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철탑 내진성 평가 정확도 향상
일본 電中硏, 프로그램 개발
2019년 01월 28일 (월) 백광열 elenews@chol.com

철탑의 흔들림 용이하게 해석

모든 종류의 철탑에 적용 가능

일본의 전력중앙연구소는 지진 발생 시 철탑의 진동을 용이하게 해석하는 프로그램을 개발하고 있다.

철탑의 내진성능 평가에 기여하는 것이 목적이다.

철탑의 내진성능을 조사하는 계산식을 사용하는 데는 지진 시 철탑의 흔들림 방향을 파악할 필요가 있다.

현재 대부분 사용하는 계산식은 산출 시에 사용된 철탑의 샘플이 적어 계산식에서 얻어진 평가가 부정확한 가능성이 있었다.

이번에 개발한 프로그램을 사용하면 샘플을 다양하게 얻는 것으로 계산식의 정확도 향상이 기대된다.

철탑은 지진동의 직접적인 영향이 많지 않기 때문에 지금까지는 바람으로부터의 하중을 중시한 설계가 시행돼 왔는데 2011년 3월 동일본대지진 이후 철탑의 내진성에 대해서도 고려해야 한다는 요구가 일어났다.

이러한 경향을 거쳐 일본전기학회에서는 지난 1979년에 제정된 철탑 설계기준인 ‘송전용 철탑설계표준(JEC)'의 개정작업을 추진하고 있다.

2015년에는 JEC 개정의 전단계인 테크니컬 리포트(JEC-TR)를 발행, 사업자에게 지진의 하중이 철탑에 미치는 영향을 검증할 것을 요청하고, 내진성을 평가하기 위한 계산식을 기재했다.

향후 이를 JEC에 반영시킬 방침이다.

이 계산식에서 사용하고 있는 계수는 철탑의 중량과 높이, 지진 시 각 부재에 발생하는 힘 등의 조건에서 산출한다.

그러나 계수 작성 시에 샘플로 한 철탑은 많지 않다.

이 때문에 전압계급이나 사이즈, 가선상황 등에 대해 일정한 조건 하에 있는 철탑에서는 계산식이 맞아떨어지지만 조건을 벗어난 철탑에서는 계산식에서 얻어진 결과가 실태를 반영하지 못할 가능성이 있었다.

전력중앙연구소에서는 이 계산법이 어떠한 철탑에서도 적용하는 것이 가능하기 때문에 비교적 용이하게 계수를 구하는 방법을 검토하고 있다.

계수산출에 필요한 지진발생 시 움직임을 시뮬레이션하는 프로그램을 개발했다.

프로그램에서는 철탑을 단순한 모델로 바꿔 고도별로 지진에서 발생하는 움직임 폭의 최대치를 구한다.

이 수치를 기준으로 지진 시 부재에 발생하는 힘을 산출한다.

프로그램은 모든 종류의 찰탑에 적용이 가능하다.

프로그램에서 철탑의 데이터를 다양하게 수집하는 것으로 계산식을 범용적으로 실태에 맞게 하는 것이 가능하게 된다.

JEC는 오는 2000년 개정될 예정인데 이번에 전력중앙연구소가 개발한 프로그램도 반영될 예정이다.

전력중앙연구소는 향후 JEC의 개정을 염두에 두고 프로그램 정확도 향상을 위한 검토를 거듭하고 있다.

이 중의 하나가지진이 기초부분에 미치는 영향의 해명이다.

현재의 프로그램은 철탑부분만을 대상으로 해 지면에 매립돼 있는 기초부분은 고려하지 않았다.

이를 위해 홋카이도에 있는 철탑의 설비를 이용, 기초부분 진동의 조사를 계속하고 있다.

분석결과는 프로그램에 반영될 방침이다.

철탑 자체의 내진성 외에 지반의 특성과 중력의 영향, 강우량 등 재해피해를 좌우하는 각종 데이터도 수집하고 있다.

철탑설치 개소의 선정에 기여하는 등 다양한 관점에서 철탑의 내진성을 크게 고려하고 있다.

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