 발생시키는 석 델 등가 정적하중( )을 산출하여 이를 정적구조해 을 사용하지 않고도 설계지진응답의 식 은 해설 식 근 모 게 석 으로 동적인 해 1.3.1과 같이 대상 설비의 중량( )과 설비의 중량중 지진가속도계수는 기기의 동적증 고려하여 결정한다. 킴 써 에 작용시 각 법 사값을 구하는 방법이다. 설비의 등가정적하중 누 설계지진가속도계수( )에 응답수정계수( )로 나 다르 을 대신하여 이용할 수 한다. 등가정적해 산정 석 폭 는 형 태 타낸 폭 종류 로 나 에 작용하는 다. 여기서, 설계 ( )과 구조물 내부의 동적증 설비에 작용되는 등가하중은 설비의 심 ( )효과를 모두 각 및 특성 별로 결정된다. 여기서, 기능수행수준의 경우 응답수정계수는 1을 적용하고, 붕 기 괴방 지수준의 경우 응답수정계수는 설비 및 구조물의 연성거동 특성을 고려하여 적절한 택 값을 선 앵커볼 적용할 수 있다. 이때, 초과강도계수는 트 설계 시 또는 구조물의 연 성거동을 방해하는 등 특수한 경우에 고려할 수 있고 보다 상세한 사항은 “3장 송변 6 착 전구조물” 및 “ 장 정 설계“를 참조 할 수 있다. 여기서, (해설 식 1.3.1) = 수평력 산정 대상 설비의 가동중량 = 설계지진가속도계수로서 다 음식 과 같다. 여기서, = 기기증 폭 = 건축물의 표 = 지 비( ≥ ), 총높 터 = 구조물 내부증 폭 이, 면으로부 = 최대지반가속도 대상 설비가 설치된 지점의 /g = 응답수정계수 - 23 - 비( ) 높 이 식 해설 폭 ICT 6 6 1.3.1에서 기기증 지침서에 미비한 사항은 석 ② 기준이나 상세 해 비 는 본 실무지침서의 2.3(4)항을 따를 수 있다. 본 실무 E S 6 I 14 3(201 ), EEE S td 6 93(2018) 등과 같이 공인된 에 의하여 결정이 가능하다. 지중구조물에 발생하는 응력은 관성력에 의한 영향보다도 구조물 주변지반의 상대적인 변위에 크게 받 영향을 는다. 이와 같은 사실에 변위를 구조물에 작용시 켜 근 거하여 지진 시에 발생하는 지반의 지중구조물에 발생하는 응력을 정적으로 구하는 방법을 응답변위법이라 한다. 펙 럼 석 템 각 드 석 당 펙 럼 (3.2) 응답스 트 해 법 이 방법은 전체 시스 하지만 모 들의 최대 응답만을 통계적 방법으로 조 하므로 준동적해 주기에 해 하는 스 트 펙 럼 응답스 트 주어진 설계응답스 대 모 드 읽 값을 수정한다. 고려하는 모 석 해 펙 럼 트 으로부 드 감쇠 운 동방향으로 나지 않는다면 고려모 ③ 드 합 각 드 원 델 드 드 모 모 총 드 근접 드 모 근접 드 모 볼 트 써 , 즉, 연속하는 모 합 ⑤ 틀림 멘 석 편심 합 규정에 따라 조 직 의 의 최대 는다. 트 값을 은 읽 어서 최 비가 5%인 경 펙 럼 트 드 값을 수의 요건 전체 응답이 10%이상 차이가 수 있다. 합 석 드 호간 되어야 한다. 해 을 위 합 드 R square root of the sum of the squares 황 합 합 별 최대값을 조 존재 시에는 기술현 방향별로 별도 평가된 지진의 3 등가정적해 모 보정계수를 적용하여 스 가로 고려함으로 동 방향별로 평가된 지진영향의 조 모 얻 모 펙 럼 펙 럼 감쇠 하는 스 감쇠 추 를 하나 운 진영향의 조 리고 하는데 있어서, 모 상 의 상 의 고유주기가 10%이상 차이가 가 존재하지 않는다면 S SS( 법을 사용한다. 우발 때에는 터각 드 각 드 참여질량의 90%이상이 포함된다면 고려모 이 사용된 경우에는 모 드 비 당 의 주기에 해 에 대하여 최대 부재력, 변위 등이 공인된 방법으로 조 나지 않는 모 지진 터각 드 의 동적응답을 고려 선으로부 응답을 평가한다. 수의 요구조건은 만족된다고 관관계가 고려되어야 한다. ④ 각 트 의 조 해 3차 다. 펙 럼곡 그 하여 전체 구조계의 지진응답을 닐 은 만족된다. 대안으로 모 모 합 비가 5%가 아 의 수 하고자하는 모 드 어서 최대 모 모 하여 구조물의 최대 동적응답을 구 응답을 평가한다. 단, 이 지침에서 주어진 설계응답스 우로서 대상설비의 ② 합 법이라 할 수 있다. 이 방법은 설계응답스 응답을 적절한 통계적인 방법으로 조 ① 든 드 응답에 대한 기여를 무시할 수 없는 모 상 공인된 적 한 조 ) 방 법을 사용하여야한 합 교 방향 성분으로 인한 영향은 이 지침의 방향별 지 한다. 트 원 델 편심 편심 법에서와 동일한 방법을 사용할 수 있다. 단, 3차 을 고려하여 질량을 적절하 게편 킴 위시 - 24 - 써 으로 실제 모 을 사용할 경우에는 과 우발 에 의해서 발 틀림 멘 생하는 비 모 (3.3) 동적해 ① 석 법 간 이 방법은 시 ③ 법(시 , 시 을 진동수의 함수로 변 동적해 간 시 석 어질 수 있다. 석 간 석 편 간 석 환 석 이력해 할 필요가 없다. 한 ② 얻 트가 모두 포함된 응답이 영역해 영역해 입 하여 동적해 에는 다 모 중 입 운 력 게 요구되지 않으면 사용 동과 시스 템 운 석 의 을 수행하는 방법을 진동수영역해 펙 럼 트 을 포 괄 동방정 식 법이라 한다. 하는 조건을 만족시키는 가속도 력으로 사용된다. 석 음 - 드 첩 석 - 직접 동적해 하며, 특별하 법과 구분하여, 을 사용할 경우에는 설계응답스 이력이 말 법)을 석 과 같은 해 법이 사용될 수 있다. 법 진동수영역 해 법 적분법 (12) 지진하중이 지배하중인 하중조 합 합 은 기능수행과 지진력을 포함하는 설계 하중조 으로부 터얻 붕 괴방지 수준 설계에 사용한다. 이는 은 최대 계수하중에 대한 설계이다. 전 력설비의 경우, 상시 진동하중 등이 고려되어야 하는 설비 이외에 옥내 설치되는 설 식 비는 고려하여, 합 조 6 (1.2. )에 한 해 식 검 6 (1.2.5)와 (1.2. )을 개별 을 이용, 설계토 록 합 직 를 고려할 때, 수평과 수 해설 검 그림 6 설치 환 경을 토한 후, 최대 계수하중 조건을 제시하는 하중 한다. 단, 전력구의 경우 매설 가로 고려하여 3.3.3의 하중조 인 그 토할 수 있다. 옥외 설치되는 설비의 경우, 착 을 따른다. 정 깊 흙 이, 추 , 지하수 등의 영향을 합 설계의 경우, 하중조 의 지진하중 효과 지진하중 효과를 동시 고려한다(해설 식6 .2.4.1∼2 및 .2.4.4 참조). 1.3.4 지진영향의 조합 1.3.4.1 일반사항 루 일반적으로 설비 및 구조물은 다자유도로 이 합 표 드 독립 표 드 어져 다중모 답의 조 법과 방향별 지진영향에 의한 응답의 조 대 모 가 않고 대 모 합 드 거동을 하고 있어 모 을 모두 고려해야 한다. 단, 드 되어있고 전체 응답을 모사할 수 있는 경우 모 합 응답의 조 각 드 응 방향별 을 고려하지 만을 사용 할 수 있다. 1.3.4.2 모드응답의 조합 석 (1) 지진응답해 으로 응답스 펙 럼 석 트 해 드 첩 법 또는 모 중 법에 의한 동적해 는 경우에는 전체 응답에 비하여 10% 이상의 차이가 나지 않도 를 고려하여야 한다. - 25 - 록 석 법을 이용하 충분한 수의 모 드 펙 럼 석 각 드 R square root of the sum of squares 혹 CQC complete quadratic combination 합 간편 드 합 (2) 응답스 트 해 법을 적용하는 경우에는 ) 방법으로 적절히 조 (3) 별도의 드 의 조 합 ○ 하여야 한다. 응답의 조 PIC TB S 은 고려하지 않는다. PIC TB S (2015)에서 규정하고 있는 모 (2015)의 모 드 응답 조 드 모 가 없는 모 인 한 모 응답의 조 도 모 법을 참 방법은 다 과 같다. 합 의 진동수 차이가 저차모 여기서, )가 아 하여 구한다. 여기서 진동수의 10 % 이내인 경우를 합 된 최대 응답 = 번째 드 펙 럼 석 일부 또는 모 드 모 의 방향 모 트 해 시 고려한 모 드 가 인 경우, 최대 응답은 합 )방법에 의해 조 여기서, 드 = 모 음식 과 같다. ∆ ∆ ∆ 여기서, 각 드 모 응답을 CQC complete ( (해설 상관계수로서 다 , ∆ , ∆ - 26 - 1.3.2) 하여 구해야 한다. 식 수 방법 모 드 응답 응답의 조 모 모 한 두 모 (해설 = 방향성분의 조 각 한다. 가 있는 모 접 라 함은 인 드 합 든 드 근접 드 quadratic combination method 모 모 경우, 최대 응답은 = 응답스 근접 드 방법 ( 응답을 S SS법에 의해 조 합 음 응답 조 근접 드 드 합 느 접 드 근접 드 closely spaced mode 닌 드 R 합 근접 드 드 말 어 ○ )과 같은 공인된 을 위하여 국내 전력산업기준 KE 고할 수 있다. KE 별 최대 응답을 S SS( ( 법을 적용하는 경우에는 모 [해설] (2) 모 은 모 식 1.3.3) 1.3.4.3 방향별 지진영향에 의한 응답의 조합 원칙 직 (1) 송배전설비의 내진설계 시에는 려해야한다. 수 운 직 방향 지진응답을 고 직 성분의 영향을 무시할 수 있는 특별한 경우에는 수 려하지 않을 수 있다. (2) 지반 적으로 수평 두 방향 및 수 동으로 인한 설비의 R 각 합 방향별 응답의 조 에 따른다. S SS방법의 경우 다 음 합 의 조 방향성분을 고 R - 합 은 S SS방법 또는 100 40 40방법 법에 따라 방향별 지진응답을 조 여기서, 첨 아래 합 자 (1.3.1) 타낸 윗첨 은 응답을 나 한다. 다. 자 타낸 , , 는 지진의 방향을 나 합 법에 따라 방향별 지진응답을 조 타낸 그 음 =1, 2, 3이며 응답의 방향을 나 - - 다. 100 40 40방법의 경우 다 다. 하고, 그 리고 의 3가지 조 중 가장 큰 값을 방향별로 취한다. ± ± ± (1.3.2) ± ± ± ± ± ± 그 (3) 단, 전력구 등의 지하구조물의 경우는 특성에 따라 별도 방법에 의하여 방향별 지진의 영향을 고려할 수 있다. 1.4 지진응답 계측 1.4.1 계측의 목적 (1) 지진 시 또는 지진경과 후 송배전설비의 구조적 안전성을 확인하기 위하여 지진응답 측 계 시스 템 운 을 용한다. (2) 내진설계 시의 가정 사항을 검 획득 증하고 설계이론을 개선시키기 위하여 설비의 지진 시 실제 동적거동에 대한 정보를 한다. 료 (3) 송배전설비 주변지반의 거동에 관한 자 를 취 득 하고 축적한다. [해설] 료 집 (1) 송배전설비의 유지관리, 내진설계 기술 개발 및 개선을 위하여 자 판 단되면 송배전설비의 지진응답 계 측 (2) 송배전설비의 지진응답을 계 측 수 이 필요하다고 을 위한 기기를 설치하고 유지할 수 있다. 측 하기 위한 계 - 27 - 기기의 설치위치, 종류 및 수량은 이 지 목 침의 달 적을 성할 수 있도 록 결정되어야 한다. 1.4.2 계측에 관한 책임 (1) 설비의 관리주체는 필요하다고 록 하도 요구할 수 있다. (2) 지진응답계 담당 영을 측 에 관한 책 하는 자에 게 판 단되면 지진응답계 측 을 위한 기기를 설치하고 유지 임 운 은 설비의 관리주체가 특별히 지정하지 않으면, 설비의 부과된다. 1.4.3 계측기기의 종류 측 (1) 계 에 사용되는 기기로서는 가속도계, 속도계, 변위계, 등이 있다. 측 (2) 계 간극 수압계, 동토압계, 수압계 운 기기의 설치 및 견 받 영에 관해서는 지진공학분야 전문가의 의 을 아야 한다. 1.4.4 계측항목 및 설치 위치 측 목 (1) 계 항 결과의 활용 (2) 달 측 목 의 선정은 시설의 규모, 중요도, 지반조건에 따라 액 목 게 립 간극 적, 평가수법 등을 명확하 상화에 대한 관 측 을 위하여 지반에 수 측 라지므로, 구체적인 계 한 후 계 항 을 선정하여야 한다. 수압계를 설치할 수 있다. 1.4.5 유지관리 및 활용 측 (1) 설치된 계 측 간 (2) 계 기들은 항상 정상 작동상 기의 유지 상 검 시 내에 점 태 태 검 측 록 를 유지하여야 한다. 는 주기적으로 점 을 하여, 지진응답 계 하여야 하고, 지진이 발생하면 가능한 기 을 회수, 분 석 하고 그 빠 대책을 강구하여야 한다. 측 록 (3) 계 기 른 석 은 관련 국가기관, 대학교, 연구소 등에 배포하여 지진응답의 특성을 분 하 고 보존한다. 1.5 품질보증요건 1.5.1 일반조건 (1) 송배전설비의 내진성 확보를 위한 는 품 질보증요건을 문서화된 계 품 획 질보증은 으로 수 립 - 28 - 각 설비의 내진성능을 만족시킬 수 있 하여 설계, 시공, 유지관리의 단계별로 이 루 품 어져야 한다. (2) 께 록 질보증 활동과 관련된 수행과정과 결과는 설계도서와 함 기 으로 보존되어야 한다. [해설] (1.1) 설계 품 질을 보증하기 위하여 검 획 계에 대한 품 검 (1.2) 루 검 성 조사, 기본설계, 실시설계의 토가 이 어져야 한다. 