<테마특강> 송전선로 경과지 선정 기술 발전방향

김진철

◇74년 한양대 전기공학과 졸업, 한국전력공사 입사

◇88년 연세대 산업대학원 전기공학 석사

◇현재 한국전력공사 송변전처 송변전건설팀장

　최근 들어 송전선로 건설시 반드시 선행돼야 할 경과지 선정과정에서 객관성을 확보하고 관련기술을 향상시키기 위해 지리정보시스템(GIS)과 위치측정시스템(GPS) 등의 측량방법을 적용하는 사례가 늘고 있다.

　특히 정밀도가 높은 측량자료를 기반으로 최적의 송전선로 경과지 선정에 이용되는 최적전력선시스템(Optimal Powerline System)을 활용, 과학적으로 분석해 경과지를 선정하거나 사회적 환경변화에 능동적으로 대처하기 위해 시스템을 자동화하는 등 송전 관련기술은 날로 발전하고 있다.

　GIS(Geographic Information System)는 광역 공간에 존재하는 각종 도형 및 비도형자료를 체계적으로 수집·저장·분석 처리해 국토개발, 지역계획, 환경정보관리 및 각종 시설물관리 등의 목적에 활용하는 정보시스템이다. 컴퓨터 하드웨어·소프트웨어, 공간·비공간 데이터, 인적자원으로 구성된 통합체계인 GIS의 응용분야는 도시계획, 도로시설, 상·하수도 등 다양하다.

　송전선로 분야에서는 지난 95년 345㎸급에 처음으로 시범 적용된 이후 현재 154㎸급 이상의 경과지 선정작업에 이용되고 있다.

　GIS 적용순서는 먼저 현지 개황조사를 위해 대상지역에 대해 법률상 피해야 할 개소, 각종 개발계획, 주변 토지이용 실태 등을 점검한다.

　다음으로 위성자료 획득·분석을 위해 지구관측 인공위성에 탑재된 센서를 이용, 지상의 지형지물에서 반사 또는 방사되는 전자파 에너지를 감지해 데이터 변환과정을 거쳐 디지털 사진화한 후 5만분의 1 지도와 동일한 축척으로 기하보정하여 광역DB 구축에 활용한다.

　광역DB 구축과정은 5만분의 1 지형도와 현지 개황조사 결과, 지구관측 위성자료를 종합해 DB를 구축하고 최적 지역 도출을 위해 광역개념 26개 분석항목(자연환경 6개, 생활환경 5개, 사회환경Ⅰ 3개, 사회환경Ⅱ 6개, 설계 및 시공 4개)에 대해 항목별 저항치와 가중치를 산정한다.

　이후 지리정보분석도구(ARC/INFO)의 격자(Grid)모듈을 이용해 격자자료모델(Grid Data Model)에 기초한 격자분석기법을 적용(1차분석 100m격자, 2차분석 40m격자)한다.

　항공사진 분석은 최적 경과지를 선정하기 위한 상세역 분석에 사용될 DB 구축자료를 위해 필요하고 항공촬영으로 획득한 자료는 기하보정 후 5000분의 1 지도와 동일한 축척의 디지털자료로 변환해 DB구축에 활용한다.

　마지막 단계에서 상세역 DB구축 및 최적 경과지를 선정하는 과정은 상세역 기준(선하지조건, 철탑위치조건 등)에 따라 지형도(5000분의 1), 현지조사자료 및 디지털 항공사진을 이용해 폭 2㎞의 후보 경과지를 대상지역으로 DB를 구축해 최적 경과지를 선정한다.

　최적 경과지 확정은 최적전력선시스템을 활용해 상세역DB를 중심으로 선하지조건 및 철탑위치조건 적응분석, 최적 각도 철탑위치 선정 검토 등을 통해 이뤄진다.

　최적전력선시스템은 송전선로 측량 및 설계와 검토, 보고서·도면 작성 등을 통합지원하는 시스템으로, 측량모듈인 측정전산프로그램(타워 LOG)과 설계모듈인 설계전산프로그램(타워 CAD)으로 구성된다.

　타워 LOG는 전자 야장에 탑재되어 측량 현장에서 측량 오류의 점검이 가능하며 지장물 코드(Feature Code)를 이용한 3차원 모델을 자동 생성시킨다.

