중곡동 73-16~73-49 외 3개소 도로열선 설치

(제 품 규 격 서)

도로 결빙 방지 시스템

회사명 : 씨이에스㈜

1. 도로 결빙 방지 시스템의 개요

1.1 적용범위

이 규격은 발열부, 환경정보 수집부, 전력공급부, 제어부, 통합관제 시스템, 기타

(충진재)로 구성되며 환경정보 수집부의 측정값에 따라 제어부가 발열부의 작동을

원격 제어하여 안전한 겨울철 교통 환경을 조성하는 “도로 결빙 방지 시스템”

에 대하여 규정한다.

1.2 특징

1.2.1. 수집한 환경정보에 따라 도로 결빙 방지에 필요한 열량을 계산하여 발열부

를 원격 제어하는 형태로, 제설 및 제빙을 위한 인력 투입 최소화 가능

1.2.2 탄소섬유 히팅케이블을 유닛형 병렬 구조로 연결하여 부분 발열 운용이 가

능하며, 일부 구간의 고장이 발생하더라도 비고장 구간의 독립적 동작, 선별적 유

지보수가 가능해 높은 경제성 및 유지보수성을 확보

1.2.3 균등 발열, 절연저항 4,000MΩ 이상, 난연성 V-0 등급을 충족하는 탄소섬유

히팅케이블로 단선 등으로 인한 화재 위험을 낮추고 안정성을 확보

1.2.4 통합기상센서, 도로노면센서(눈․비․얼음감지), 카메라 등 복합 센서를 통해 적

설량 등 기상 상태에 대한 측정 정밀도 제고

2. 규격

2.1 제원

세부 사양

구분 물품목록번호 모델명

사용전압 케이블종류 작동방식

CES-SMS- 탄소섬유 원격/자동/수동

1 4616150601-25559185 AC220~380V

1LN-100M 히팅케이블 제어

- 1 -

2.2 품질기준

적용자재 시험항목 품질기준 시험방법 (비고)

자사 성능 기준

절연저항 4,000MΩ이상일 것

(6.2.1항 참고)

자사 성능 기준

내전압 절연파괴 없을 것

(6.2.2항 참고)

인장강도 18.6MPa 이상일 것 자사 성능 기준

신율 37.7% 이상일 것 (6.2.3항 참고)

Shore A 46.1 이상일 자사 성능 기준

쇼어경도

것 (6.2.4항 참고)

잔염시간 10초 이하일 것

자사 성능 기준

총 잔염시간 50초 이하일 것

히팅케이블 (6.2.5항 참고)

잔진시간 30초 이하일 것

표시선까지의

연소 없을 것

난연성능

연소 여부

낙하물에 의한 UL 94

COTTON의 발화 없을 것

발화 여부

자사 성능 기준

염수분무에 따른 부식 부식 없을 것

(6.2.6항 참고)

100℃ 도달시간 자사 성능 기준

발열 성능

5분 이내일 것 (6.2.7항 참고)

센서데이터 수집 시간 평균 10초 이내일 것 자사 성능 기준

센서데이터 처리 정확도 평균 98% 이상일 것 (6.2.8항 참고

도로노면센서

감지 시간 평균 60초 이내일 것 자사 성능 기준

측정 정확도 평균 99% 이상일 것 (6.2.9항 참고)

자사 성능 기준

통합관제 시스템 데이터 전송거리 50m 이상일 것

(6.2.10항 참고)

자사 성능 기준

카메라 영상 해상도 1920×1080 이상일 것

(6.2.11항 참고)

자사 성능 기준

소프트웨어 원격제어 작동률 100%일 것

(6.2.12항 참고)

7일 평균 25.1MPa

혼합 무수축 몰탈 28일 평균 25.1MPa

압축강도 이상일 것 KS F 2405

7일, 28일간

브라운 아스팔트

파괴 없을 것

정보통신표준

카메라

TTA인증 적합할 것 제품 및 서비스에

(QNO-8010RG)

대한 인증 요령

※ 제품은 상기 품질기준을 포함, 규격서에 기재한 모든 사항을 만족하며 이외의

사항에 대해서는 보유한 모든 품질인증의 시험기준을 만족해야 한다.