에는 사 및 시험계 질보증계 검 사장비에 대한 기준, 획 달 에는 사용기 하는 하중 전 획품 , 간 검 합판 질시험 및 사와 시험결과로 부적 등이 포함되어야 한다. (1.3) 유지관리계 타당 원 난 각 단계에서 내진설 사요 의 기준, 시험실 및 시험 정이 경우의 후속 조치사항 중의 내진성능 확보를 보증할 수 있도 록 구조물을 구성 경로상의 부재나 충분한 연성도가 확보되어야 하는 구조요소에 대한 내진성능 평가요건이 포함되어야 한다. 1.5.2 설계품질관리 (1) 설계자는 내진설계규정을 록 도 숙 지하고, 송배전설비가 충분한 내진성능을 확보할 수 있 개념설계, 기본설계, 실시설계의 한다. (2) 활성단 각 층 지역에서 발생할 수 있는 지진에 검 단계에서 내진설계에 대한 완 토를 하여야 벽히 저항하는 설비를 설계하는 것은 비 현실적이므로 지진발생 후 피해 구조물의 보수가 용이하도 록 설계하여야 한다. 1.5.3 시공품질관리 (1) 송배전설비의 적절한 품 질보증계 획 질보증요건을 만족시키기 위하여 시공자는 공사 을 작성하고, 질관리를 실시한다. (2) 시공자는 품 품 질보증계 품 질보증계 획 의 일부인 검 획 그 감 담당 처 험장비는 (3) 시공의 식 록 획 별, 평가, 립 에 대한 이행 절차를 수 합 든검 작성하여 사용하며, 모 검 합 하는 자는 규정된 요구사항에 적 리하는 방법과 부적 사항의 원 료 품 의 서를 시방서, 도면, 국가규 정확도를 보증하기 위하여 주기적으로 점 리를 질에 관한 에 따라 건설공사의 시공 및 사용 재 사 및 시험계 사업자의 특별 요구사항을 만족시키도 품 측 사, 계 되어야 한다. 품 하지 않는 제 (부적 격 및 및 시 합품 )을 인을 제거하기 위한 시정 및 예방조치 하고 유지하여야 한다. 1.5.4 유지관리 (1) 송배전설비의 유지관리와 관련하여 노후시설의 내진성능 평가, 지진시의 안전성 확 - 29 - 보 및 내진성능 향상을 위한 시설물의 유지, 보수체제를 구성하여 지속적인 유지관 리가 요구된다. 임 (2) 설비의 관리 책 따라 일상점 마 책을 검 자는 별도의 기준에 의거 송배전설비의 노후화 정도 및 중요도에 , 정기점 검 긴 , 급점 검 밀 및 정 련하여야 한다. 든 (3) 송배전설비 중 주요 시설물에 대한 모 획 종합 안전진단 계 과 적인 보수 보강 대 식 갖춘 구조적 변경은 지진공학에 관한 지 전문기술자에 의하여 지진하중에 대한 안전성 여부를 검 루 토한 후 이 을 어져야 한다. 1.6 참조 표준 및 기준 음 열 다 에 거하는 기준과 규 격 서는 필요한 경우 이 지침의 참고규정으로 사용한다. (1) 국토교통부, KDS 17 10 00 내진설계 일반, 2018 (2) 국토교통부, KDS 41 17 00 건축물 내진설계기준, 2019 (3) 행정안전부, 내진설계기준 공통적용사항, 2017 C - 6 merican ociety of Civil ngineers 6 I 6 The Institute of lectrical and lectronics ngineers 6 I C T 6 6 International lectrotechnical Commission 6 The apan lectric ssociation C The apan lectric ssociation PIC TB 협 (4) AS E 7 1 , A (5) EEE 93, ( ) E S S E E , 201 14 3, E E E , 2018 , 201 (7) JEAG 5003, J E A , 2008 (8) JEA 7001, J E A , 2007 (9) KE S , 대한전기 회, 2015 1.7 용어 및 기호 1.7.1 용어의 정의 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 다 (1) 가속도계수 : 지구의 중력가속도( 율 감쇠 감쇠 갖 펙 럼 곱 암 비 (2) 을 의미하는 계수 보정계수 : 특정 값을 트 (3) 기반 에 감쇠 템 는 동적시스 음 과 같다. g≒ m/s 크 2 9.8 ) 기에 대한 지반 표 펙 럼 운 동가속도의 펙 럼 표 비에 대하여 주어진 준설계응답스 의 설계지진응답스 을 구하기 위하여 하여 주는 계수 6 m/s : 전단파속도가 7 0 타 이상을 나 트 층 내는 지 류 (4) 내진등급 : 시설물의 중요도에 따라 내진설계수준을 분 Ⅰ 등급, 내진특등급으로 구분 - 30 - 트 으로부 크 터 기의 다른 준설계응답스 한 범주. 송배전설비는 내진 (5) 등가정적해 석 써 을 수행함으로 6 붕 ( ) 환 법 : 지진의 영향을 정적하중으로 석 산한 후에 이를 이용하여 정적해 측 지진에 의한 구조물의 거동을 예 하는 방법 괴방지수준 : 송배전설비가 보유해야 할 내진성능 수준으로서 지진발생 시 개개의 시설에 경미한 피해는 허용하나, 인명에 중대한 피해를 주지 않고, 부분적인 송배전 설비로서의 성능이 유지될 정도의 수준 탄 (7) 소성거동 : 구조부재의 응답이 돌 으로 되 간 (8) 시 성상 태 를 초과하여 하중이 제거되더라도 아가지 않는 거동 이력해 석 간 합 법 : 계기지진파 또는 인공으로 진의 지속시 각 간 동안 시 입 운 력 펙 럼 트 의 강체모 드 ㎐ (통상 33 드 이상의 모 동의 최대지반가속도와 같다. 타 내는 가속도 (12) 응답변위법 : 기반면으로부 터 운 발생된 지반 펙 럼 트 석 템 운 표 펙 럼 탄 석 : 지반 유진동수의 함수로 (14) 응답수정계수 : 동에 대한 단자유도 시스 현한 스 성해 곱 으로 6 액 잉간극 내에 과 에 의해 계산된 구조요소의 부재력으로부 년 율 진의 최대지반가속도를 상대적 비 (17) 지반분 류 공학적인 특성에 (18) 지반증 폭 근 계수 : 기반 암 표 류 펙 럼 갖 의 스 트 타낸 로 나 거하여 지반을 분 (19) 지진구역 : 유사한 지진위험도를 균 ( ) 상에서 평 년 재현주기 500 계수 및 지하 지형이 지반 하는 등급 표 가속도와 지 석 운 결과에 지진의 지반 (21) 재현주기 : 지진과 같은 자연재해가 특정한 준설계응답스 5% 트 동안에 특정한 : 비 단자유도 시스 ( 실제의 설계지 거동하는 현상 운 동에 미치는 정도를 폭 율 트 가속도의 증 거한 지진구역 , 반지반 동 가속도를 중력가속도 단위로 현한 값 크 과 로 구분 의 반지반( )에서 평 기 이상으로 발생할 주기를 확 재현주기가 500 년 적으 의 역수 인 설계지진에 대한 트 ) : 진동모 - 31 - 비 I II I II 암 표 률 률 기 이상의 자연재해가 발생할 확 의 설계응답스 동 재현주기가 다른 지 근 년 크 표 펙 럼 암 균 감쇠 템 펙 럼 CQC Complete Quadratic Combination 드 로 계산한 값으로, 1 운 하중에 의하여, 지반 펙 럼 면의 스 터 는 행정구역 구분으로서 지진구역 (20) 지진구역계수 : 우리나라의 지진재해도 해 (23) 격 처럼 균 인 지진을 기준으로 하여, 평 : 국지적인 토질조건과 지 하는 가속도 의 최대응답을 고유주기 또는 고 트 재현주기 500 당 한 현되며, 설계지반 수압이 발생하여, 지반의 전단강도가 상실되어 물 균 당 크 지 상 )에 해 상화 : 포화된 사질토 등에서 지진동, 발파하중 등과 같은 충 (1 ) 위험도계수 : 평 (22) 표 까 을 정적으로 수행하는 방법 진력을 산정하기 위한 수정계수 (15) 동으로 하여 지 동으로 인하여 자유장지반에 발생된 변 위와 주면전단력을 이용하여 지중구조물의 지진해 (13) 응답스 력 자기 파괴되지 않고, 파괴에 이르기 (11) 유효수평지반가속도 : 위험도계수와 지진구역계수의 의 세기를 나 입 운 성된 지진파를 갑 기의 소성 변형을 동반하는 거동 값으로서 보통 래 형상 단계에서의 구조물의 동적응답을 구하는 방법 (9) 연성거동 : 구조물 또는 부재가 (10) 영주기가속도 : 응답스 원 들 사이의 상관성을 고려하여 각 드 합 써 R quare Root of um of quares 각 터 곱 곱근 모 의 응답을 조 함으로 (24) S SS(S 는 최대응답을 구하는 방법 S S 방향의 응답성분으로부 ) : 개별 진동모 드 터 로부 구한 응답성분 또 댓 하여 모두 더한 값에 제 최대응답을 구하기 위하여 응답성분의 최 을 취하는 방법 (25) 지진응답 : 지진력에 의해 설비 및 구조물에 발생하는 변위, 속도, 가속도, 6 멘 운 력, 전도모 (2 ) 설계지반 트 등과 같은 응답 동 : 내진설계를 위해 정의된 지반 값을 제 밑 면전단 운 동 1.7.2 기호의 설명 호 이 지침에서 사용하는 기 감쇠 의 정의는 다 음 과 같다. : : 단주기 지반증 : 장주기 지반증 : 지 에서 기반 : 평 재현주기별 최대유효수평지반가속도를 나 : 응답수정계수 : 유효수평지반가속도 : 지반의 분 중 : 지반의 분 중 : 지반의 분 중 : 지반의 분 중 : 지반의 분 중 : 지반의 분 중 부지 고유의 특성평가가 요구되는 지반 : 5% 비 가속도 : 지 지반 고유주기에 해 보정계수 표 균 류 류 류 류 류 류 계수 계수 지 암 얕 얕 깊 깊 트 : 진동주기 : 지 : : : : 가속도시 표층 이 타 고 단단한 지반 고 연 약 한 지반 고 단단한 지반 고 연 약 한 지반 준설계응답스 당 펙 럼 m/s 트 , 2 되는 내진설계기준면의 5% 감쇠 비 속도 , 지반의 고유주기 준설계응답스 준설계응답스 준설계응답스 간 내는 위험도계수 반 지반 감쇠 표 표층 펙 럼 m/s 응답스 표 표 표 폭 폭 암까 깊 펙 럼 펙 럼 펙 럼 곡 타 타 타 트 의 장주기 영역의 변 점을 나 트 의 최대증 트 의 최대증 이력의 강진 운 폭 간 폭 간 간 내는 주기 (3초) 6 구 을 나 내는 최소주기 (0.0 초) 구 을 나 내는 최대주기 (0.3초) 동의 정상구 - 32 - 의 최소지속시 간 표 준설계 표층 표 : 지 (지 면에서 기반 : 지진구역계수 g : 중력가속도 : 감쇠 암까 층 지 토 균 )의 평 비(% 단위) - 33 - 전단파속도 제2장 변전설비 2.1 일반사항 (1) 변전설비는 원칙 적으로 설계지진 하에서 구조적 건전성이 유지되도 (2) 변전설비의 내진성능 확보는 해 석 록 설계한다. 적 방법과 시험적 방법 등을 사용할 수 있으며, 이 택 중에서 설비의 내진성능 평가에 보다 적절한 방법을 우선적으로 선 할 수 있다. 폭 (3) 지지구조물 상에 설치되는 변전설비의 경우는, 지지구조물에 의한 지진력 증 향을 고려하여야 한다. 류 (4) 국지적인 지반의 영향을 고려하기 위하여 “1.2.3 지반의 분 지반분 류 ”에 기술한 것과 같은 를 고려한다. (5) 변전설비의 내진설계 시에는 자중을 포함한 상시 하중과의 하중조 6 계한다. ( ) 변전설비가 지진 시 기기에 연결되어 있는 인 록그 화 할 수 있도 혹 (7) 변전설비의 지지구조물 원 펙 럼 (9) 예외적으로, 응답스 트 갖 록 도 을 고려하여 설 품 에 의한 동적영향을 최소 설계되어야 한다. 검 그 내진 안전성을 확보해야 한다. 증은 “2.8 기기의 내진 검 증”에 제시된 지침 및 절차를 적용한 자력발전소의 부지 내에 설치되는 변전설비의 내진설계를 위한 설계 은 본 지침서의 (SSE) 설계응답스 직 수 기기나 부 합 은 기초와의 연결 장치는 변전설비와 동일 수준이상의 지 진력에 대하여 내진 설계되어 다. 접 연결 장치가 충분한 유연도를 (8) 변전설비에 대한 내진 의 영 펙 럼 펙 럼 트 방향 설계응답스 표 괄 을 포 트 준설계응답스 하는 곡 당 펙 럼 원 트 과 자력발전소의 안전정지지진 선으로 결정한다. 또한, 이 규정은 수평 및 에 모두 해 된다. [해설] 록 검 eismic Qualification 언 (2.1) 변전설비의 경우 발주자의 요구에 따라 특정한 방법을 우선 적용하도 (2.2) 변전설비의 시험적 방법을 이용한 내진성능 평가는 내진성능 할 수 있다. 증(S 을 통해 확인할 수 있다. 이때 상세 기준은 본 실무지침서를 따르고 지침서에서 하지 않은 사항은 검 성능 I EEE S 93, EEE 6 - 2271 201, I 석 누 쉽 탈락 적으론 평가가 유 현상이나 일부 연결부의 체결 급 EEE 344 등 변전설비 관련 내진 증 기준을 준용하여 평가 할 수 있다. (2.3.1) 변압기의 경우에 해 한 td 6 I ) 디 지 않은 라 에이 터 연결부의 파손으로 인 등이 발생할 수 있으므로, 이에 대한 엄밀 한 평가를 위해서는 시험적 방법을 우선으로 하여 내진성능을 평가한다. 단, 특수한 황 상 이나 발주자의 요구가 있는 경우 이를 해 (2.3.2) 80 tonf 석 적 방법으로 대체할 수 있다. 을 초과하는 변압기(단상포함)가 국내 시험설비의 여건으론 시험이 불가능한 - 34 - 협 경우 발주자와의 석 의를 통해 해 적 방법을 사용할 수 있다. 단 국내 기술 수준의 향상 tonf 으로 시험이 가능한 경우는 발주자의 요구에 의해 80 타입 (2.3.3) 동일한 기준을 상향 변경 가능하다. 의 변압기의 경우 송배전설비 내진설계실무지침서를 만족하는 시험성적서를 제시할 때는 시험적 방법을 대체하여 만족하는 것으로 본다. I and protection equipment (2.4) 계전기, ED의 경우 발주자의 요구에 따라 내진성능 검 증을 위해 IC - - relay - E 255 21 3( )를 적용할 수 있다. 단, 송배전설비 내진설계기준(DS 0050)을 만족해야 한다. 