[한국에너지신문] 한국전력 전력연구원(원장 김동섭)은 집중 호우나 풍수해 등 자연재해시 산비탈면에 분포된 송전철탑 등 전력설비의 위험도를 평가하고 예방할 수 있는 ‘급경사지 전력설비 안정해석 프로그램’을 개발했다.
국내 송전철탑 4만기 중 약 3만기가 산악지역에 있고 그 중 일부는 급경사지 또는 계곡부에 있어 자연재해 발생시 지반이 약화되거나 토사 유출에 따른 산사태의 위험에 노출돼 있다.
비탈면에 설치된 전력설비의 파괴 사례 원인분석에 의하면 강우로 인한 표면 침투와 토석류 하중 때문에 발생하는 것으로 보고되고 있다.
그러나 기존의 상용 해석 프로그램(SLOPE/W, TALREN)은 강우 시 지하수위 상승만 고려해 안정성 평가를 수행할 수 있고, 급경사지에 위치한 전력설비와 같이 토석류 하중, 표면침투 등을 고려한 기초지반의 안정성을 평가하는 데는 어려움이 있었다.
이번에 전력연구원에서 개발한 ‘실시간 급경사지 전력설비 안정해석 프로그램’인 키스(KISS, KEPCO Integrated Slope Stability)는 실제 산악지역에 분포하는 급경사지의 전력설비의 특성 분석을 통해 강우 발생 시 표면 침투 영향, 토석류 하중 등의 요소를 고려하여 비탈면의 붕괴 위험도를 판별할 수 있다. .
이 프로그램은 철탑 및 기초의 사면 안정 해석, 토석류 하중으로 인한 기초 및 사면의 안전율 해석, 표면 침투수의 영향 해석 등 토질공학적 측면에서 안정도를 계산하고 해석이 가능하도록 설계했다.
현장 실무자들이 쉽게 사용할 수 있도록 자동탐색 기능을 탑재해 예상 파괴면을 자동으로 도출할 수 있다. 지속되는 강우로 1차적인 사면 파괴가 발생한 후에도 추가적인 사면 파괴를 예측하고 최종적으로 사면 파괴 시점 및 규모를 예측할 수 있도록 진행성 파괴 탐지 기능도 추가했다.
이 프로그램으로 765kV 신안성-신가평 송전선로 붕괴지에서 비교 검증을 통해 정확도 및 성능 검증을 완료했다. 향후 사업소에 본 프로그램 배포와 담당자 교육을 통해 사업소별 위험 급경사지 관리와 안정해석 등에 활용할 예정이다.
사업소는 기상예보 강우 데이터를 활용해 사면 및 철탑의 안정성을 실시간으로 해석하고, 전력설비의 위험지역을 사전에 예측할 수 있어 자연재해 사고 예방 및 피해 규모를 최소화할 수 있다.
전력연구원 관계자는 “이번 프로그램 개발을 통해 산사태나 사면 붕괴 등의 위험에 노출될 수 있는 기존 송변전 설비의 체계적 유지관리와 철탑 시공 전 최적화된 기초 위치 도출을 할 수 있게 됐다”며 “사면 파괴에 따른 경제적 손실을 줄이고, 재해로부터 국가 주요 인프라 시설을 보호할 수 있도록 이 기술을 유관 건설 산업계와 공유할 것”이라고 밝혔다.