2.3 제품에 적용된 기술

적용기술 인증(등록)번호 기술명(발명,고안명칭) 발행기관 비고

환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는

특허 제10-2438741호 지식재산처

도로 결빙 방지 시스템

- 2 -

3. 구성, 재료

제품을 구성하는 구성품이 관계 법령에 따른 형식승인(KC) 또는 법정의무인 ·허

가 대상 품목일 경우, 반드시 해당되는 승인(인증 또는 허가)된 제품을 사용한다.

[총괄표]

모 델 명 재 료 자 재 구 성 표

① 탄소섬유 히팅케이블

② 통합 기상센서

- 실리콘 ③ 카메라

- PC ④ 도로노면 센서

- PVC ⑤ 데이터 로거

- ALDC12 ⑥ 영상 무선 송수신기

CES-SMS-1LN-100M

- SUS304 ⑦ PoE 스위치

- ABS ⑧ 배전반

- MMA수지 ⑨ 특정소출력 무선기기

- SBS ⑩ 통합관제시스템

⑪ 혼합 무수축 몰탈

⑫ 브라운 아스팔트

[주요자재소요량]

규격치 자재소요량

순

모델명 수 원산지

번 품명 모델(부품)명 규격/재질 단위 수량

(mm)

탄소섬유 24K×4mm×15mm / 대한

CES-SM100 m 800

히팅케이블 실리콘 민국

통합 대한

WS300 Ø 150mm×223mm / PC ea 1

기상센서 민국

Ø 70mm x 246mm,

680g, 소비전력 Max. 대한

카메라 QNO-8010RG ea 1

7.50W, typical 6.10W 민국

(외부구매품)

400×310mm×107mm,

1450 도로노면 측정범위 2m~8m,

CES-SMS- WIS-1022 ea 1 독일

1 ×700 센서 사용전원 12~24VDC

1LN-100M

×400 (외부구매품)

162mm× 76mm×

데이터 로거 CR310 56mm, 동작온도 ea 1 미국

–40℃~70℃ / PVC

영상 무선 150mm×90mm× 대한

SPW-110 ea 1

송수신기 30mm / ALDC12 민국

200mm×118mm×44 mm

PoE , 최대소비전력 120W,

ipTIME PoE802 ea 1 중국

스위치 동작온도 –10℃~55℃

(외부구매품)

- 3 -

규격치 자재소요량

순

모델명 수 원산지

번 품명 모델(부품)명 규격/재질 단위 수량

(mm)

1450mm×700mm×400mm 대한

배전반 CES-ACP100 ea 1

/ SUS 304 민국

특정소출력 ipTIME 197mm×130mm×41.2 mm

ea 1 중국

무선기기 A2004NS-MU / ABS

350mmx150mmx35

MCU: Mbed OS

Enhanced RISC 대한

하드웨어 ea 1

통합관제 CPU: ARM 민국

Cortex-A53

시스템

SDRAM: 1GB

(SW-SRC-001)

OS: Debian

GNU/Linux 13 대한

소프트웨어 조 1

GUI: Chromium 민국

Browser

혼합 무수축 대한

ROAD S 100 25kg / MMA 수지 통 27

몰탈 민국

브라운 대한

Roadseal 20kg / SBS 통 23

아스팔트 민국

4. 형태

4.1 전체사진

4.2 제품구조

4.2.1 균등 발열 탄소섬유 발열체 구조

탄소섬유를 중앙 도체로, 석동연선을 좌우 버스와이어로 평행 배열한 뒤 특수

내열실리콘 고압 압출·열경화로 피복을 형성하여 지중용 히팅케이블을 구성하고,

전류 통과에 따른 저항 발열과 버스와이어 병렬 유닛 구조를 통해 구간별 균등

발열을확보

- 4 -

탄소섬유 발열체 구조도

4.2.2 단측 결선 구조(내부 병렬 유닛 회로 적용)