층 (2.5) 2 I 이상에 설치될 신설 중량설비 중 G S는 영구적 손상의 우려가 있어 시험적 검 방법을 통한 내진성능 검 6 층 갖 증 또는 이와 동일한 효과를 는 시험적 방법에 의한 내진성능 증 보고서 제출을 발주자가 우선하여 요구할 수 있다. (2. ) 4 검 트 검 방법을 통한 내진성능 능 컨 롤 판넬류 이상에 설치될 배전반 등 신설 는 영구적 손상의 우려가 있어 시험적 증 또는 이와 동일한 효과를 갖 는 시험적 방법에 의한 내진성 증 보고서 제출을 발주자가 우선하여 요구할 수 있다. 2.2 해석모델 작성 (1) 지진응답해 크 답의 석 을 위한 변전설비의 동적해 기와 특성을 충분히 정확하 적인 분포를 적절하 게 표 대 석 델 게얻 모 을 수 있도 델 표 로 결부는 회전방향의 강도 및 - - - (4) 직 , 호 델 (5) 모 델링 델링 타낼 비로 나 감쇠 집 간 , 기기 본체 등 변전설비 중 과정에 포함시 켜 중질량 의 연 야 한다. 게 록 델링 고려할 수 있도 과 특성이 상이할 경우에는 각 심 편 차에 의한 비 의 효과를 적절히 게 포함시 켜 감쇠 심 과 강성중 특성을 적절하 과의 틀림 야 한다. 이때 수 있으며, 이 값은 변전설비의 구성 재 라진다. 변전설비의 구조 형 식 감쇠 별 지반을 포함하는 방법은 이 지침의 식 을 사용하여야 한다. 에 변전설비의 , 포 기법” 규정을 적용한다. 을 작성할 때는 질량중 6 델 쇠 ( ) 모 리 하여야 한다. 기초부의 구체적 모 델 반영하여야 한다. 중질량과 보요소로서 연결된 작용을 적절하 교하는 수평 2축 방향으로 구조형 한 모 간 구조물의 질량과 강성의 공 서 구조물의 동적응답에 미치는 영향이 무시될 수 없는 경 우에는 지반 구조물 기기의 상 “3.2.3 기초 지반 모 집 특성을 모 커 기초를 역학적으로 모 동에 대한 구조물의 동적응 싱 슬 브 켓 감쇠 델링 현할 수 있다. 이때 부 (3) 지반의 유연성이 매우 록 운 할 수 있어야 한다. (2) 변전설비 본체는 특수한 경우를 제외하고는 모 은 지진 비는 표 - 35 - 료 방향으로 적 드감 달 특성은 모 나 지진의 수준에 따라 2.2.1을 사용할 수 있다. 합 표 2.2.1 변전설비 종류별 감쇠비 종류 감쇠 변전설비 비(%) 변전소 구조물 2 변전 설비 2 용 강구조 4 트 강구조 7 접 볼 (7) 표 2.2.1에 규정된 시험으로 그 감쇠 비보다 더 큰 값이 설계에 적용될 수 있으며, 이 때는 적절한 값의 적정성을 입 증하여야 한다. [해설] (2) 해설 그림 2.2.1은 기기 연결부의 한 예로서 표 이용될 수 있다. 또, 대 할 수 있다. 보다 많 간 은 시 엄밀 애 플랜 관 프링 석 델 그림 델 지부의 회전스 적인 변전기기인 변압기에 대한 해 석 한 해 델 을 위하여 유한요소모 모 상수 값의 계산에 은 해설 과 같은 상세 모 2.2.2를 참조 이 사용될 수 있으나, 과 노력이 필요하다. × 휨모멘트 회전각 × × kgf⋅ cmrad × 해설 그림 2.2.1 애관플랜지부의 회전스프링상수의 약산 예 - 36 - m1 m2 m3 부싱 m4 m5 C1 K1 슬리브 m6 C2 K2 m7 포켓 C3 K3 본체 m8 기초 CHS m9 CH K HS K C RS RS KH KR CR 질량 연결부의 회전스프링상수 감쇠계수 기초저면의 수평스프링상수 감쇠계수 기초저면의 회전스프링상수 감쇠계수 기초측면의 수평스프링상수 감쇠계수 기초측면의 회전스프링상수 감쇠계수 해설 그림 2.2.2 변압기부싱의 해석모델 작성 예 6 ( ) 변전설비의 감쇠 비는 미국 I EEE( Institute of lectrical and lectronics ngineers 표 I td 6 록 낮 추천 붕 E 발행한 변전소의 내진설계를 위한 설계 준인 E EEE S 감쇠 비를 적용하는 것을 )에서 93 2018을 참조하여 결정한 것이다. 국내 송배전설비에 대해서도 지진 시에 기능이 유지되도 은 수준의 E 설계하기 위하여 한다. 반면에 설비를 지지하는 강구조물은 괴 방지수준의 경우 강진 시에 구조물의 연성 변형을 허용할 수 있다. 이를 고려하여 강구 조의 감쇠 비 값은 국내 KE 에 적용하는 감쇠 PIC TB S 기준에서 안전정지지진(SSE)에 대한 강구조 설계 비 값을 참조하여 결정된 것이다. - 37 - 2.3 설계지진력의 결정 ‘ 석 (1) 변전설비의 내진설계에서 설계지진력을 결정하기 위하여 이 지침의 1.3 해 석 방법’에서 제시하는 지진응답해 호 동적인 상 석 해 러나 특별히 작용을 고려해야 하는 경우가 아니라면, 변전설비에 대해서는 등가정적 법을 우선적으로 적용한다. 폭 (2) 실외에 설치된 옥외 기기에 대해서는 별도의 건물의 증 의 지진 그 법 중에서 하나의 방법을 적용한다. 운 동을 설계지진 운 층 폭 동으로 설정한다. 반면에 건물 내에서 2 여 결정한다. 단, 옥내 지하 층 및 1 표 을 고려하지 않고, 지 층 효과를 고려하 에 설치되는 기기는 옥외 기기와 동일하 할 수 있다. (3) 등가정적해 석 법으로 기기의 설계지진력을 구하는 경우에는 기기의 동적증 물 내부응답의 동적증 로 기기의 질량 중 이다. (4) 기기증 폭 비( ), 심 폭 구조물 내부증 폭 종류 액터 비( )는 기기의 ① ② 컨 롤 판넬 ③ 싱 ④ Table 6 주변압기 또는 분로리 트 표 폭 비( )를 표 별로 해설 곱 과 구조 그 러므 ⋅ ⋅ 음 과 같이 결정한다. : 2 : 8.5 폭 이 항에서 정의되지 않은 기기의 증 석 비는 별도 해 13. .1을 참고하여 결정할 수 있다. 석 (5) 특별히 변전소 구조물의 동적해 석 폭 을 실시하여 건물 폭 당 높 ① H 밑 터 착 까 높 ② 폭 석 6 착 앵커볼 접 마찰 앵커볼 우에는 동적해 결과를 구조물 내부증 구조물 내부 증 비는 해 , 설비 부 점 여기서 지의 구조물 구조물 내부증 을 위한 각층 음 층 이에 따라 다 = 구조물 최상 면으로부 폭 그렇 의 동적증 설비가 위치한 비를 결정한 경 지 않은 경우에, 과 같이 결정한다. 균높 z 밑 부의 평 이, 이 비( )는 별도의 동적해 트 및 용 C -6 6 이나 AS E 7 1 (201 )의 비( )로 결정할 수 있다. 면으로 음 접 트 및 용 바닥 면 사이에 존재하는 의 설계 및 시공에 관한 상세사항은 2.3.2를 따른다. 붕 = 으로 결정하여 사용할 수 있 의 설계력 산정 시 변전설비와 저항을 고려할 수 있다. 이를 이용한 (7) 설비의 설계 면가속도계수( )에 하여 결정한다. 즉, 2.3.1을 참고하여 다 게 , 소내변압기 또는 유도전압조정기 : 2.5 변압기 부 ( ) 정 폭 효과를 모두 고려하여 설계지진가속도를 결정한다. 에 작용하는 설계지진가속도계수( )는 지 면 이상에 설치되 는 옥내 기기에 대한 설계지진력의 수준 및 특성은 구조물의 동적증 기기증 및 설계 괴방지수준에 대한 설계지진력을 산정하는 과정에서 설비의 종류 에 따른 연성거동에 의한 지진에너지소산능력 등을 반영하기 위하여 응답수정계수를 적용하여 설계지진력을 감 켜 소시 적용할 수 있다. - 38 - [해설] (4.1) ② 컨 롤 판넬 란 I 닛 태 말 싱 ICT 6 6 폭 언 폭 C C - 6 6 Table 6 폭 표 타낸 폭 폭 검 폭 표 음 타 었 표 의 트 이 정의되지 않은 부 있다. (4)항에 ED반, 계전기, 배전반 등 케비 의 경우에는 E S 형 14 3을 참고하여 기기증 급되지 않은 변전설비에 대한 기기증 AS E 7 1 (201 )의 수 있다. 해설 전기기기에 관한 증 기기증 에 비를 산정할 수 - 계수값을 참고하여 적용할 계수( )는 건물 내부에 있는 소형의 기계 및 계수로서 변전소의 대형 변전설비와는 지진에 대한 진동특성이 다르므로 이를 적용할 경우에는 신중한 하기 위한 기기증 ③ 한다. 계수( )는 AS E 43 05나 13. .1 기계 및 전기요소의 증 2.3.1에 나 의 설비를 계수( )를 해설 물의 경우 응답수정계수는 증을 통하여 사용하여야 한다. 참고로 사용 2.3.1에 다 과 같이 나 내 다. 참고로, 구조 3.2.11를 참고하여 적용할 수 있다. 해설 표 2.3.1 전력설비의 기기증폭계수, 응답수정계수 및 초과강도계수(ASCE 43-05, ASCE 7-16) 폭 증 설비 요소 주변압기 또는 분로리 액터 컨 롤 판넬 싱 커 트 , 소내변압기 또는 유도전압조정기 변압기 부 스 엔 터빈 펌프 트지지로 지지되지 않은 진, , , 압축기 및 압력 용기 커 스 트지지로 지지되는 압력용기 터 발전기, 배 리, 인 버터 터 , 모 품 터 컨 롤 센터 패 캐 닛 좌굴 구성된 전기부 모 트 , 드 널 보 료 및 고변형 재 로 , 스위치 기어, 계기 비 파괴가 예상되는 설비 또는 기 착 석 타 부속 설비 계수 응답수정계수 초과강도계수 2 2.5 2 2.5 2.5 2 8.5 - - 1 2.5 2 2.5 2.5 2 1 2.5 2 2.5 6 2 1 1.5 2 게 착 참고) 강체요소와 단단히 부 된 요소의 경우 = 1이며, 유연한 요소와 유연하 = 2.5이다. 상세한 동적해 에 의해 증명되는 경우 표 에 규정된 값보다 더 낮 부 된 요소의 경우 은 를 사용할 수 있다. 단, 의 값은 1보다 작아서는 안 된다. 폭 폭 (4.2) 기기증 기기증 비( ) 평가를 위한 실험결과 비( ) 평가를 위해 154 모사시험에 사용된 기서의 표 입 력하중은 준설계응답스 결과의 적정성을 위해 ‘ kV 내진설계일반 (KDS 17 10 00)’에 따라 설정하 펙 럼 I td 6 트 였 였 였 변압기에 대한 진동대 시험을 수행하 을 본 실험에서는 요구응답스 EEE S 93의 내진성능 - 39 - 검 펙 럼 트 으로 활용하 다. 지진 고, 여 다. 시험 증 절차를 참조하여 실험하 였 다. 구역은 지진구역 년 500 년 , 2400 Ⅰ g 년 으로 지진구역계수( )를 0.11 으로 하고, 재현주기는 100 , 200 년 , 을 기준으로 위험도계수( )를 0.57, 0.73, 1, 2로 적용하여 유효수평지반가 속도( × )를 결정하 였 다. 지반 종류 ‘ 였 콘크 M 볼 torque 앵커볼 는 내진설계일반 (KDS 17 10 00)’에서 명시하 종류 콘크 였 그림 콘크 N·m 었 M 콘크 었 콘크 판 X Y Z 각각 측 록 높 센 였 오 탱크 싱 디 터 OLTC 센 였 그 그림 타 었 측 곳 X Y wire 측 였 률 디 터 앵커 률센 측 였 양 였 고 있는 5 의 지반에 대하여 적용하 다. 진동대에 리트 기초를 설치하고 리트 기초위에 변압기를 설치하 2.3.1과 같이 리트 기초는 24개의 진동대와 고정되 으며, 체결되 , 도 다. 계 가능하도 서 5개를 설치하 11개를 설치하 다. 변형 30 선설치 트( = 770 이상)를 이용하여 트를 이용하여 변압기와 리트 기초가 리트 기초는 진동대와 진동대 가진력 확인을 위하여 진동대 상 축을 변위를 계 30 다. 해설 으며 다. 또한 에이 일 , 부 위치는 해설 하기 위하여 5 은 라 가속도계를 설치하고, 변압기의 에 상부와 축과 , 라 에이 2.3.1에 나 축에 대한 부에 변형 한정으로 인해 진동실험은 변압기 1기에 대해 다 , 이에 따라 3축 가속 에 3축 가속도 서 다. 변압기의 위치에 따른 형 변위계를 설치하여 계 서를 설치하여 계 하 하 다. 시험체 한 조건을 적용하여 수행하 (a) 가속도센서, 변위계 위치 - 40 - 내 , 에 다. (b) 변형률 센서 위치 해설 그림 2.3.1. 기기증폭비( ) 평가를 위한 154 kV 변압기에 대한 진동대 시험 변압기의 공진주파수는 진동대에서 입 달 써 였 달 입 호 power spectral density 입· density 석 밀 symmetric hanning window 었 결정하 의 ( 가속도의 전 력된 신 ( )에 함수를 산정함으로 다. 전 )에 대한 의해 계산된다. 공진 분 가 적용되 의 정 함수( 공진주파수 검색 )는 해설 출력신 위치에서 응답 (2.3.1)과 같이 의 도를 향상시키기 위하여 신 는 다. 각 각 식 호 cross power spectral 각 호 력된 가속도에 대한 변압기 실험의 결과는 해설 표 2.3.2와 같다. - 41 - (해설 2.3.1) Test No 센 해설 표 2.3.2 공진주파수 검색실험 결과(df = 0.125 Hz)주1) . (방향) 구 가속도 서 바닥 높 / 높 / 높 / 높 / Conservator 앵글 접합 Conservator 앙 측 Conservator 낮 싱 간높 낮 싱 높 싱 접합 플랜 높 싱 간높 높 싱 디 터 디 터 OLTC A2 변압기 설치 A3 A4 A5 A 6 A7 6 A17 - 6 6 6 - - - 이 2 4 위치 11.875 9. 25 11.750 9.750 11.750 변압기 본체 이 3 4 위치 11.875 9. 25 11.750 9.750 11.750 변압기 본체 이 4 4 위치 11.875 9.750 11.750 9.750 11.750 .000 3.250 5. 