도시가스 지하매설배관의 전기적 간섭 영향 연구 : 충남 권역 한전 입상전주 중심으로 = A Study on the Electrical Interference Effects on Urban Gas Buried Pipelines : Focusing on KEPCO Utility Poles in the Chungcheongnam-do Area

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 송전철탑이나 송전선로가 존재하지 않는 지역에서 도시가스 매설배관에서 관측되는 교류(AC) 전압의 발생 원인을 규명하고, 특히 그동안 연구에서 다루어지지 않았던 한전분기점 입상전주(KEPCO distribution riser poles)의 영향을 실증적으로 분석하고자 수행되었다. 기존 연구들이 주로 송전철탑 주변의 교류 유도에 초점을 맞춘 것과 달리, 본 연구는 송전철탑이 전혀 존재하지 않는 구간에서 확보한 현장 실측 데이터를 기반으로 입상전주의 AC 간섭 기여 가능성을 통계적으로 검증한 점에서 차별성을 가진다.
충청남도 A사 공급권역 내 총 21개 Test Box(T/B) 구간을 대상으로 근접간격전위측정(CIPS)을 실시하여 약 3m 간격의 연속적인 AC 전압 데이터를 확보하였다. 그 결과, 전체 21개 구간 중 17개 구간(81%)에서 입상전주 방향으로 접근할수록 AC 전압이 상승하는 경향(A형)이 관측되었다. 이 시각적·경향적 판단의 타당성을 검증하기 위하여, 각 구간의 전주 이전 구간을 대상으로 상관분석을 수행한 결과, 다수의 구간에서 거리 증가와 AC 전압 증가 간에 통계적으로 유의한 양(+)의 선형 관계가 확인되었다. 이어 상관성이 확인된 구간을 대상으로 회귀분석을 실시한 결과, 19개 구간 중 15개 구간(약 79%)에서 높은 결정계수를 갖는 단순 선형 회귀모델이 도출되었으며, 이는 입상전주까지의 거리 변화가 AC 전압 증가를 정량적으로 설명할 수 있음을 의미한다. 이러한 결과는 AC 전압 변화가 단순한 관측상의 우연이 아니라 입상전주 위치와 구조적으로 연관된 특성을 가진다는 점을 통계적으로 뒷받침한다.
반면, 일부 구간은 입상전주가 말단에 위치하거나 전기적 영향이 미약하여 뚜렷한 굴곡 패턴이 나타나지 않았으며, 이는 배전케이블 접속 구조, 지중 접지 특성, 인접 설비 등 다른 전기적 요인의 영향 가능성을 시사한다. 이러한 구간에 대해서는 향후 추가적인 현장 실측과 전자기적 해석을 통한 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.
종합하면, 본 연구는 송전철탑이 존재하지 않는 지역에서도 한전분기점 입상전주가 도시가스 매설배관의 AC 간섭에 유의미한 영향을 미칠 수 있음을 현장 실측자료와 통계적 분석을 통해 실증적으로 제시하였다. 이러한 결과는 향후 도시가스 배관의 AC 간섭 관리체계에서 입상전주 인근 구간을 우선 관리대상으로 고려할 필요가 있음을 시사한다. 아울러 입상전주 인근 PLP 배관의 국부적 희생양극 보강, 도시가스-전력회사 간 접지·설비 정보 공유 등 통합 관리체계 구축, 도시가스 배관 시공 시 입상전주와의 이격거리 기준 강화, 배관 검사항목 의무화 등 제도적 개선방안을 제안하였으며, 본 연구 결과는 향후 기술기준 개정 및 AC 간섭 저감대책 수립을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study investigates the cause of AC voltage measured on buried gas pipelines in areas without transmission towers or overhead power lines, focusing on the potential influence of KEPCO distribution riser poles—a factor rarely addressed in prior research. While existing studies primarily attribute AC interference to induction from high-voltage transmission systems, this study provides empirical and statistical evidence that distribution riser poles can act as localized AC interference sources affecting urban gas buried pipelines.
CIPS-based continuous AC voltage measurements were conducted at 21 Test Box (T/B) sections in Chungcheongnam-do, Korea. Seventeen sections (81%) showed increasing AC voltage toward the pole. To validate this observed trend, correlation analyses were performed for the pole sections of each pipeline segment, confirming statistically significant positive linear relationships between distance and AC voltage in most cases. Subsequent regression analyses were conducted for sections showing significant correlations, and simple linear regression models with high coefficients of determination were obtained for 15 out of 19 sections (approximately 79%). These results indicate that variations in distance to the pole can quantitatively explain the observed increase in AC voltage. In contrast, some sections did not exhibit clear increasing patterns due to structural constraints, such as riser poles located at pipeline termini, or relatively weak electrical influence. These cases suggest the possible involvement of other factors, including cable connection structures, grounding characteristics, and adjacent underground facilities, indicating the need for further investigation.
Overall, this study empirically demonstrates that KEPCO distribution riser poles can serve as significant AC interference sources, even in the absence of transmission towers, highlighting the need to include pole-adjacent pipeline segments as priority management areas. Based on the findings, this study proposes practical mitigation measures, including direct sacrificial anode installation near the poles, integrated sharing of grounding information between gas and electric utilities, and the expansion of separation distance criteria during pipeline construction. These findings provide essential baseline data for future technical standard revisions and AC interference management strategies.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론
• 제1절 연구의 배경 및 필요성 1
• 1. 연구 배경 1
• 2. 연구 목적 2
• 제2절 연구 범위 및 방법 4
• 1. 연구 범위 4
• 2. 연구 방법 5
• 제2장 이론적 배경 및 선행연구 고찰
• 제1절 도시가스 배관의 전기적 안정성 7
• 제2절 전기적 간섭의 영향 및 위험성 10
• 1. AC 간섭 부식의 특성과 사례 10
• 2. 국내외 AC 간섭 기준 11
• 제3절 선행연구 고찰 13
• 제3장 현장 연구 수행
• 제1절 연구 대상 및 구간 선정 15
• 제2절 측정장비 및 조건 18
• 제3절 현장 측정 방법 22
• 제4장 측정 결과 및 분석
• 제1절 측정 결과 요약 25
• 제2절 한전분기점 입상전주와의 상관성 분석 31
• 1. 상관분석을 통한 선형적 관계 검증 32
• 2. 회귀분석을 통한 적합성 평가 34
• 제5장 결론
• 제1절 연구결과 요약 37
• 제2절 AC 간섭 개선방안 39
• 제3절 연구의 한계 및 제언 42
• 참고문헌 44
• Abstract 47
• 부 록 49