1) 케이블의 한쪽 단자에서 양극․음극 전극을 모두 결선할 수 있도록 내부를 병렬

형 회로로 설계하여, 단측 결선으로 시공성 및 유지보수성을 제고

2) 병렬형 유닛 특성상 일부 구간 고장 발생 시, 비고장 구간은 독립적으로 정상

동작하며 고장 구간만 선택 보수 가능

기존 직렬 구조

자사 병렬 구조

4.2.3 원격 데이터 송수신 및 자동제어 기술 구조

현장정보 수집부의 측정값을 기반으로 제어부가 운전 조건(ON/OFF, 출력 등)을

산정하여 발열부를 해당 조건으로 구동하며, 현장정보 수집부·제어부·발열부 간

데이터는 무선통신으로 송․수신

원격 자동제어 시스템 구조

- 5 -

4.2.4 통합관제 시스템 구조

1) 현장 정보 수집부가 측정한 데이터를 무선으로 관제시스템(소프트웨어)로 전송

하면, 관제시스템에 해당 데이터가 실시간 표시되며 DB에도 자동 저장됨

2) 관제시스템은 저장된 정보를 바탕으로 이상 여부를 판단하며, 작동이 필요하다

고 판단되는 경우 발열부의 운전 조건을 계산함

3) 해당 조건 혹은 사용자가 직접 설정한 운전 조건은 발열부로 전송되어 제어

명령으로 수행됨

4) 모든 명령, 알람, 사용 이력은 DB에 기록되어 조회 및 분석에 활용 가능함

통합관제시스템 개요도

통합관제시스템 운영 구조도

- 6 -

통합관제시스템 운영 구조도

통합관제시스템 UI

통합관제시스템 데이터분석

4.3 마감 및 외관

4.3.1 히팅케이블 피복에 피복의 균열, 박리, 변색, 그을림, 과도한 꺾임 등이 없어

야 한다.

4.3.2 제어반 함체에 균열, 부식, 찌그러짐이 없어야 하며 개폐가 원활해야 하고,

내부 배선의 정리 상태가 양호하여야 한다.

4.3.3 모든 센서류는 감지부에 균열이나 오염이 없어야 하며 하우징에는 균열이나

변형이 없어야 하고, 커넥터의 손상이나 누락이 없어야 한다.

5. 제조 및 가공

5.1 탄소섬유 히팅케이블 및 부속품 확인

1) 설계도서와 사양서에 따라 열량, 정격, 발열온도가 설치 대상 구간의 요구조건

과 일치하는지 확인한다.

2) 구역별 케이블 길이 및 용량, 콜드섹션의 길이가 설계 산정값과 적합한지 검토

- 7 -

한다.

5.2 설치 대상 바닥면 점검

1) 도로 표면 상태를 점검하여 설계도서상의 매립 깊이로 시공 가능한지 확인한다.

2) 컷팅 홈 바닥의 요철, 돌기, 이물을 제거하고, 필요시 국부 보수를 선행한다.

3) 케이블 설치 간격은 설계도서의 필요 열량 조건에 따른 기준을 적용한다.

5.3 포설 구역 설정 및 전원 조건 확인

1) 시공도면에 따라 구역별 포설 범위를 설정한다.

2) 케이블 길이와 용량을 산정하고, 인입 전원의 종류와 가용 전력을 확인한다.

5.4. 히팅케이블 포설

1) 종방향으로 절삭된 컷팅 홈에 케이블을 일정 간격으로 수직 배치하여 포설한다.

2) 하부 열손실 최소화와 노면 상부 전도성 확보를 위해 케이블이 균일한 높이와

간격으로 포설되도록 한다.

5.5 히팅케이블 – 리드선 접속

자격을 갖춘 시공사가 안전하게 수행하며, 접속부는 방수․절연성을 확보한다.

5.6 컷팅 홈 충진

1) 충진재는 현장 조건에 따라 혼합 무수축 몰탈 또는 브라운 아스팔트 등 설계

지정 재료를 사용한다.

2) 충진 전, 홈 내부의 수분 건조 및 이물 제거를 실시하고 공극 없이 충진한다.

5.7 환경정보 수집부 설치

통합기상센서, 도로노면센서, 카메라를 설계 위치에 설치한다.

5.8 전력공급부, 제어부 제작 및 설치

1) 현장 여건에 맞춘 맞춤 제작을 원칙으로 하며, 옥외 설치 시 SUS 외함과 방수

구조를 적용한다.

2) 차단기류는 회로 정격에 적합하게 선정, 배치한다.

3) 전력공급 제어기를 설치하여 필요 열량에 따른 전력 제어가 가능하도록 하고,

원격 운전을 위한 제어 인터페이스를 구성한다.