25 6 3.125 .000 3.250 5.875 3.125 .000 3.250 5.875 3.125 14.375 10.125 14.375 9.750 14.250 14.375 10.125 14.375 9.750 14.250 지 12.000 10.125 12.000 9.750 11.875 이 12.750 10.125 12.000 9.875 11.875 12.750 10.125 12.000 9.875 11.875 부 3.250 면 3.250 중 이 상부 중 6 6 6 3.250 상부 전면부 라 에이 상부 4.500 9.750 4.375 9.750 4.375 후면부 라 에이 상부 4.000 9.750 4.125 9.750 4.000 6 7. 25 6 7. 25 6 8.375 7. 25 상부 측 달 된 가속도의 전 검색 7. 25 시험 결과는 진동대의 일정 주파수 성분을 함수를 산정하여 추 타 었 폭 비( )는 진동대의 입 였 내 부재의 위치에서의 최대가속도의 비로서 구하 비는 3.7으로 길 이가 긴 싱 싱 이때, 변압기에 설치된 부 싱 부 합 자체에 의한 조 부 게 심높 폭 의 무 중 의 기기증 었 으로 결정되 각 위치에서 표 비( )을 진동대 시험을 통하여 구하여 해설 2.3.3에 나 폭 력하중에 대한 변압기의 6 . 폭 다. 기기증 갖 입 는 임 정한 것 변압기의 주요 부재에 대한 기기증 각 X 변압기 본체 주1) 상기 공진주파수 계 13 ( ) 11.750 은 부 A15 ( ) 9.750 은 부 A14 6 Y 11.750 은 부 A13 X 9. 25 은 부 A12 5 ( ) 11.875 은 부 A11 Y 이 1 4 위치 상부 A10 4 ( ) 변압기 본체 중 A9 3 ( ) 면 하부 A8 A1 X 분 력지진의 최대가속도에 대한 변압기 층 다. 변압기 본체의 상 폭 이에서의 기기증 부에서 기기증 었 호 비는 8.5로 결정되 싱 비는 변압기 자체, 변압기와 부 의 상 다. 작용, 기 때문에 향후 이를 고려하여 적절히 적용해야 한다. - 42 - 해설 표 2.3.3 154 kV 변압기의 주요 부재에 대한 기기증폭비( ) 산정 결과 폭 균 6 6 6 균 6 6 6 6 6 6 66 6 6 6 싱 균 6 6 66 6 I CT 6 6 싱 폭 검 ICT 6 6 quivalent maximum acceleration to the center of gravity of the bushing during the seismic event Maximum cceleration of the bushing flange 음 식 폭 식 타낼 구 기기증 분 비 재현주기 S1 S2 S3 S4 S5 평 변압기 100 3.15 3.50 3.48 3.70 3.2 3.42 최상단 200 3.83 4.81 3.7 3. 0 3.15 3.83 평 3.49 4.15 3. 2 3. 5 3.21 3. 2 변압기 100 .22 7.41 10.5 .34 .1 7.34 부 200 9. 1 9.8 11.7 8.98 7.27 9.50 평 7.92 8. 4 11.1 7. .72 8.42 S 14 3에 따른 부 의 기기증 비( )의 토 (2.3.5)와 같이 나 수 있다. (4.3) E E S 14 3에서, (E ), )는 다 위의 해설 환 도로 변 환 과 같으며 기기증 식 에서 표 A 비( )는 해설 × × (해설 2.3.2) × (해설 2.3.3) × × × (해설 2.3.4) × × (해설 2.3.5) 싱 게 심 싱 ICT 6 6 , , 은 지반최대가속도인 를 부 폭 2.3.4와 같다. 비( ) 해설 식 타낼 (2.3.5)와 나 수 있다. 1 1.5 2 E 중 에서의 최대가속 의 최대가속도로 변 S 14 3에서 는 의 최대값은 2 이다. 해설 표 2.3.4 바닥과 부싱 플랜지 간 증폭계수 uperelevation factor between ground and bushing flange Remarks Through-wall bushing I and Transformer bushing directly mounted Mounting configuration is not known (S K 무 하기 위해 적용되는 계수이다. 즉, 지반최대가속도를 부 하기 위한 기기증 해설 ( , K) GS , Transformer bushing mounted on a turret - 43 - 해설 표 2.3.5 부싱에 대한 공진주파수 검색실험 결과(df = 0.125 Hz) Test No X Y X 6 Y 센 . (방향) 4 ( ) 5 ( ) ( ) 13 ( ) A10 14.375 10.125 14.375 9.750 14.250 A11 14.375 10.125 14.375 9.750 14.250 A12 12.000 10.125 12.000 9.750 11.875 A13 12.750 10.125 12.000 9.875 11.875 A14 12.750 10.125 12.000 9.875 11.875 가속도 서 주1) 상기 공진주파수 측 계 X 3 ( ) 달 된 가속도의 전 I CT 6 6 E S 검색 시험 결과는 진동대의 일정 주파수 성분을 함수를 산정하여 14 3에서 추 임 정한 것 갖 입 는 6 × (해설 2.3. ) × 6 된 의 2.3.5 참조). 해설 1.4 5이다. (2.3.7)에 의해서, Resonance factor 었 감쇠 ( )는 E S ) 0.3 로 표 이다 하면 는 입 첫째 대 6 타 2.3. 에 나 D (%) 2 3 5 > 0.9 0.8 0.7 0.5 2.9 2.5 1.9 2.9 2.5 1.9 1.0 1.0 1.0 8.0 33.0 1.0 - 44 - 까 자리 에서 3.2의 최대값을 가진다. 해설 표 2.3.6 응답계수 (Response factor, ) amping ratio 3.2 3.2 1.1 인 9.75를 14 3 11.2장에 의해 정의되며 해설 구 Hz 는 9.75 ∼ 14.375 (2.3.7)의 계산결과를 소수점 I CT 6 6 ~ Hz 간 비 2%에 대하여 1.1 8.0 Frequency Hz ( lowest resonant frequency 식 의 최대값은 1.5이며, 해설 정리하면 1.5가 된다. 다. (해설 2.3.7) 측 bushing lowest resonant frequency 본 시험에서 계 표 식 위치에서 는 1차 고유진동수에 따라 결정된다. ≤ ≤ ≤ ≥ (해설 각 력하중에 대한 변압기의 . 10 지 내 싱 식 부 해설 달 으로 전 폭 되는 최대 가속도 증 (2.3.5)에 의해 기기증 폭 , , 은 을 고려한 계수 6 각각 2, 1.5, 3.2이며 비( )는 9. 으로 계산된다. 여기서의 응답계수는 응답 수정계수와는 다른 값이므로 주의할 필요가 있다. 폭 (5) (5)항에 제시된 구조물 내부 증 록 대하여 실제 지진가속도 기 구조물 높 표 석 이에 따라 분 사용한 대 석 을 사용한 지진해 였 하여 제시하 적 변전소 구조물(7 표 비 는 국내의 대 case 터 으로부 그림 석 델 다. 해설 )의 구조해 모 식 case 폭 - N 프 그램 적인 변전소 구조물 형 (7 구조물 내부의 가속도 증 MI 타 었 2.3.2에 을 나 내 DAS GE 로 (b) Shinchon-RC (c) Ssangmun-RC (d) Hannam-Steel (e) Shinnae-RC (f) Seongdong-RC (g-1) SM400 steel column (g-2) C240 RC beam - 45 - 을 을 다. (a) Geumo-Steel (g) Shinkimpo-Steel )에 (g-3) SS400 steel brace (g-4) C240 RC column (g-5) C240 wall (g-6) SM490 steel column (g-7) SS400 steel beam 해설 그림 2.3.2 MIDAS-GEN 프로그램을 사용한 대표적 변전소 구조물의 구조해석 모델(7 case) 변전소 구조물에 대한 타 나 내는 구조물 내부 증 폭 구조물 내부 증 타 었 나 층 폭 내 수 또는 높 이의 증가에 따른 지진가속도응답의 증가정도를 비의 산정절차는 몇 비 산정을 위한 단계별 절차를 쳐 단계의 과정을 거 크게 루 서 이 어진다. 이러한 4단계로 구분하여 해설 그림 2.3.3에 다. 해설 그림 2.3.3 변전소 구조물에 대한 구조물 내부증폭비, 의 산정과정 첫 번째 석 델 석 response history analysis Midas- en 프 그램 였 번째 높 층 층 터 층 층 순 타낸 층 층 각 네군 였 번째 층 단계로 변전소 구조물에 대한 구조해 지진을 사용하여 응답이력해 G 로 이별로 가속도응답 내며 1 부 구조물의 최상 의 수를 를 구한다. 여기서 차적으로 나 별 평면상의 5개 위치(사 가속도응답을 사용하 다. 세 다. 두 - 46 - 한 력 )을 수행한다. 응답이력해 은 단계로는 변전소 구조물의 별 는 다. 형 평면상 모서리 단계로는 양 입 석 층 타 을 작성한 후에 다 ( 을 사용하여 수행하 또는 모 수 또는 높 이별 위치를 나 별 가속도 응답 앙 입 데와 정중 별 가속도응답 는 변전소 를 곳 위치 1 )의 력가속도로 펙 럼 펙 럼 원 펙 럼 in-structure response spectrum 펙 럼 Bi P C 프 그램 였 네 번째 층 펙 럼 층 펙 럼 누 i번째 층 폭 식 첫 번째 드 표 타 었 골 ∼ Hz 게 타 근콘크 ∼ Hz 사용하여 가속도 응답스 분야에서 내부 구조물 내부 구조물 응답스 트 응답스 트 은 별 내부 구조물 응답스 로 나 를 계산한다. 이러한 응답스 트 어 주면 로 을 사용하여 계산하 를 기준이 되는 1 에 대한 구조물 내부 증 단계는 의 내부 구조물 응답스 트 비 로 구성된 3개 변전소의 고유진동수는 0.72 2.3 8.8 나 나며, 철 를 구할 수 있다. 내 고유진동수가 유사하 진동모 한다. 다. 의 변전소의 다. 철 전 및 전력 )이라고 7개 구조형 나 을 ( S E 트 트 에 대응하는 진동수를 해설 0.79 2.3.7에 의 범위로 비교적 리트로 구성된 4개의 변전소의 고유진동수는 의 범위를 가진다. 해설 표 2.3.7 변전소 구조물의 고유주기의 비교 Name of ubstation Frequency Hz eumo- teel hinchon-RC sangmun-RC hinnae-RC Hannam- teel eongdong-RC hinkimpo- teel S G ( S 0.731 S 4.913 S 8.801 S 3.488 S 0.721 S 2.345 S S 0.792 폭 일본의 전력설비에 대한 가속도증 높 계수 는 전력설비를 설치하는 구조물의 고유주기와 이에 따른 전력설비의 설치위치를 변수로 하여 해설 그림 해설 ) 타낼 2.3.4와 같이 나 식 (2.3.8)과 같이 정의하며 수 있다. 지상 지하 여기서, B H 는 구조물의 지상부분의 A 는 구조물 최상 층 부의 가속도증 총높 h 폭 이, 는 (해설 2.3.8) 전력설비가 설치되는 위치의 B 계수이다. 구조물 최상 며 A 는 변전소 구조물의 고유주기 TB 식 에 따라 해설 층 (2.3.9)와 같이 정의한다. TB 식 는 해설 (2.3.10)과 같이 정의한다. - 47 - 이, 부의 경우 = A 로 하 ≤ ≥ 또한, 구조물의 고유주기 B 높 (해설 2.3.9) 골 steel 여기서, 는 구조물이 철 ( )이면 1이고, 철 근콘크 리트( (해설 2.3.10) RC )인 경우는 0이다. 해설 그림 2.3.4 일본의 구조물 내부 증폭비 폭 미국 전력설비의 가속도 증 위치의 높 h 이 총높 H 계수 는 구조물의 이 음식 의 선형적인 비례관계로서 다 에서 전력설비가 설치된 과 같이 정의한다. (해설 2.3.11) 국내의 경우, 국내 도서 발전설비 실무지침서(K 내진설계 orea lectric Power Corporation E 실무지침서와 송배전설비의 , 2014)에서 가속도증 폭 내진설계 계수( )는 해설 표 2.3.8과 같이 정의한다. 해설 표 2.3.8 과거 국내기준의 변전소 구조물 내부 증폭비 Installation Location Basement and st story nd and rd story Over than th story Calculation from dynamic analysis 1 2 1.0 3 2.0 4 몇 가지 진동수 영역에 대하여 가속도증 표 하여 해설 타 었 2.3.9에 나 각각 타 었 금오 골 남 골 층 기준에 따른 하여 나 내 철 , 한 해서는 는 내 표 다. 해설 의 가속도증 폭 폭 계수의 평 2 층 값을 변전소의 에 따라 비교 2.3.9에서 미국, 일본, 한국의 전력설비 내진설계 계수 , , 도 변전소 구조물의 층 층 높 높게 오 타낸 다. 미국기준에 의한 는 2 철 균 의 의 경우에만 2.08로서 다소 에 대해 2이하의 값을 나 - 48 - 고 나 다. m 머 층 께 별로 함 층 비교 이가 8 로 다른 에 비해 큰 고 나 지 변전소 구조물에 대 Hz 고진동수 영역을 대부분 포함한 5∼30 의 높 그림 이에 따라 비교하여 해설 타 었 2.3.5에 나 한국의 전력설비 내진설계 기준에 따른 폭 그림 에 대하여 가속도증 각각 높 내 다. 