　타워 CAD는 타워 LOG를 이용한 측량데이터, GPS 및 토털솔루션 등의 수치화된 측량자료, 디지털 항공사진 등의 지형데이터를 이용하여 철탑의 위치·형태·높이 등을 자동 선정하고 철탑규격 및 사양, 전선, 설계하중 등의 기술검토를 용이하게 하며 도면 및 보고서를 자동 작성, 출력해준다.

　GPS는 인공위성(GPS위성)을 이용한 측위시스템으로, 미국 국방부에서 군사작전용으로 개발했다. GPS위성은 지구표면에서 약 2만㎞ 상공의 원궤도에 24대가 배치돼 지구 주위를 12시간 주기로 회전하고 있다.

　위성에는 원자시계가 탑재되어 있어 지상관제센터에서 위성위치를 정확히 제어할 수 있고 각 위성은 2개의 주파수(1.57㎓, 1.22㎓)로 위치정보 등을 송신한다.

　따라서 그 위성에서 발사되는 전파를 수신해 세계 어느 지역에서든 자신의 위치를 알 수 있다.

　GPS 측량의 특징은 실시간 3차원 측량이 가능하고 측량시 장애물에 의한 제약요인이 거의 없다는 점이다. 또한 좌표계의 표준화가 가능해 단시간에 많은 측량을 할 수 있으며 현장에서 작업성과를 확인할 수 있는 등 좌표점 추적이 용이하다. 이외에 현장작업 후 모든 작업성과를 소프트웨어로 자동 처리할 수 있다.

　GPS 측량방법은 수신기 2대를 사용하여 동시에 4대 이상의 GPS위성으로부터 자료를 수신해 미지점 및 기지점의 좌표를 측정하는 것으로, 정적(Static) 측위와 동적(Kinematic) 측위, 실시간 동적(Real Time Kinematic) 측위 등의 방법이 있다.

　정적 측위는 4대 이상의 위성으로부터 1시간 이상 관측하며 정밀도가 가장 높아서(1㎝+1ppm) 정밀기준점 측량에 사용된다.

　동적 측위는 4대 이상의 위성으로부터 1∼수초간 관측할 수 있는 등 정밀도가 비교적 높아(2㎝+2ppm) 보점 및 지형측량, GIS 자료수집 등에 활용된다.

　실시간 동적 측위는 5대 이상의 위성으로부터 수초간 관측하여 정밀도가 비교적 높고(2㎝+2ppm) 어떤 측량보다도 작업속도가 빨라서 현장에서 원하는 점의 좌표를 알 수 있다. 작업의 효율면에서도 가장 앞선 측량으로 지형 측량, 위치 확인, GIS 자료수집에 활용하고 있다.

　GPS에 의한 송전선로 설계측량 적용범위는 기준점·중심·종단·평면·철탑부지·지적측량 등이다. 특히 측량 대상물간 시야 확보를 위해 수목벌채를 최소화할 수 있고 장거리 측량시에도 상대오차가 적다.

　실제 적용현황은 기설 철탑위치 확인(DGPS법)에서 시범 적용중이고 지난 96년에 시범측량 실시 후 765㎸ 송전선로에서도 약 40㎞구간에 대해 적용된 바 있다.

　현재 적용되는 기법으로는 기준점 측량, 중심선 측량 및 종단 측량은 GPS로 100% 측량하고 철탑부지 및 평판 측량은 기존 측량방식과 GPS 측량을 병행 실시하고 있다.

　또한 지역특성을 고려해 GPS 측량과 기존 측량방법을 탄력적으로 시행하고 있다.

　그리고 GPS자료는 최적전력선시스템이 사용할 수 있는 자료형식으로 변환할 수 있는 간이프로그램을 개발해 사용하고 있다.

　GIS 및 GPS에 의한 측량을 도입 적용한 결과 수목벌채를 최소화할 수 있고 유연성 있는 경과지 선정과 측량 전 각종 기술검토 시행으로 측량 도중 발생할 수 있는 오류를 미연에 방지할 수 있다. 또한 기존 측량방식에 비해 장거리노선 측량시 오차를 줄여 정밀시공이 가능하고 자료전산화로 작업능률을 향상시켜 시간을 단축할 수 있다.

　GIS 및 GPS 측량은 이러한 장점 등을 갖고 있어 기존 측량에 비해 신뢰성이 높아 향후 송전선로건설 분야에 널리 활용될 것으로 예상된다.