5.9 제조공정표

<제조 QC공정표>

- 8 -

공 정 작업 관리구분 검사/관리

기 호 검사 / 관리항목 품 질 기 준

명 내용 검사 관리 방 법

자재 자재

▽ ○ 수량확인 거래명세표와 같을 것 입고시

입고 입고

1. 자동제어반 자사 성능기준

2. 통합기상센서 자사 성능기준

3. 도로노면센서 자사 성능기준

4. 무선원격시스템

자사 성능기준

(응용프로그램, SCADA HMI)

5. 무선원격시스템 계수

(LTE 모뎀/컨버터) 자사 성능기준 샘플링

인수 인수 검사 및

◇ ○

검사 검사 6. 무선원격시스템 공급업체

자사 성능기준

(프로그램엔지니어링) 시험성적서

접수관리

7. 충진재

자사 성능기준

(혼합 무수축 몰탈)

8. 충진재

자사 성능기준

(조인트(브라운아스팔트))

9. 소프트웨어

자사 성능기준

(통합관제 시스템)

1. (히팅케이블)

자사 성능기준

버스와이어, 탄소섬유 조립 체크검사

부품 n=3, c=0

◇ 제조 ○

조립 동종1회/

2. (히팅케이블) 납품건

자사 성능기준

피복 압출, 열경화

1. 발열부 매설

2. 환경정보 수집부 배치

3. 제어부, 전력공급부 설치

설치 ◇ 설치 ○ 자사 성능기준 -

4. 통합관제시스템(소프트웨어)

설치 후 전 부품에 전력 및

무선통신 연결

자사 성능기준

1. 영상 해상도

※ 다수 부품을 결합,

2. 센서 – 통합관제 시스템 연결

제품 현장 설치하는 특성상 수동제어

◇ 시운전 ○ 여부

검사 설치 후 시운전을 /납품건

3. 목표온도 도달 여부

통해 제품 검사

4. 제품 외관 이상 여부

※ 이상 발견 시 관련

부품 교체 후 재검사

6. 기능 및 성능

6.1 기능

6.1.1 특허 제10-2438741호, “환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로

- 9 -

결빙 방지 시스템

1) 특허요약

본 발명은 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용

해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하기 때문에,

제설, 제빙 작업을 위해 별도의 인력 투입이 필요치 않고, 도로 주변의 환경 정보

를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우에만 발열하기 때문에, 제설, 제빙 시, 불필

요한 전력낭비를 줄이는 효과가 있는 발명으로, 발열부, 환경 정보 수집부, 전력

공급부, 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

2) 특허가 적용된 제품 기능

- 환경정보 취득

도로 주변의 대기 온도․습도, 도로면 상태를 환경정보 수집부가 지속적으로 감지

하여 제어부로 제공한다.

- 결빙 및 강설 예상 판단

제어부는 사전 기준과 실시간 환경정보를 결합하여 결빙 가능성과 강설 예상을

판단한다.

- 필요 열량 계산

결빙 방지를 위한 목표 노면온도를 기준으로, 현재 상태에서 목표치까지 온도를

올리는 데 필요한 열량을 계산한다.

- 필요 전력량 및 제어신호 생성

산출된 필요 열량을 달성하기 위해 요구되는 필요 전력량을 계산하고, 그 전력만

발열부로 보내도록 전력공급 제어신호를 생성하여 전력공급부에 제공한다.

- 전력공급 및 발열 구동

전력공급부는 제어신호에 따라 계산된 필요 전력량만을 발열부로 공급하며, 발열

부는 지중에서 해당 열량을 발현하여 결빙을 방지한다. 정격 고정 공급 방식이 아

닌 필요전력 공급 방식으로 불필요한 전력 낭비를 저감한다.

- 발열부 구성과 설치 범위

발열부는 탄소 발열선을 이용하며, 차로 단위로 노면 지중에 매립 설치되며 차로

전체 또는 일부 구간에 설치할 수 있다.

- 상태 유지 및 운전 로직

제어부는 결빙 방지를 위한 목표 온도 유지를 운전 목표로 삼아, 필요 열량과 전

력량을 재산정하여 공급하는 사이클을 통해 상태 유지 제어를 수행한다.