해설 폭 의 가속도증 균 계수의 평 값을 변전소 2.3.5에서 미국, 일본, 께 계수 , , 도 함 비교 타 었 폭 타 층 층 폭 그 층 석 터 폭 게 석 폭 약간 크게 높 목 판 그림 a 타낸 금오- 골 타 원 층 터 크 타낸 근 원 석 균 약간 높 타 금오- 골 슷 타냄 그림 b 타낸 촌- 콘 층 층 든층 크게 됨 그림 c 타낸 쌍 콘 근 층 든층 됨 그림 d 타낸 남- 골 ∼ 높 뚜렷 게 타난 그림 e-f 타낸 - 콘 - 콘 김 - 골 층 ∼ 층 ∼6층 타낸 폭 층 석 각층 당 합 각층 합 그림 6 타 었 높 칙 - 콘 - 콘 김 - 골 층 폭 크게 타 높 칙 록 폭 높 층 폭 층 게 폭 음 석 종합 석 합 폭 음 하여 나 내 다. 와 는 하는 것을 나 내고, 별도의 동적해 으로부 를 해 는 철 내고, 가속도증 적으로 사용하기에 적절하다고 단된다. 해설 는 3 거리 지진과 보다 작으면서 변전소 해설 2.3.5 ( )에 나 , 의 경우에는 가 신 보다 철 철 의 경우에는 되지만, 변전소 ( )에 나 보다 과대평가되고, 4 계수 에 해 가 내 성동 철 , 신 와 가장 비 , , , 성동 철 의 , 포 철 보다는 작은 결과를 전부 고려하여 평 을 제외한 4 이하의 모 에 대하여 문 가 , , 보다 전반적으로 20 50% 정도로 과소 평가 하 나 인 2 3 다. 해설 포 철 은 저 , 보다 과소평가되는 경향을 나 하여 의 이며 이 경우에 저 2.3.5 는 , 별 질량의 에서의 가속도 증 시킬수 있 적으로 분 다. 으로 해설 한 경우가 신내 철 계수가 이에 따른 질량분포가 불규 증 , 하기 위하여 변전소 별로 이에 따라서 비교적 불규 나 적일수 , 나는 가속도증 에 가속 을 알 수 있다. 본 연구에서 해 하여 국내 변전소에 적 한 가속 과 같이 제안한다. H 에 2.3.5 ( )에 나 를 7개 변전소 구조물에 계수를 다 내고 있 2.3.5 ( )에 나 별 질량 분포의 영향을 분 에 비하여 과도하 한 을 알 수 있다. 이에 따른 선형적으로 증가한다는 일반적인 경향을 위배하여 특정한 에 의한 여기서, 고 을 알 수 있다. 해설 , 신 는 에 대한 보다는 한 결과를 나 을 제외한 모 다. 질량분포가 변전소 계수를 다른 도 증 을 알 수 있다. 해설 경향과 일치하므로 변전소 구조물의 도증 는 하는 구조체와 전력설비의 질량을 2.3. 에 나 계수의 이상부 이에 따른 선형적인 증가의 경향이 신내 철 가속도 증 2.3.5 ( )에 나 이에 따른 선형적인 증가 특성을 나 보다 전반적으로 50% 정도로 과소 평가 한 이에 따른 선형적인 전반적으로 보수적인 평가결과를 거리 지진에 대한 2 보다는 가 의 경우에는 5 평가 가 의 , 거리 지진에 대한 해 변전소에 대해서는 가 보다 이상의 되어 있다. 평가하나 철 철 계수를 구하여 적용하 계수가 증가 계수로 2를 적용하고 계수에 비하여 다. 이에 따라 선형적으로 가속도 증 에 가속도증 변전소에 대해서는 다. 는 대하여 과 3 거리 지진에 대한 값을 나 2 에 의한 가속도증 증가로 인해 설계의 나 변전소의 는 구조물의 지상부분의 총높 h 이, - 49 - (해설 2.3.12) 는 전력설비가 설치되는 위치의 높 이다. 해설 표 2.3.9 지진해석에 의해 구한 진동수 대역별 변전소 구조물 내부증폭비 와 , , verage value of over specific frequency range using near fault records A Floo Heigh r t No m . ( ) 3 4 F F F 3 F F F F Frequency range Hz ~ ~ ~ ~ ( ) 5 30 ~ 10 20 ~ 10 30 5 20 5 30 10 20 10 30 8 1.58 1.59 1.54 1.57 1.8 6 1.92 2.02 2.0 6 1.7 10.9 1.77 1.79 1.75 1.79 2.57 2. 7 2.75 14.8 2.51 2. 0 2. 3 2.73 2.90 3.10 3.3 4 2.03 1.91 1.93 1.79 2.24 2.20 6 6 6 6 6 6 6 6 ~ ~ calculated by using and , , 5 30 6 2.08 2.2 6 2.00 2.85 2.23 2.47 2.72 2.00 3.54 2.85 3.00 3.33 - 2.15 2.12 2.0 6 1.50 1.58 2.00 2.00 6 8 2.18 2.0 1. 5 1. 5 2. 9 2. 3 2.40 2.41 2.35 2.00 2.17 12 2.50 2.35 1.83 1.82 3.12 3.05 2.72 2.75 2.70 2.50 2.75 1 2.94 2.73 2.20 2.15 3.49 3.41 3.01 3.05 3.07 3.00 3.33 4.5 2.08 2.00 2.77 2.39 1.20 1.15 1.25 1.1 6 1.58 1.5 3 8.5 1.05 1.03 1.33 1.20 0.7 0.75 0.95 0.88 0.89 2.0 4 12.5 1.22 1.19 1. 1 1.42 1.14 1.09 1.38 1.23 1.14 2.55 2.81 5 1 .1 1.44 1.44 1.98 1.78 1.97 2.17 2.91 2.91 1.81 3.00 3.33 4 6 c sangmun-RC F F F F 6 (d) Hannam- teel F F F 6 (e) hinnae-RC F 6 F F 6 (f) eongdong-RC MF F 6 F F F (g) hinkimpo- teel F F F F 6 5 ( ) S 2 6 S 6 A ~ (b) Shinchon-RC 2 5 20 (a) Geumo-Steel 2 Total verage for Near Fault & Far Field verage value of over specific frequency range using far field records A 6 6 - 1. 5 6 2.00 2.23 2.00 - 2 8 1.58 1.59 1.5 6 1.59 1.73 1.78 1.83 1.89 1. 9 6 2.08 2.2 6 2.00 3 10.9 1.84 1.87 1.85 1.89 2.03 2.08 2.0 2.14 1.98 2.47 2.72 2.00 4 14.8 2. 5 2.74 2.80 2.89 2.41 2.57 2.73 2.87 2. 3.00 3.33 - 4 1. 9 1. 3 6 1. 3 6 1.5 6 2. 9 6 2. 8 6 2.73 2.70 2.1 6 1. 7 6 1.78 2.00 3 8 2.04 1.97 2.08 1.95 2.85 2.80 2.75 2.71 2.39 2.33 2.5 2.00 4 12 1. 5 1.59 1.70 1.58 1.9 1.94 2.07 1.99 1.77 3.00 3.33 - 4.7 1.22 1.19 1.33 1.25 1. 3 6 1. 5 6 1.83 1.80 1.42 1.42 1.48 2.00 2 9.7 1. 1 1.59 1.73 1. 2.15 2.24 2. 5 2. 3 1.92 1.8 2.00 2.00 3 13.7 2.09 2.10 2.01 2.05 1.42 1.37 1.20 1.18 1.74 2.21 2.41 2.00 4 17.7 3.03 3.05 2.93 2.99 1.82 1.75 1.54 1.51 2.40 2. 0 2.82 5 22.7 3.31 3.33 3.18 3.24 2.30 2.21 1.94 1.92 2.77 3.00 3.33 S 2 S 1 S 66 6 S 6 6 6 6 6 6 66 6 6 6 - 2 7.9 1.35 1.37 1.10 1.21 4.28 3. 2 1.52 1.38 2.50 1.70 1.81 2.00 3 12.5 1.23 1.27 1.07 1.20 2.01 1. 8 0. 4 0.5 1.48 2.10 2.29 2.00 4 17. 1.53 1. 1 1.38 1.5 0.80 0. 7 0.27 0.23 1.14 2.50 2.75 5 22.7 2.2 2.33 1.95 2.18 2.27 1.87 0. 3 0.54 2.10 3.00 3.33 6 6 - 50 - 6 6 6 - (a) Geumo-Steel (b) Shinchon-RC (c) Ssangmun-RC (d) Hannam-Steel (e) Shinnae-RC (f) Seongdong-RC (g) Shinkimpo-Steel 해설 그림 2.3.5 지진해석에 의해 구한 변전소 구조물 내부증폭비 와 , , 의 비교 (a) Geumo-Steel (b) Shinchon-RC (c) Ssangmun-RC (d) Hannam-Steel (e) Shinnae-RC (f) Seongdong-RC (g) Shinkimpo-Steel 해설 그림 2.3.6 7가지 변전소 구조물에 대한 층별 질량분포의 비교 - 51 - 6 ( .1) 중량기기와 콘크 리트 기초 사이에는 설계지진에 저항하는 림 CI - 6 지진의 상향력을 고려하더라도, 기초부에 들 마찰 저항하는 력이 존재한다. 미국의 A 마찰 력이 존재하고, 수 직 이 발생하지 않는다면, 수평방향의 활동에 349 0 설계기준은 원 콘크 록 자력 안전 관련 바닥 콘크 리트 구조물의 설계에 적용하는 설계기준으로서 이 기준에서 기기를 리트 정 규정하고 있다. 또한 착 설계하는 경우에 기기와 콘크 리트 사이의 마찰 력을 고려하도 또는 벽에 - 일본의 변전설비의 내진설계에 적용하는 실무지침인 JEAG 5003 2010에서도 기기와 6 콘크 리트 면 사이의 마찰 ( .2) 변전설비와 이를 지지하는 바닥 였 반력 에 설치하고 설치하 다. 변압기와 착 마찰 kV 력을 고려하여 정 콘크 콘크 바닥 설계하도 면 사이의 리트 기초위에 154 베드 마찰 측 리트 의 록 규정하고 있다. 계수를 평가하기 위하여, 그림 착 변압기를 해설 측 계 wire LV T 였 D 를 설치하 마찰 균 계수의 평 균 력의 평 부에 고정하지 않 양측 그림 6 마찰 은 131.73 었 은 0.34로 평가되 kN 이고 최대 2.3. 과 같으며, 시험결과는 해설 게 력과 무 Loading 해설 그림 2.3.7 154 kV 변압기와 바닥면 사이 마찰계수 실험 - 52 - 하 하기 다. 2.3.10과 의 비로 정의할 수 있는 다. 다. 으며, 면에 변위를 계 다. 하중은 유압가력기에 설치되어 있는 하중계로 계 장비의 설치 위치 및 설치 방향은 해설 같다. 최대 것 하기 위하여 주요위치에 변위계를 설치하 변압기가 이동할 때 회전이 발생할 수 있으므로 변압기 하단의 위하여 리트 기초를 2.3.7에 나 력을 평가하기 위하여 정 실험 중 실험체의 이동에 대한 변위를 계 콘크 타낸 처럼 았 였 측 측 였 표 마찰 해설 표 2.3.10 마찰계수 시험결과 Maximu Maximum kV Max Friction m isplacement Test Friction Transform Force mm No Force er Weight / LV T LV T kgf Weight kN N/ N/ N/ N/ N/ N/ N/ N/ 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 154 D ( . ( 1 ) D 1 D 2 A A ) A . ( ) 변압기 하부 연결부 변형 A A A A 3 145.98 .745 5.584 0.38 4 130.03 9.279 8.934 0.34 5 125.74 5.585 5.3 9 0.33 127.93 7.990 7. 02 7 128.45 8.205 8.075 8 129.25 5.714 9 130.54 .272 10 131.0 5.198 11 133.9 12 134.35 vg . 0.33 39,400 연결부 및 5.3 9 0.33 시험 지 .013 0.34 5.111 0.34 .959 .958 0.35 8.935 8.977 0.35 C 표 C - 6 Table 6 각 혹 보강 2.3.1을 참고한다. 단, 본 지침서에서 특정 할 수 없는 경우에는 AS E 43 05나 AS E 7 1 의 계수값을 참고하여 적용하거나 그 마찰계수 평균값: 0.34 131.73 폭 변압기 0.33 (7) 응답수정계수, 초과강도계수는 본 지침서의 해설 증 A 2 A Remarks 설비 별 실험 할 수 있다. - 53 - 13. .1 기계 및 전기요소의 은 기존 연구결과를 참고하여 결정 2.3.1 설계 및 시공 (1) 설치 시 지진하중으로 인하여 설비가 이 탈 되지 않도 정하여야 한다. (2) 콘크 슬 브 콘크 슬 브 리트 하거나, 래 위에 설치된 변전설비는 리트 래 입 에 매 록 콘크 리트 기초에 앵글 접 착 앵커볼 등 강재를 이용하여 된 강재에 용 장 견 게 고하 고 착 트를 정 한다. 2.3.2 앵커볼트의 설계 및 시공 (1) 앵커볼 트는 모르 야 한다. (2) 앵커볼 커 앵커볼 타 마감 르 접 트 및 용 콘크 면, 발포 접 (4) 마찰 력을 고려하지 않고 앵커볼 접 착 (5) 용 착 앵커 은 최소 4지점을 확보하여 정 트의 설계력 산정 시 활동, 전도에 문제가 없어 경우는 콘크 본체 에 대한 설계 및 시공 시 대칭성을 확보하도 는 최소 4개 이상을 용 (3) 닌 리트 등이 아 앵커 리트 내에 체결하여 록 하여야 한다. 