6.2 성능 및 시험방법

적용자재 시험항목 품질기준 시험방법 (비고)

자사 성능 기준

히팅케이블 절연저항 4,000MΩ이상일 것

(6.2.1항 참고)

- 10 -

적용자재 시험항목 품질기준 시험방법 (비고)

자사 성능 기준

내전압 절연파괴 없을 것

(6.2.2항 참고)

인장강도 18.6MPa 이상일 것 자사 성능 기준

신율 37.7% 이상일 것 (6.2.3항 참고)

Shore A 46.1 이상일 자사 성능 기준

쇼어경도

것 (6.2.4항 참고)

잔염시간 10초 이하일 것

자사 성능 기준

총 잔염시간 50초 이하일 것

(6.2.5항 참고)

잔진시간 30초 이하일 것

표시선까지의

연소 없을 것

난연성능

연소 여부

낙하물에 의한 UL 94

COTTON의 발화 없을 것

발화 여부

자사 성능 기준

염수분무에 따른 부식 부식 없을 것

(6.2.6항 참고)

100℃ 도달시간 자사 성능 기준

발열 성능

5분 이내일 것 (6.2.7항 참고)

센서데이터 수집 시간 평균 10초 이내일 것 자사 성능 기준

센서데이터 처리 정확도 평균 98% 이상일 것 (6.2.8항 참고

도로노면센서

감지 시간 평균 60초 이내일 것 자사 성능 기준

측정 정확도 평균 99% 이상일 것 (6.2.9항 참고)

자사 성능 기준

통합관제 시스템 데이터 전송거리 50m 이상일 것

(6.2.10항 참고)

자사 성능 기준

카메라 영상 해상도 1920×1080 이상일 것

(6.2.11항 참고)

자사 성능 기준

소프트웨어 원격제어 작동률 100%일 것

(6.2.12항 참고)

7일 평균 25.1MPa

혼합 무수축 몰탈 28일 평균 25.1MPa

압축강도 이상일 것 KS F 2405

7일, 28일간

브라운 아스팔트

파괴 없을 것

정보통신표준

카메라

TTA인증 적합할 것 제품 및 서비스에

(QNO-8010RG)

대한 인증 요령

6.2.1 절연저항 시험 방법

발열체 표면(실리콘)의 중앙부분에 10×20㎝의 금속박을 부착시킨 후 발열체의 전

극과 금속박을 부착시킨 발열체 표면간에 절연저항 시험기를 연결한 후 DC 500V

를 1분간 인가하여 절연저항값을 확인한다.

6.2.2 내전압 시험 방법

1) 발열체 표면(실리콘)의 중앙부분에 10×20㎝의 금속박을 부착시킨 후 발열체의

전극과 금속박을 부착시킨 발열체 표면간에 내전압 시험기를 연결한 후 AC 2kV

를 1분간 인가하여 절연파괴 여부를 확인한다.

2) 이 때 Cutoff current를 100mA로 설정한다.

- 11 -

6.2.3 인장강도, 신율 시험 방법

1) 인장시험기를 이용하여 시험속도 10mm/min으로 측정한다.

2) 3개 시료의 평균값을 산출한다.

6.2.4 쇼어경도 시험 방법

KS M ISO 868:2003을 준용하여 Shore A 경도의 평균값을 측정한다.

시료를 평편한 면에 준비 후, 쇼어경도계에 장착한 후 압자를 시료표면에 밀착한

후 해머를 1회 낙하 후 튀어 오른 높이를 기록해 경도값을 산출한다.

6.2.5 난연 성능 시험 방법

UL94:2023의 수직 연소성 측정법에 따라 잔염시간, 잔진시간, 연소 및 발화 여부

를 측정한다.

6.2.6 염수분무에 따른 부식 시험 방법

35±2℃, 16h, 5% 염용액 분사 후 40±2℃, 93±3% R.H., 8h 방치를 4번 반복한

후 부식정도를 육안으로 확인한다.

6.2.7 발열 성능 시험 방법

발열체(히팅케이블) 1m에 전력공급장치를 사용하여 32W 전력을 인가한 후 상온

에서 목표온도 100℃로 발열되는 시간을 측정한다.

6.2.8 도로노면센서 센서데이터 수집 시간, 처리 정확도 시험 방법

1) 수집 시간

- 적설, 대기 센서노드에서 측정된 데이터(수막두께, 온도, 습도)가 네트워크를 통

해 시스템에 수집되는 시간을 확인한다. 10회 시험하여 각 데이터 수집 시간이 평

균 10초 이내인지 확인한다.

2) 처리 정확도

- 시스템에서 수집된 데이터와 관제실 DB 데이터 간 일치 여부를 비교한다. 50회

실험하여 두 데이터 간 일치율이 98% 이상인지 확인한다.

6.2.9 도로노면센서 감지 시간, 측정 정확도 시험방법

1) 감지 시간

- 노면 결빙(얼음) 자체 실험 환경을 구성하고, 10회 실험하여 평균 60초 이내인

지 확인한다.

2) 측정 정확도

- 12 -

- 시범 설치지역 노면의 물, 결빙 측정 정확도를 확인한다. 마른 노면의 상태를

측정하고 물 또는 얼음 상태 각 환경에서의 데이터를 비교하여 그 값이 변화하는지

를 측정한다. 100회(노면 40회, 물 30회, 결빙 30회) 실험하여 시스템에서 수막두

께 데이터가 변화하는 정확도가 99% 이상인지 확인한다.

6.2.10 데이터 전송거리 시험 방법

측정장비와 관제장비 위치에서 GPS를 이용한 위도, 경도 값을 확인하고 해당 값

으로 거리를 계산한다.

6.2.11 영상 해상도 시험 방법

카메라 파일의 속성값(프레임 너비, 높이)을 확인하여 해상도를 확인한다.

6.2.12 소프트웨어 원격제어 작동률 시험 방법

관제센터에서 제설 시스템의 ON/OFF 제어를 실행했을 때 화면의 상태를 확인한

다. 20회 실험하여 100% 동작하는지 확인한다.

7. 하자보증

7.1 제품의 하자보증기간은 납품, 설치일로부터 5년간으로 한다.

7.2 보증기간 내에 제작자의 설계 및 제작과정의 오류로 인하여 발생한 하자에 대

하여는 제작자 부담으로 즉시 보수 및 교환하며, 사용자 잘못으로 인한 하자가 발

생할 시 사용자의 부담으로 한다.

8. 포장 및 표시

8.1 포장

완제품은 화물차에 적재하여 운반 및 적재시 제품의 손상 및 유실을 방지하기 위

하여 마대, 박스, 비닐보호막 등으로 포장한 후 현장에 반입한다.

8.2 표시

배전반은 현장 조건에 맞추어 제작하여야 하며, 옥외 설치 시 Stainless Steel 외장

의 이중 방수 도어형으로 제작한다. 필요 시 분체도장 등을 시행할 수 있으며, 컨

트롤패널의 표면에는 아래의 스티커를 부착하여 다음 각 항을 표시하여야 한다.

8.2.1 품명

8.2.2 모델명

8.2.3 제조자명

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8.2.4 제조연월

9. 적용자료

다음의 자료는 이 규격의 적용을 위해 필수적이다. 발행연도가 표기된 자료는 인

용된 판만을 적용하고, 발행연도가 표기되지 않은 자료는 최신판을 적용한다.

9.1 특허 제10-2438741호 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙

방지 시스템

9.2 UL 94 the Standard for Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in

Devices and Appliances testing

9.3 KS F 2405 콘크리트의 압축 강도 시험방법

※ 해당 제품은 혁신제품(유형1) 신청·지정 제품임(중소벤처기업부 우수연구개발 제품)

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탄소섬유 스노우멜팅시스템 구성 및 시방서

(Carbonfiber Snow Melting System)

사업명 : 중곡동 73-16~73-49 외 3개소 도로열선 설치

서울특별시 광진구청장 귀하

목 차

Ⅰ. 탄소섬유 스노우멜팅시스템 구성

Ⅱ. 탄소섬유스노우멜팅 히팅케이블

Ⅲ. 스노우멜팅 콘트롤시스템

Ⅳ. 설치사양

Ⅴ. 특기시방서

Ⅰ. 탄소섬유 스노우멜팅 시스템 구성

1. 개 요

본 시방서는 겨울철 적설로 인한 도로 결빙으로 인하여 발생할 수 있는 안전사고를 사전

에 방지하기 위하여 도로의 급경사 구간이나 응달지역의 도로, 터널 진출입로, 건물의

램프구간, 인도나 육교, 계단 등에 설치하여 차량의 통행이나 보행의 안전을 보장해주는

수단으로서 효율적인 제설작업을 구축하여 자동이나 원격으로 작동되는 스노우멜팅시스

템(Snow Melting System)이다.