펙 의 스 을 결정하기 6 프레임 콘크 장을 따른다. 정 은 지진 시 콘크 리트 슬 브 래 에 매 입 된 강재 부와의 일체 거동 및 변전설비의 건전한 지지를 위해 터드 볼 는 스 트와 견 콘크 리트 기초 리트구조기준에서 요구하 고히 연결 구성되어야 한다. [해설] (2) 변전설비는 구조적 안전성 확보와 동시에 지진 발생 시 설비의 이동으로 인한 발생 등의 문제가 발생하지 않아야 한다. 이러한 이유로 활동, 전도 앵커볼 앵커볼 검 경우에도 다. 단, 문가의 힘든 력을 산정하여 설계에 반영한다. 트의 설계 및 시공에 관한 상세사항은 본 지침의 을 위해 앵 한다. 이를 위해 트 및 용 트 및 용 접 접 검 힘든 작동 토 시 문제가 없는 착 은 최소 4개 이상 또는 4지점 이상을 확보하여 정 최소 조건을 만족하기 오 하여야 한 장소 여건 등 특수한 경우 관련 전 토를 통해 결정할 수 있다. 2.4 애자형 기기 2.4.1 기본사항 (1) 애 이에 포함된다. (2) 설계지진 하에서 (3) 믹 자 또는 세라 애 루 으로 이 애 어진 기기를 자형 기기는 애 탄 자형 기기로 정의한다. 성거동이 유지되도 자형 기기의 거동은 선형으로 가정하고, 한다. - 54 - 그 록 애 싱 자 및 부 이 법에 의해서 해 석 설계한다. 지진응답은 선형해 석 [해설] (2) 애 탄 자형 기기는 성범위를 상회하는 응답이 발생하면 취성파괴가 유발되므로 거동 범위내에 있도 (3) 애 록 설계하여야 한다. 탄 성 께애 자형 기기의 내진설계 시에는 설계지침 “2.1 일반사항”과 함 자형 기기에 대한 기본사항을 동시에 고려한다. 2.4.2 지진응답해석 (1) 기기의 지진응답해 석 며, 필요시에는 응답스 (2) 등가정적해 애 펙 럼 석 혹 표 입 운 당 운 폭 입 그림 당 을 위해서 석 트 자형 기기는 등가정적해 해 법의 적용 시에 지 제시한 최대지반가속도에 해 기기와 건물의 동적증 심 질량 중 (3) 애 류 면 력 ( ) 옥외가 아 법을 사용할 수 있다. 동을 적용하고, 애 운 표 현”에서 자형 기기를 지지하는 호 하는 경우 기초 및 지반과의 상 작용을 고려하여야 싱 에 대한 설계지진력의 결정 및 설계방법은 그림 2.4.2에 석 그 층 층 크 기를 별도로 검 토하고, 동으로 사용하여야 한다. 단, 옥내 지하 법을 적용하는 경우에는, 기기가 설치 결과에 의한 진동을 기기에 대한 및 1 석 법에 의한 애 자형 기기의 지진응답 계산 시에는 수평지진력을 기기의 질량 중 심 점에 입 에 설치되는 기기는 옥외설치기 기와 동일한 방법에 따라 설계할 수 있다. 결정되는 싱 동의 력한다. 옥내에 설치되는 기기의 동적해 (7) 등가정적해 운 절차에 따라 적용할 수 있다. 된 지점의 진동의 력 석 2.4.1을 참조할 수 있다. 지반에 해 (5) 옥외에 설치되는 변압기 부 간편 닌 한 동적해 효과를 고려하여야 한다. 수평설계지진력은 대상 구조체의 한다. 제시되는 법을 우선적으로 사용하 동으로 “1.2.4 설계지반 하는 지진 점에 작용한다고 가정하여 에 따른 밀 은 보다 정 자형 기기의 내진설계절차는 (4) 지반분 6 법 석 입 운 력 (해설 식 1.3.1)에 의해 동으로 사용한다. 또, 변압기 부 의 경우는 “2.3 설계지진력의 결정“ 방법을 따른다. [해설] (5.1) 옥외에 설치되는 변압기 부 설계를 위하여 - 지반 기초 시스 간편 템 싱 에 대하여 등가정적해 되는 응력으로서 터검 마 애 복합애 실험결과로부 한 지침이 수 있다. 순 란 애 의 보강을 통하여 설계방법을 단 당 법에 의한 설계지진력 결정 및 - 싱 절차를 적용한 경우, 변압기 본체 부 (5.2) 기기의 내진설계 시에 적용되는 등에 해 석 애 극 한응력이 자 및 애 , 템 바람직 혹 오 시스 의 보강 화시키는 것이 자의 파괴 관의 공급자로부 터얻 하다. 은 내부 일의 혹 은 누 출 어진 값을 사용하거나 증된 값을 사용한다. 구조물 및 기기의 허용변위량에 대해서 특별 련되지 않은 경우에는 미국 자 또는 I EEE S td 6 - 6 93 201 의 변위 규정을 적용할 자의 물성과 파괴 응력에 대하여 미국 - 55 - I EEE S td 6 - 6 93 201 6 의 A nnex R 에 제시된 값을 적용할 수 있다. 석 층 ( ) 변전소에 대한 지진응답해 입 지진 력으로 사용한다. 을 수행하여 구한 펙 럼 응답스 트 층 펙 럼 FR PIC TB 응답스 트 ( 을 구하는 절차는 KE S)을 기기에 S Yes No 기초 및 지반 상호작용 고려를 위한 모델링 (별도절차) 강체지반 No 설치지점에서의 입력진동 계산 (별도절차) Yes 설계지진력 산정 해석가능 No Yes 해석모델 작성 고유치 계산 대책 수립 응답 해석 내진설계 내진안전성 검토 No 안전 Yes 종료 그림 2.4.1 애자형 기기의 내진설계절차 - 56 - 력되는 를 따를 수 있다. 시작 옥외기기 입 시험등에 의한 내진검증 6 7 5 ㎸ 345 ㎸ 싱 Yes N 치 ≥ 0 Yes No f> ㎐ 8 1 Yes No 기초보강 Yes Yes 지반의 N > 25 No 치 No No No 0.8 0.5 등가정적설계법 < f /f < Yes < f /fe < Yes 1 싱 동적설계법 켓 탁월 계(포 : 지반의 0 1 : 지반∙기초∙변압기본체 고유진동수 : 부 포함) 고유진동수 진동수 그림 2.4.2 변압기부싱의 내진설계절차 - 57 - 싱 변압기 부 f <6㎐ 10 말뚝 싱 변압기 부 변압기 부 지반의 154 ㎸ 1.2 1.5 2.5 비애자형 기기 2.5.1 기본사항 애 (1) 비 컨 롤패 자형 기기에는 주변압기, 축전지지지대, 압기, 분로리 액터 방지되도 록 애 약간 , 유도전압조정기 등 애 (2) 설계지진 하에서 비 트 자형 기기는 널, 가스절연 개 폐 장치, 소내변 자형 기기를 제외한 기기들이 포함된다. 붕 의 비선형 거동을 허용하되 파괴 또는 괴가 설계해야 한다. (3) 전력 및 제어용 배선 및 배관 등에 대해서는 별도의 내진설계가 요구되지 않는다. (4) 변전설비는 기기를 지지하고 있는 정 성을 유지할 수 있도 착 한 방법으로 정 록 착 부와 지지대가 설계지진 하에서 구조적 건전 설계하여야 하고, 기기 또는 지지대는 기초 되어야 한다. (5) 설계지진에 대하여 기기의 활동, 전도에 의한 안정성을 콘크 기초 콘크 기기와 기초 [해설] (2) 비 착 리트에 정 시키기 위하여 요구되는 리트 사이에 존재하는 마찰 앵커 콘크 리트에 적절 검 토하고, 기기 또는 지지대를 의 설계력을 결정한다. 이때, 중량 저항을 고려할 수 있다. 애 께 애 자형 기기의 내진설계 시에는 설계지침 “2.1 일반사항”과 함 대한 기본사항을 동시에 고려한다. 콘크 (5) 중량기기와 자형 기기에 마찰 리트 기초 사이에는 설계지진에 저항하는 림 비 직 력이 존재하고, 수 지 진의 상향력을 고려하더라도, 기초부에 들 이 발생하지 않는다면, 수평방향의 활동에 저항하는 349 13 설계기준은 마찰 력이 존재한다. 미국의 A CI - 원 리트구조물의 설계에 적용하는 설계기준으로서 이 기준에서 기기를 착 는 벽에 정 설계하는 경우에 기기와 콘크 리트 사이의 콘크 바닥 자력 안전 관련 마찰 콘크 리트 력을 고려하도 록 - 또 규정하고 있다. 또한 일본의 변전설비의 내진설계에 적용하는 실무지침인 JEAG 5003 2010에서 도 기기와 콘크 마찰 리트 면 사이의 착 력을 고려하여 정 설계하도 록 규정하고 있다. 2.5.2 지진응답해석 (1) 기기의 지진응답해 석 을 위해서 비 자형 기기는 등가정적해 펙 럼 석 혹 하며, 필요시에는 응답스 (2) 등가정적해 애 석 트 해 법 밀 은 보다 정 석 법의 적용 시에는 2.3절을 따라 해 펙 럼 석 펙 럼 액터 트 해 에서 정의한 설계응답스 (4) 소내변압기, 분로리 법의 적용을 위한 트 법을 사용할 수 있다. 을 수행한다. 펙 럼 석 입 트 해 법을 적용할 수 력지진은 “1.2.4 설계지반 을 사용한다. , 유도전압조정기 및 배전반 - 58 - 법을 우선적으로 사용 한 동적해 (3) 보다 정확한 동적 특성의 반영이 요구되는 경우에는 응답스 있으며, 응답스 석 석 류 운 동의 표 현” 는 특별한 경우를 제외하고, 등가정적해 폐 개 석 법을 적용하여 지진해 폭 장치는 설비자체의 증 지진해 석 을 수행한다. (5) 등가정적해 표 지 석 을 수행한다. 표 혹 폭 그 러나 축전지지지대와 가스절연 특성을 고려하기 위하여 응답스 을 수행하는 지 면 지진력에 기기증 석 면 은 1 층 펙 럼 석 트 해 을 적용하여 이하에 설치된 이들 기기의 설계지진력은 비( )를 고려하여 기기 전체에 작용하는 수평가속도로 적용할 수 있다. 6 층 ( ) 2 층 또는 3 내부증 폭 에 설치되는 기기의 경우는 상기 (5)에서 산정된 설계지진력에 구조물 곱 비( )를 하여 수평방향 설계지진력 계산 시 사용할 수 있으며, 4 에 설치된 기기의 경우는 건물의 증 [해설] 원 (4.1) 소내용 전 폭 장치, 압축공기발생장치 및 배전반 등 제외하고 동적해 석 검 을 고려하여 개별적으로 층 이상 토하여야 한다. 컨 롤 판넬류 트 는 특별한 경우를 이 필요 없는 것으로 알려져 있다. 또한, 전력 및 제어용 배선 및 배관 등에 대해서는 이들의 구조 및 부재 특성상 내진성능이 우수하고 지진손상이 발 생한 것이 보고되지 않고 있으므로 별도의 내진설계가 요구되지 않는다. 단, 2 I 층 이상 에 설치될 신설 G S는 영구적인 손상 등이 발생 할 수 있어 시험적 방법을 이용한 검 성능 증을 우선하여 적용할 수 있다. 컨 롤패 류 그 (4.2) 배전반 등 료 층 층 트 널 는 양 긴 구조특성이 다 험 자 에 따르면 기기 자체의 증 내의 2 , 3 폭 율 비 까 류 하지만, 현재 지의 시험 및 경 은 2.5를 적용한다. 배전반 의 기기가 건물 에 설치되는 경우에도 일반적으로 사용되고 있는 배전반 력에 대하여 충분한 강도를 갖 치되어 있는 널 는 건물에 의해 증 및 , 문 연결부 고 있는 것으로 생 컨 롤패 류 딜레 탈락 틀림 열림 이 하 트 , 문 비 폭 각 좋 해도 류 층 는 설계지진 다. 하지만, 4 이상에 설 되는 정도를 고려할 때 전기 기기에 볼 풀림 그 트 리고 앵커볼 풀림 검 트 부 변형 등 영구적인 손상을 가할 수 있으므로 시험적인 방법에 의한 성능 추천 행하는 것을 한다. (4.3) 압축공기발생장치는 고유진동수가 15 2.3.1을 참고하여 적용할 수 있다. (4.4) 변압기는 대 도 및 표 활동과 OLTC 앵커 볼 안정성의 상실과 상부 애 자의 파괴, 동수는 11.875 Hz 임 6 층 실증실험결과 층 또는 3 , ㎐ 이상(154 kV 라 디 에이 터 연결부의 검 증을 원 에 설치되는 소내용 전 권 저 견 발 되어 , 그 자체 극 낮 타입 히 신규 폭 장치 기기의 경우는 건물의 증 - 59 - 이 의 경우 진동대 실험에 의한 고유진 파괴현상이 장한다. 는 전 트로 고정된 경우 )으로 고진동수이므로 지진과 공진할 가능성이 경우 시험적 방법에 의한 성능 ( ) 2 에이 트의 파괴도 있을 수 있다. 대부분의 변압기 본체는 강구조이며, 의 고유진동수가 일반적으로 10 만, 디 앵커볼 라 표 태 터 컨 베 터 자형 기기)의 하나로서 지진 시 주 파괴형 의 과대변위 발생으로 인한 파괴 등이다. 또 변압기가 에는 증을 수 이상인 강구조로 되어 있기 때문에 해설 애 적인 일반기기(비 같은 ㎐ 및 지지 다. 하지 변압기의 을 별도로 고려할 필요가 있으며, 건물에 의한 증 기기의 경우는 건물의 증 원 소내용 전 폭 폭률 은 최대 2.8 정도이다. 을 고려하여 개별적으로 ㎐ 갖 폭률 약 장치의 대부분은 고유진동수가 7 검 그 러나 4 층 이상에 설치된 토할 필요가 있다. 경험적으로 감쇠 정도 이상이고, 비가 10% 이상인 것으로 알려져 있다. 이러한 동적 특성을 는 기기는 건물 내의 응답 해 실제 시험결과로부 이 터 지진에 대한 응답 증 1.7배 정도로 확인되 었 석 또는 다. 2.5.3 설계 및 시공 2.5.3.1 변압기 (1) 변압기는 지진 시 전도 및 활동에 대하여 안전하도 디 (2) 변압기는 라 터 컨 베 터 OLTC 누 콘크 에이 하며, 이로 인한 , 저 이 , 록 설계하여야 한다. 록 가 지진시 과도한 변위가 발생하지 않도 록 콘크 유 등을 포함한 기기의 파괴가 발생하지 않도 (3) 변압기의 지지 및 연결을 위한 리트구조는 국토교통부의 “ 설계하여야 한다. - 리트구조설계 강 각 도설계법(KDS 14 20 54, KDS 14 20 80 등)”, 강구조는 국토교통부의 “강구조설계 6 하중저항계수설계법(KDS 14 31 05, KDS 14 31 10, KDS 14 31 각 0 등)”에 따라 설계하여야 한다. 록 (4) 단, 변압기 본체에 연결되는 배관 등에 대해서는 지진 시 파손 등이 생기지 않도 고려할 필요가 있다. 착 (5) 변압기 정 부의 설계 및 시공 시 최소 요건사항으로 적절한 앵커 접 또는 용 으로 설치하여야 한다. [해설] (1) 변압기의 설계 및 시공 시에는 앵커볼 야 한다. 이때, 변압기의 활동에 대하여 용하고 있 음 루 을 고려할 수 있다. (2) 변압기를 이 호간 는 기기 상 표 콘크 트를 착 현한 정 리트와 변압기의 돌 의 충 부의 안전성 확보에 유의하여 이 발생하지 않도 록 접촉 마찰 면에서 력이 작 설계하여야 한다. 2.5.3.2 축전지 지지대 (1) 개별 축전지 자체는 별도로 내진성에 대하여 고려할 사항은 없다. 지대와 결 합 되는 경우에는 고유진동수의 저하가 발생되지 않도 유의하여야 한다. 합 측 (2) 축전지가 지지대와 조 락 등이 없도 록 시공 록 그 시공 또는 설치에 열 되는 경우에는 지지대의 손상, 축전지 배 열 혼란 도, 지지대 상면 고정에 충분한 주의가 필요하다. - 60 - 긋남 의 어 면에서 유의하여야 한다. (3) 축전지 지지대의 경우, 축전지의 경사나 배 러나 축전지 지 을 일으키지 않도 록 및 탈 지지대의 강 (4) 축전지가 복 립 집합 수로 조 한 체로서 지지대에 고정되어 있는 경우를 제외하고는 별 도의 전도 방지장치를 축전지의 무 게 심 중 으로부 에 설치하여야 한다. (5) 축전지는 지진 시에 이동을 일으키지 않도 하여야 한다. 빈틈 터 록각 축전지 높 이의 0.2배 이내의 범위 축전지 사이에 빈틈 이 없도 록 호간 설치 이 있을 경우에는 전도 방지장치나 축전지 사이 및 축전지 상 지진 시 이동을 방지할 수 있는 간격 재 등을 설치하여야 한다. [해설] (1.1) 개별 축전지 자체는 고유진동수가 20 ㎐ 이상이고, 정적하중의 2～3배 정도의 내진 그 강도를 보유하고 있기 때문에 별도로 내진성에 대하여 고려할 필요가 없다. 합 축전지가 지지대와 조 되는 경우에는 고유진동수가 7～15 라서 고유진동수의 저하를 예상하여 이를 방지하거나 록 도 혹 ㎐ 집합 러나 로 저하될 수 있다. 따 은 이 경우의 지진력에 시공 또는 설치에 주의가 요구된다. (1.2) 축전지 에 체가 지지대에 고정되어 있지 않은 경우에는 해설 그림 견디 2.5.1의 설치 범 위를 참조하여 별도의 전도방지 장치를 설치한다. 해설 그림 2.5.1 개별 축전지를 위한 전도 방지장치의 설치 범위 2.5.3.3 컨트롤 판넬 (1) 인 접 컨 롤 판넬 한 트 호 돌 은 상 충 하지 않도 다. (2) 설치 시 지진하중으로 인하여 기기가 이 견 게 콘크 슬 브 착 콘크 고하 (3) 인 탈 한 되지 않도 비 을 호 트로 상 하거나, 래 트 컨 롤 판넬 앵글 슬 브 입 접 착 위에 설치된 리트 래 트 에 매 은 된 강재에 용 - 61 - 연결한 록 컨 롤 판넬 채 베 은 고정하여야 한다. 리트 정 록 접 캐 닛 볼 등 강재를 이용하여 장 널 이스에 앵커볼 트를 한다. 또한, 기초부가 이중 바닥 시스 이용하여 [해설] 근 템 콘크 컨 롤 판넬 볼 슬 브 앵커볼 인 경우에는 리트 트 트로 고정한다. 을 래 에 트로 정 착 된 강재 프레임 컨 롤 판넬 년 g 컨 롤 판넬 울 짐 볼 풀림 끼임 뒤틀림 릴레 빠짐 그 앵커볼 풀림 였 층 높 당 컨 롤 판넬 록 검 추천 (3) 최 에 수행한 트 에 대한 진동대 실험에서 하는 설계 지진하중(0.3212 )의 3배를 가진 시 트 , 문 같이 발생하 트 ( ), 이 다. 이는 건물의 4 , 이상 의 손상이 발생하지 않도 트 리고 이에 위치할 경우 해 a 릴레 탈락 이 열림 틀림 및 문 비 - 62 - 당 재현주기)에 해 어 , 문 상부 연결부 등이 해설 그림 2.5.2와 하며, 이러한 지진 시의 시험적인 방법에 의한 성능 ( ) b 의 기 트 한다. ( ) 문 지반(2,400 지지대를 증을 수행하는 것을 c ( ) 문 상부연결부 볼 풀림 트 d 앵커볼 풀림 해설 그림 2.5.2. 컨트롤 판넬의 진동대실험에 의한 손상 ( ) 트 2.5.3.4 분로리액터, 소내변압기, 유도전압조정기, 가스절연개폐장치 (1) 본체는 충분한 내진성능을 가지고 있다고 할 수 있다. 앵커볼 (2) 지진에 대비하여 시공 시 그 입 트의 강도 및 매 방법에 충분한 주의를 기 울 일 필요가 있다. [해설] (1) 경험적으로 압축공기발생장치의 본체는 충분한 내진성능을 가지고 있으므로 특별히 내진성에 관련된 문제는 없다. 2.5.3.5 기기간 리드선의 시공 간 드 접 (1) 기기 리 선, 특히 인 간 한 기기 을 연결하는 별한 주의가 필요하다. 간 드 (2) 기기 리 짧 드 은 리 호간 간섭 선의 시공에 있어서는 기기 상 - 63 - 에 선은 그 시공에 대해서 특 을 일으키지 않도 록 적절한 방 법을 이용하여 충분한 연성을 확보하여야 한다. [해설] 간 드 템 타낼 간섭 (2) 기기 리 기기시스 나 선, 특히 인 접 전체가 연성진동계를 이 독 수 있다. 이 때문에 단 못 에 의한 예상치 간 루 한 기기 짧 을 연결하는 독 고, 단 은 리 드 드 선은 리 선을 포함하는 기기의 경우와는 아주 다른 진동특성을 으로는 충분한 강도를 가진 기기라도 지진에 의해 상 입 한 손상을 호 을 가능성이 있다. 2.5.3.6 기타 기기 (1) 기기의 전도, 지지부 및 연결부 등의 파손과 관련된 내진성능 확보가 우선 적으로 고려되어야 한다. (2) 지진력에 의한 기기 자체의 파손은 고려하지 않아도 된다. [해설] 타 (1) 경험에 의하면, 기 기기의 경우는 지진력에 의한 기기 자체의 파손은 발생하지 않으 며, 기기의 전도, 지지부 및 연결부 등의 파손이 우려된다. 2.6 발전소 스위치야드 설비 (1) 발전소 스위치야 드 에 속한 설비들은 이 지침의 “제2장 변전설비”의 내진설계 지침을 따라 내진설계 할 수 있다. 드 (2) 스위치야 표 운 현”에서 적용하는 수준의 지진 원 럼 원 (3) 단, 트 드 자력발전소 스위치야 표 은 본 지침서의 하는 운 설비에 적용하는 설계지반 드 동 수준을 스위치야 g 게 설비에 동일하 펙 럼 준설계응답스 트 협 과 대한전기 원 펙 럼 트 을 포 하는 서 영주기 가속도의 증가비와 동일하 트 원 게 증가시 켜 야 한다. 표 은 지반특성이 고려되어 지 이 규정은 수평 및 수 (4) 또한, 방향 설계응답스 드 자력발전소 스위치야 펙 럼 트 TB 에서 규정하는 펙 에서 규정 선으로 결정한다. 트 보다 작은 경 은 통제점에 자력발전소 안전정지지 면에서 정의되는 것으로 한다. 당 에 모두 해 된다. 에 설치되는 건축물의 경우에는 건축구조설계기준에서 펙 럼 제시하는 건물의 중요도계수를 고려한 설계응답스 S S 자력발전소 안전정지지진의 영주기 가속도가 0.3 펙 럼 직 적용한다. PIC TB 괄 곡 g 펙 럼 각 원 회의 KE 우, 최소 0.3 로 설정하여야 하며, 안전정지지진의 설계응답스 진의 설계응답스 동의 에 설치되는 변전설비의 내진설계를 위한 설계응답스 자력발전소의 안전정지지진 설계응답스 이때, 설계 대상 운 동의 수준은 이 지침의 “1.2.4 설계지반 원 트 펙 럼 자력발전소의 안전정지지진 설계응답스 - 64 - 협 과 대한전기 트 PIC 곡 회의 KE 괄 을 포 하는 선 으로 결정한다. 이 경우에도 설계 대상 가 0.3 g g 자력발전소 안전정지지진의 영주기 가속도 펙 보다 작은 경우, 최소 0.3 로 설정하여야 하며, 안전정지지진의 설계응답스 럼 각 트 원 은 게 통제점에서 영주기 가속도의 증가비와 동일하 펙 럼 발전소 안전정지지진의 설계응답스 트 켜 표 증가시 야 한다. 은 지반특성이 고려되어 지 원 자력 면에서 정의되 는 것으로 한다. 이하 건축물의 내진설계절차는 관련설계기준을 준용한다. [해설] I (3.1) 송배전설비 내진설계 실무지침(2014)에서는 Preliminary findings earthquake at ashiwazaki- ariwa AEA에서 발행한 “ and lessons learned from the 6 uly nuclear power plant 원 g 였 Preliminary findings and lessons learned from the 6 uly earthquake at ashiwazaki- ariwa nuclear power plant 원 드 음 1 J 2007 (2007. 8)”를 참조하여 0.25 로 설정하 J K 자력발전소 소외전력의 최소기준으로서 다. 이 보고서( 2007 1 K 스위치야 K K 와 관련된 주요내용은 다 )에서 과 같다. P 약 off-site power • 지진의 공통된 손상 특성으로 인해 최대지반가속도 ( GA) 값이 원 진에 대해 자력발전소 자력 발전소를 평가할 때 소외 전력( 0.25 g 이상인 지 )이 손실된다고 가정하 는 것이 일반적이다. 기존의 발전소가 작동할 수 있고 송전선로가 손상되지는 않지만 약 원 난 십년 많 찰 beyond design basis esrthquake B B 변압기 변전소는 지진 발생시 고장에 취 하여 정비중인 자력 발전소에 전력을 공급 할 수 없 동안 에서 확인되 게 된다. 이 가정은 지 특히 설계초과지진( 수 은 관 , 할 때 발전, 송전선 및 변전소 기능이 작동 가능하다는 것이 • 과거 지진의 관 러나 한 결과로부 최대지반가속도 ( GA)가 , 시와자키 1 일 이후에 외부전 뢰 은 신 성을 가지고 제 )에 대한 안전성을 인정하는 것이 허용된다. 인해 외부 소외전력 손실 ( 다. 높 다. 일부 경우, 하는 방법을 적용 off-site power 측 터 P 약 g loss of off-site power LO P 카 카 ashiwazaki- ariwa 원 원 았 훈 약 g 시될 수 있다면 소외 전력( 었 그 6 처 D E)에 대 었 리와(K 이상인 지진으로 S )이 발생한다는 사실이 K 손실이 발생하지 않 0.25 ) 자력 발전소는 2007 다. 이 지진의 교 설계가 상대적으로 진보된 일본과 같은 국가에서는 입 년 월 증되 7 은 전기 시설의 내진 0.25 보다 큰 최대지반가속도를 가진 지진 발생에 대한 소외전력 손실의 가정이 보수적 일 수 있다는 것이다. 따라서 드 소외발전, 송전선로 및 스위치 야 gP 0.25 에 대한 상세한 성능 평가는 다른 GA 이상의 지진에 대한 소외전력 손실 임 높 계값을 원 자력 발전소에서 당 이는 데 대한 정 성을 제공할 수 있다. 6 원 (3.2) 9.12 경주지진(201 .9.12) 이후, 산업통상자 g 내진성능을 0.3 g 당 수준으로 확보하도 였 기준을 0.3 로 변경 설정하 g 0.3 에 해 록 요구함에 따라, 으며, 이는 원 원 전의 주요 안전계통에 대한 자력발전소 소외전력의 최소 자력발전소 안전정지지진의 영주기 가속도 하는 값을 기준으로 정한 값이다. - 65 - 원 부에서 가동 당 (2)∼(4) 항에 규정된 최대지반가속도는 해 당 므로 (2)∼(4)항의 규정을 해 적용하는 것이 합 설비에 각각 설비의 최소 하중에 대한 의미를 가지 적용하여 이 중에서 가장 큰 값을 설계에 리적이다. 해설 그림 2.6.1. 송배전설비 표준설계응답스펙트럼( 지반), KEPIC STB 기준에 따른 스펙트럼과 두 스펙트럼을 포괄한 스펙트럼의 비교 2.7 설비의 내진검증 시험 (1) 요구되는 지진의 수준은 1.2절의 설계지진에 따라 결정한다. (2) 시험대상 설비의 유형은 본 지침서를 따른다. (3) 시험을 위한 설비의 구성과 게 (4) 시험대상설비의 무 객 과 완 관성을 담 입 력지진의 기는 본 지침서를 따른다. 뢰 는 시험장비의 용량을 초과하지 않아야 한다. 시험소는 신 보할 수 있도 록 OL 터 성하는 데 필요한 시험 데이 OL (5) 시험은 K 크 K AS 인증 기관을 대상으로 하며 시험 보고서를 를 생성할 수 있어야한다. 격 갖춘 AS 인증 기관 소속 중 내진성능을 평가 할 수 있는 자 을 전문가의 참관하에 수행한다. 필요시, 발주자의 요구사항을 반영한 내진시험이 수행되도 6 성 청 할 수 있다. ( ) 시험대상설비는 시험 후 과도한 변형 및 구성요소의 록 요 붕 괴가 발생하지 않아야 하며 시험 전과 시험 후에 정의된 내진성능수준의 만족 또는 연속성이 확보되어야 한다. (7) 건물 내부에 설치되는 기기는 대상 구조물의 층 응답을 고려할 수 있는 작성하여 사용하여야 한다. (8) 기능시험은 발주자의 요구에 의해 수행될 수 있고 내진 - 66 - 검 입 력지진동을 증 시험의 수행 전과 후에 음 수행되어야 하며 시험의 절차는 다 ① 승 ⑥ 택② 시험대상설비의 선 인 ⑦ 기능시험 과 같다. 지진수준의 결정 진동대시험 ⑧ (9) 시험대상설비의 공진주파수를 확인하고 시험을 수행한다. 입 (10) 시험을 위한 최소 33 S )은 요구응답스 한다. 시험응답스 택④ 시험소의 선 실험계 획⑤ 획 계 보고서작성 의 검색 비를 결정하기 위하여 공진주파수 cut off Hz 펙 럼 TR Test Response 펙 럼 RR Required Response pectrum 락 펙 럼 검색 검색 낮 펙 럼 락 력지진동의 강진지속시 동수는 pectrum ⑨ 감쇠 기능시험 ③ 이상이어야 트 트 ( 간 은 20초 이상이어야 하며 절단( 한다. 