2. 구성 요소

1) 병렬구조가 구비된 탄소섬유 히팅케이블(24k)

2) 스노우디텍터(대기형과 노면 매립형의 온습도센서, 모션센서)

3) 콘트롤패널(Control Panel)

(1) 자동콘트롤러시스템(Auto Control System)

(2) Snow Detector Controller

(3) 원격제어시스템

3. 구비조건

1) 도로열선(Heating Cable)은 방수성과 절연저항 등에서 요구되는 조건을 충족하는 검

사를 완료하고 출하한 제품일 것

2) 최소의 에너지로 최적의 제설효과를 발휘하는 경제성을 갖출 것

3) 내구성이 반영구적 일 것

4) 친환경적일 것

5) 유지보수가 용이하고 운용이 편리할 것

6) 적설에 빠르게 대응할 수 있는 시스템을 갖출 것

4. 특 징

1) 전기에너지를 이용하므로 적설시 자동제어나 원격조정이 용이하고 조작이 간편하다.

2) 염수나 염화칼슘 등 염화물계 이온의 제설재를 사용하지 않으므로 가로수 괴사, 수질

오염 등 환경위해 위험이 없고, 도로 포트 홀 형성이나 차량 등의 부식 문제 등 2차

피해를 예방할 수 있다.

3) 전도열 및 복사열을 이용하여 도로표면의 온도를 신속하게 상승시켜 빠른 제설이 가

능하다.

4) 발열체인 탄소섬유는 24K(24,000가닥)규격으로 탄소함유량이 95%이상의 고품질

로 수명이 반영구적이다.

Ⅱ. 탄소섬유스노우멜팅 히팅케이블

1. 탄소섬유 히팅케이블의 구조

1) 발열체인 탄소섬유가 판형 밴드의 중앙에 위치하고 전원의 인가선인

버스와이어가 평행으로 양측에 위치, 각 저항 길이에 따라 열량 설계

가 가능

2) 기존 발열선과 달리 버스와이어 일체형으로 한 방향에서만 전원을 인가하여 탄소섬유

발열선 전체에 전력공급이 가능하도록 설계, 제조되는 균등발열 탄소섬유히팅 케이블

3) 탄소섬유의 고유저항을 이용하여 발열하고 저항 거리에 따른 설계를 통하여 열량 및

발열온도를 자유로이 설정

4) 탄소섬유는 상온에서 750℃, 진공에서 2,800℃까지 발열이 가능하나 피복재의 내열

성에 따라 발열온도를 설계하며, 본 제품은 압출성형의 방식으로 300℃ 내열온도로

설계되어 있음

2. 탄소섬유 히팅케이블의 물적 특성

1) 탄소섬유인 발열체는 수명이 반영구적이며, 고온에서도 발화가 되지 않아 화재의 위

험이 없음

2) 탄소섬유의 열효율은 99.9%의 고효율소재

3) 고전류밀도(최대1x109A/cm2)와

고열전도도(6000[W/(mK)])의 특성이 있음.

<구리선전류밀도: 최대 1x106A/cm2다이아몬드

열전도도: 3320W/(mK)>

4) 고전류밀도(최대1x109A/cm2),고열전도도

(6000[W/(mK)])의 특성을 갖고 있음

5) 소재의 밀도는 1.33～1.40g/cm3 가볍고 길이 방

향으로 매우 질기고 단단함

6) 인장강도는 고강도합금의 10배 이상 (4.5x1010 Pa)

(비고: 고강도합금인장강도 : 2x109Pa)

7) 진공에서 2800℃, 대기 중 750℃의 내열온도를 갖고 있음

8) 24,000가닥의 섬유로 구성되어 있고 유연하여 단락의 위험이 없음

3. 사 양

1) 공 급 전 원: 380/220V 3상4선식 60HZ

2) 연속사용온도: 79.2℃ (250℃내에서 연속사용 가능)

3) 사용온도범위: -50℃ ~ 300℃

4) 수 명: 반영구적

5) 발열선 간격: 150~300mm

6) 발 열 량: 79.2℃/34w/m

7) 외 피 재 질: 특수 내열실리콘

4. 스노우멜팅 히팅케이블의 구비조건 충족

1) 히팅케이블은 내열성과 내화학성, 기계적 강도가 우수해야 한다.

2) 전원리드선과 히팅케이블의 연결부위는 압착단자에 의하여 연결하고 탄력성과 유연성

있는 내열실리콘으로 절연을 하여 방수 및 방진에 강한 구조이어야 한다.