시험응답스 트 ( S, 은 공진 만의 주파수 영역에서 요구응답스 트 S, S 시험으로 된 가장 을 포 ) 진 )을 포 하여야 은 공진주파수의 70%미 하지 않아도 된다. (11) 진동대 시험 수행시 시험대상설비의 동특성과 구조건전성을 확인하기 위하여 가속 도계, 변위계, 하중계, 스트 레 게 인 측 이지 등 계 측 기기를 이용하여 시험응답을 계 야 한다. 측 호 (12) 시험결과는 시험사진, 동영상을 포함하여 시험대상설비의 상세, 시험 결과, 계 와 허용기준의 비교 및 계 측 획 계 [해설] 타입 (1.1) 동일 I EEE S td 6 신 등을 포함하여 상세히 보고되어야 한다. (13) 본 지침서에 명시되지 않은 변전소 설비 및 기기의 내진성능 및 절차는 최신의 하여 검 증을 위한 시험방법 93을 참조할 수 있다. 변전설비는 송배전설비 내진설계실무지침서를 만족하는 시험성적서를 제시하는 경우 시험적 방법을 대체하여 만족하는 것으로 본다. (1.2) 요구되는 지진의 수준은 1.2절의 설계 지진을 따르고 본 실무지침서를 준용해야 한다. 품 (2) 시험 대상 설비의 유형과 구성 호 시험소의 상 확인을 완료 은 시험 전에 정의되어야 하며, 입 뢰 고 후 시험 의 자와 하여야 한다. (3) 시험을 위한 설비의 구성과 입 력지진은 사용자(한전, 제작사 등) 및 사용자에 의해 지정된 대리인에 의해 아래의 사항을 고려하여 결정되어야 한다. 1) 지지부(하부구조물)의 2) 앵커 높 타 이 및 기 특정 세부 요구사항. 지지부를 포함한 지지 구조의 세부 사항. (4) 시험소 및 진동대 시험 설비 1) 시험대상설비의 무 게 는 진동대 장비의 용량을 초과하지 않아야 하고 K 기관에서 시험을 수행하여야 한다. Hz까 든 pectrum RR Required Response pectrum 검색 Hz S 지의 모 )가 (예 : 공진 2.8 S( 주파수에서 시험대상설비를 고려하여 S 괄 )를 포 하는 주파수에서 S( 할 수 있어야한다. 시험으로 확인된 최저 공진 주파수가 4 Hz Hz × 일 경우, 4 이상의 주파수 영역에서 시험을 수행할 수 있어야 한다) - 67 - AS 인증 당 TR Test Response 2) 진동대 장비는 시험대상 설비의 최저 공진 주파수의 0.7 배에 해 최대 33 OL 0.70 = 직 3) 진동대 장비는 수평 방향과 수 할 수 있어야 한다. 4) 시험소의 장비는 기기의 내진 5) 시험소 6 직원 방향 모두에서 최소 1 검 든 증에 필요한 모 Hz 의 공진 주파수를 터 별 시험을 수행할 수 있어야 한다. 은 시험 작업 수행에 경험이 있어야 하며 시험소는 시험 보고서를 하는 데 필요한 데이 식 완 성 를 생성할 수 있어야 한다. ) 기능시험은 시험소에서 수행할 것이 권 고되지만, 시험소 장비 성능의 한계 및 안전 타 등의 이유로 시험이 불가능할 경우, 참관인의 참관하에 시험소 또는 제조사의 기능시험소에서 수행할 수 있다. IO 품 7) 시험소는 S 이에 준하는 17025 (시험소 또는 교정기관의 능력에 관한 일반 요구사항) 또는 템 질 시스 (5) 시험의 참관 1) 진동대 시험은 내진 최 의 종 승 을 확보한 기관이어야 한다. 검 증의 적정성을 판 격 갖춘 을 내진 전문가 또는 름 사용자에 의하여 지정된 참관인의 참관하에 수행한다. 참관인의 이 께 인과 함 은 확인자 보고서에 포함하여야 한다. 2) 전문가는 지진시험에 대한 적절한 지 6 단할 수 있는 자 식 을 가지고 있어야 하며 시험의 요구 사항을 이해하고 준수하여야 한다. ( ) 정의된 내진성능수준 검 내진성능 음 추 증을 위한 내진성능수준은 다 과 같이 정의할 수 있다. 기능유지의 경우 기능수행수준과는 별도의 개념으로 발주자가 가로 요구할 수 있다. 1) 기능유지 : 기능수행수준과는 구분되는 개념으로 별도로 요구되는 설계지진 수준에서 설비의 전기적인 동작( operational condition )이 확보되는 것으로서, 시험 전 사용자의 동의에 의해 장비의 특정 기능이 확인되어야 하며, 시험 후 장비가 의도한 기능을 수행할 수 있어야 한다. 장비가 의도한 전기 기능을 수행할 수 없으면 기능 유지 실 패 간 로 주한다. 료 2) 과도한 손상 : 재 있다고 판 심각 복 의 항 정도가 기기의 작동 조건에서 단되는 정도이면 중대한 손상이 발생한 것으로 간 - 품 균열 탈 누 타 - 금 품 복합 품 복 I td 6 파손은 부 의 파손, 속 부 항 한 손상으로 , 주할 수 있으며, 구성 요소의 손상이 발생하지 않아야 한다. 은 장비의 기능유지에 영향을 주지 않을 경우 경미한 은 허용될 수 있다. (7) 옥내 설비 1) 1.2절에서 제공되는 폭 출 및 기 소재의 부 손상에 대한 상세 정의는 증 괴를 유발할 가능성이 주한다. , 이 및 간 붕 터링 및 필 RR EEE S 93을 참조할 수 있다. S는 자유장 (또는 지면) 조건에 대한 것으로 건물에 의해 되는 동적 특성은 포함하지 않는다. 2) 본 지침서를 준용하여 성능평가에 사용되는 건물의 사용하여야 한다. - 68 - 층 펙 럼 응답을 고려한 스 트 을 작성 3) 발주자는 1.2절에 의해 작성된 지반의 설계응답스 폭 정하여 건물에 의한 지진력 증 (8) 시험의 계 획 및 절차 측 획 계 6 측 검 종류 검 게 ) 시험의 방법 및 절차를 결정한다. 시험계 레 게 인 이지와 같은 계 측 장치의 설치 획 에는 시험시설에서 수행 할 모 든 시험의 이 포함되어야한다. 7) 시험 계 조 , 재현주기 등)을 결정한다. 하고 가속도계 및 스트 위치를 보여주는 개요도를 작성한다. 서 을 적절하 증시험이 수행 될 시험소를 결정한다. 요구 사항을 점 순 목록 획 율 한다. 3) 요구되는 지진의 수준 (지진구역, 지반 5) 계 가속도 배 효과를 고려할 수 있다. , 시험 방법을 결정한다. 4) 기능시험과 내진 트 택 1) 시험대상설비를 선 2) 계 펙 럼 은 시험 전에 발주자 또는 발주자가 지정한 전문가에 의해 준비되고 승 인 되어야한다. 8) 기능시험은 진동대 시험 전과 후에 수행한다. 검 tep Test Name Receiving inspection pecimen mounting and inspection Pre-inspection 획 Test Method Remarks Visual inspection Visual inspection Instrumentation ensor check check tructural integrity Visual inspections check ine sweep mp g Resonant frequency Freq Hz ~ Hz search test Freq sweep rate octave/min ir X Y Z Total duration s trong motion s hake table test Time History test Input motion High level amping ratio ine sweep mp g Resonant frequency Freq Hz ~ Hz search test Freq sweep rate octave/min ir X Y Z tructural integrity Post- inspection Visual inspections check 9) 내진성능 S 1 증을 위한 진동대시험 계 의 예 S 2 3 4 S S S A .: 0.05 .:1 35 : 1 D . = , , . 5 : 30 : 20 S S : D 6 7 (9) 공진주파수 . . : 2 % S A .: 0.05 .:1 35 : 1 D . = , , . S 검색 검색 실험 1) 공진주파수 수행한다. 2) 공진주파수 검색 실험은 시험대상설비의 공진 주파수와 실험에는 sine sweep test - 69 - 또는 감쇠 비를 결정하기 위하여 random noise test 등의 방법을 사용할 수 있다. ine sweep test 3) S octave/min 는 1 Hz . 이하의 속도로 수행되어야 하며, 1 Hz 간 합 영역을 고려하여야 하고 최소 33 결정은 발주자와 제작사 의 이상의 주파수를 고려해야 한다. 최대 주파수의 의로 결정한다. 충분한 가진력을 확보하기 위하여 폭 크 시험대상설비의 안전에 문제가 없을 경우, 시험 진 g 폭 Random noise test 0.1 의 진 4) 좋 을 사용하는 것이 는 0.25 g 다. 이상의 입 토하여야 한다. 입 (10) 진동대 시험을 위한 1) 검 6 내진 증을 위한 운 력 지진 강진 오 간 I 은 종합 폭 EEE I 달 의 25%에 도 간 간격 td 6 어지는 시점 사이의 시 2) 절단 진동수는 Hz 록 변전설비 EEE S 지 93의 경우 최소 33 합 성 가속도시 간 협 하면서 발주자와 제작사 의 히 IC 기준), E 원잔 게 바람직 간 터마 막 폭 까 떨 승Hz 간 검 목 맞게 Hz EEE S 344( 력 발전소 안전관 하다. 시 으로 최대 진 으로 정의한다. (예: 5초 상 를 요구하고 있다. 기본적으로 내진 하도 93(미국 한 시점부 기준 공통적용사항의 경우 인공 50 td 6 I td S 적으로 고려할 때 20초 이상으로 적용하는 이력에서 최대 진 밀 차가 발생할 경우, 구조적 변화를 면 2271 201(고전압스위치기어 및 조정장치 기준), 련 설비 기준)를 g 기는 0.05 이상 이어야 하며 에 대하여 수행되어야 한다. 동 요구사항 지속시 의 폭 력 진 5) 시험 전과 후의 공진 주파수가 20%이상 검 이상의 주파수 의 25% 지 20초 강진지속 5초 하강) 를 요구하고 있고 행안부 내진설계 이력을 작성 시 절단 진동수를 최소 증의 적에 최소 33 이상을 만족 의에 의해 정한다. 3) 진동대 장비가 작동한계를 충족하는 경우, 시험에 사용되는 이론적인 지진동은 Hz 시험대상설비 최저 고유진동수의 70%이하 이지만, 2 사용할 수 있다. 4) TR + RR S의 –10% S는 50%를 초과하여 당 RR 5) 공진주파수가 해 /+ RR 50% 허용범위에서 락 S를 포 터링 이하의 주파수에서 필 락 S를 포 하여 S가 RR S가 허용 오 하여야 한다. TR 하는 경우, 발주자의 동의가 필요하다. S의 견 범위에서 발 되지 않을 경우 15 Hz TR 이상에서 차를 초과하는 것은 허용할 수 있다. 측 (11) 시험 계 1) 시험대상설비 및 지지구조물의 큰 변형이 예상되는 위치를 포함하여 구조적으로 중요한 위치에 스트 캔틸 버 등의 래 레 게 인 이지를 설치한다. 변압기, 스위치 기어 등에 부 구조에 대한 축 변형을 고려하기 위하여 90 필요할 수 있다. 단면에서 대 용 접 부에 경우 합 직 근접 하여 게 표 적인 변형 률 측 을 계 으로 4개의 하기 위해서 애 착 이지를 설치하지 않아야 한다. 지지 경이 가장 작은 부위에 설치할 수 있다. 이외 부 의에 의해서 정한다. °간격 플레 셀린 이지가 절연 채 의 위치는 발주자와 제작사의 측 - 70 - 싱 된 부 이트, 연결부, 자 등의 포 2) 시험대상설비의 하단과 상단을 포함하여 주요위치의 상대변위 계 설치하여야 한다. 착 게 을 위한 변위계를 측 3) 시험대상설비의 고정하중과 지진동에 의한 하중응답의 계 볼 권 트 또는 하중계를 설치하는 것이 장된다. 그 레 을 위하여 스트 러나 필수 사항은 아니므로 시험 여건과 안전 등을 고려하여 결정할 필요가 있다. 4) 3축 가속도계는 시험대상설비의 무 기 신 타 뢰 게 심 중 호 성 있는 신 를 계 싱 , 상단, 지지부의 상단, 부 주요위치에 설치하여 시험 응답을 계 측 측 하기 위하여 진동대 인 의 하부 및 하는데 사용할 수 있다. 시험 가진의 바닥 측 할 수 있도 률 등) 및 해 에 3축 방향을 계 록 가속도계를 설치하여야 한다. (12) 시험 결과의 보고 1) 최대 응력, 하중 및 변위, 허용용량(해 마 표 날 온습 름 직 진에 대한 2) 시험 로 작성된 요 자, 약 당 하는 경우 허용응력, 변형 도 및 시험소의 위치와 연 3) 시험자의 이 과 당 락처 함 4) 시험장비, 시험 방법 및 기기에 대한 설명 5) 시험 구성 및 계 6 측 획 계 료 번호 ) 시험대상설비의 세부사항 및 재 물성 7) 시험대상설비의 구성요소와 일련 8) 시험 전 후의 공진주파수 9) RR S와 TR 검색 결과 S의 비교 10) 최대가속도, 최대응력, 최대변위, 허용기준 비교 11) 관 찰 된 손상 보고 당 12) 참관인의 참관상세(상세한 시험 참관 내용) 및 해 13) 시험장비의 마 막 지 교정 날 빙 내용의 문서화 자 및 증 14) 시험 사진과 동영상 15) 시험 개요도( outline drawing ) (13) 본 지침서 명시되지 않은 변전소 설비 및 기기의 내진성능 절차는 최신 I EEE S td 6 93을 참조할 수 있다. - 71 - 검 증을 위한 시험방법 및