3) 여름철 도로 표면 및 지중의 온도상승에 따라 히팅케이블의 유동이나 지반의 진동변

화에 대응하여 적절한 유연성을 확보하여야 한다.

4) 히팅케이블과 리드선의 접속부는 공장에서 미리 제작되어 제품 검수 후 납품이 되어

야 하며 시공 시 품질을 확보할 수 있어야 한다.

5. 특징

1) 하중

탄소섬유히팅케이블은 판형으로 세로 방향으로 도로에 삽입되어야 하며, 이를 통

하여 하중 접촉면을 최소화 할 수 있고 유연하면서 기계적 강도가 뛰어나 포설

한 상태에서의 도로면의 하중을 견딜 수 있는 구조적 장점을 갖고 있게 된다.

2) 내열성

발열체에서 발생하는 열이나 노면에서 발생되는 열, 브라운아스팔트 계통의 포장

재 용융점을 충분이 견딜 수 있는 피복재로 구성되어 있어야 하며, 이를 위하여

내열도는 250℃이상이어야 한다.

3) 내수성(방수성)

히팅케이블은 IP68 등급으로 물속에서 사용할 수 있어야 한다.

4) 성형성

적절한 유연성을 확보하여 어떤 모양으로도 쉽게 구부릴 수 있어야 하며, 발열이

필요로 하는 설비나 노면에 완전한 밀착이 가능해야 한다.

5) 내유성 및 내염화성

피복재는 특수 내열실리콘으로 구성되어 있어 알카리성과 내유성 및 내염화성이

있어야 한다.

6) 탄소함유량

탄소섬유발열체는 24K(24,000가닥)제품으로 탄소함유량이 95%이상의 고품질이어

야 하며, 병렬구조가 구비되어 있어야 한다.

7) 전기적 안정성

히팅케이블은 절연파괴가 발생하지 않아야 하며, 누전 및 감전 사고에 대해서 안

전한 설계가 이루어져야 한다. 또한 가용 전압은 220V ~ 600V까지도 가능하여

다양한 범위 내에서 사용이 가능하여야 한다.

Ⅲ. 스노우멜팅 콘트롤시스템(Control Panel)

1. 시스템 개요

본 스노우멜팅 콘트롤시스템은 강설시 대기 또는 지중의 온도와 지표면의 습도, 모션센서

로 눈이나 비가 내리는 것을 감지하여 일정한 멜팅 조건을 충족할 경우 시스템을 자동으

로 작동시키거나 원격으로 구동시켜 노면에 결빙이 발생하지 않도록 운용하는 시스템이

다.

2. 시스템 구성도

1) power connecting box

(1) 탄소섬유 도로열선에 전기를 인입하는 분기함으로 내구성과 안정성을 확보

(2) 스노우멜팅 구간 라인별 안정적 전력 공급 장치 및 차단기 구성

(3) 설계용량(kw)에 적절한 크기 및 방수를 갖출 것

2) control pannel

(1) 적설 및 빙점온도를 감지하여 자동으로 운용되는 시스템

(2) 수동으로 전환 사용 가능

(3) 원격제어가 가능하도록 구성

3) 감지센서

(1) 외부 온도 습도 감지센서: 설치대상 지역의 외기 온도 및 습도를 감지

(2) 지면 온도 감지센서: 설치대상 도로의 지중온도를 감지

(3) 모션센서(눈,비등 감지): 적외선 포트로 눈이나 비 등이 오는 것을 감지

3. 작동원리

1) 스노우멜팅 시스템은 외기온도 설정 값 이하와 노면수분 설정 값 이상 외부조건이 충

족되면 자동으로 작동되는 원리. 모션센서와 연동하여 노면수분에 대한 감지를 대용

하여 사용이 가능

2) 조건들은 외기온도센서와 노면습도센서, 모션센서에 의해 검출되며, 컨트롤 판넬 내부

의 컨트롤러에 설정되어 있는 설정온도 이하로 내려가고 강설이나 강우가 있을 경우

또는 노면에 설치되어있는 노면온도센서가 목표 설정 값 이하로 내려갈 경우 제어반

에서 자동으로 시스템의 가동을 지시

3) 콘트롤 판넬은 수동조작과 원격조정도 가능하며, 또한 예열기능이 있어 노면온도가

설 정온도 이하로 내려갈 경우 자동으로 동작하여 신속한 스노우멜팅이 될 수 있도