배전선로

배전선로에서 사용되는 전선은 전력을 전송하는 핵심 도체이다. 전선의 재질, 단면적, 구조는 허용 전류량, 기계적 강도, 설치 환경에 따라 결정된다. 일반적으로 구리나 알루미늄이 사용되며, 알루미늄은 가볍고 경제적이어서 가공 배전선로에 널리 쓰인다. 고압 이상의 선로에서는 절연 피복을 씌운 케이블이 사용되며, 특히 지중 배전선로나 해저 케이블에서는 방수 및 기계적 보호를 위한 외장이 추가된다.

전선의 종류는 크게 경동선과 케이블로 구분된다. 경동선은 절연 피복이 없는 나동선으로, 애자를 통해 지지물에 걸쳐 설치되는 가공 배전선로에 주로 사용된다. 반면, 케이블은 절연체와 외장으로 보호되어 지중 또는 해저에 매설되거나, 건물 내부에 배관을 통해 설치된다. 케이블은 다시 CV 케이블과 OF 케이블 등 절연 재료와 구조에 따라 세분화된다.

전선의 규격 선정은 중요한 설계 요소이다. 허용 전류는 전선이 열 손상 없이 운전할 수 있는 최대 전류값으로, 전선의 단면적과 재질, 주변 환경(주위 온도, 포설 조건)에 따라 달라진다. 또한, 전압 강하가 규정 범위 내에 들도록 적절한 단면적을 선택해야 하며, 기계적 강도(자중, 풍압, 적설 하중)도 고려해야 한다. 이를 위해 전선관이나 케이블 트레이를 이용한 보호 공사가 이루어지기도 한다.

지지물은 가공 배전선로에서 전선 및 애자 등의 부속 장비를 지상 일정 높이에 지지하고 고정하는 역할을 한다. 이는 선로의 기계적 안정성을 확보하고, 지상의 장애물이나 인체와의 접촉을 방지하여 안전을 유지하며, 전선 간 또는 대지와의 적절한 이격 거리를 확보하는 핵심 구성 요소이다.

주로 사용되는 지지물의 종류로는 콘크리트제 전주, 강관 전주, 목재 전주 등이 있다. 콘크리트 전주는 내구성이 뛰어나고 유지보수가 비교적 간편하여 가장 널리 사용되며, 강관 전주는 높은 강도를 요구하는 곳이나 변전소 내부 등에 적용된다. 목재 전주는 과거에 많이 사용되었으나 내구성 문제로 현재는 특수한 경우를 제외하고는 사용이 줄어드는 추세이다.

지지물의 구조는 설치 환경과 하중 조건에 따라 단주, H형 주, A형 주 등 다양한 형태로 설계된다. 또한, 선로의 방향을 변경하는 각주, 선로의 종단을 처리하는 종단주, 그리고 전력선의 장력을 지지하는 인장주 등 특수한 목적에 따라 그 형태와 강도가 달라진다. 모든 지지물은 예상되는 풍하중, 눈하중, 전선의 장력 등 기계적 하중을 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

배전선로에서 개폐기는 전로를 수동 또는 자동으로 개방(차단) 및 폐쇄(투입)하는 장치를 총칭한다. 주요 역할은 정상 운전 시 전류의 통전과 차단, 그리고 고장이나 점검 시 해당 구간을 전기적으로 분리하여 안전을 확보하는 것이다. 대표적인 개폐기로는 전로를 수동으로 개폐하는 차단기와, 부하 전류를 정상적으로 개폐할 수 있는 부하개폐기가 있다. 특히 부하개폐기는 변압기나 콘덴서 등의 부하를 투입·차단할 때 사용된다.

한편, 보호 장치는 배전선로나 연결된 장비에 이상이 발생했을 때 이를 자동으로 감지하여 신속히 고장 구간을 시스템에서 분리하는 역할을 한다. 가장 핵심적인 보호 장치는 배선용 차단기와 퓨즈이다. 배선용 차단기는 과부하나 단락 전류가 흐를 때 자동으로 전로를 차단하며, 사고 제거 후 다시 투입할 수 있다. 퓨즈는 과전류가 흐를 때 내부의 퓨즈 소자가 녹아 전로를 차단하는 일회성 보호 장치로, 주로 변압기의 1차 측이나 분기 회로에 설치된다.

고장 전류를 감지하고 대용량 전로를 차단하는 임무는 차단기가 담당한다. 이는 단락 사고 시 발생하는 막대한 전류를 안전하게 차단할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 차단기는 계전기와 협조하여 동작하는데, 계전기는 전류, 전압, 주파수 등의 이상을 감지하면 차단기에 트립 신호를 보내 차단을 지시하는 보호 릴레이 장치이다.

이러한 개폐기와 보호 장치는 배전선로의 신뢰성과 안전성을 높이는 핵심 요소이다. 이들은 서로 보호 협조를 이루도록 설정되어, 사고가 발생했을 때 최종 수용가에 가까운 위치의 장치가 먼저 동작하도록 함으로써 불필요한 정전 범위를 최소화한다. 예를 들어, 변전소의 주 차단기보다는 하류의 분기 회로에 있는 배선용 차단기나 퓨즈가 먼저 동작하도록 시간 지연을 조정한다.

방사상 배전 방식은 하나의 전원으로부터 가지처럼 뻗어나가는 단순한 구조의 배전 방식이다. 변전소나 배전용 변압기에서 시작된 한 가닥의 선로가 여러 갈래로 분기되어 최종 수용가에 전력을 공급하는 형태를 띤다. 이 방식은 선로 구성이 간단하고 초기 투자 비용이 비교적 적게 드는 장점이 있다. 또한, 보호 장치의 구성과 운용이 직관적이며, 고장 발생 시 영향을 받는 구간을 쉽게 격리할 수 있다.

그러나 방사상 배전 방식은 신뢰성 측면에서 단점을 가진다. 선로 상의 어느 한 지점에서 고장이 발생하면, 그 하류에 위치한 모든 수용가의 전력 공급이 중단될 수 있다. 이는 전원이 단일 경로로만 공급되기 때문이다. 따라서 공급 신뢰도가 상대적으로 낮은 방식으로 평가된다. 주요 선로나 변압기에 문제가 생기면 광범위한 정전이 발생할 수 있어, 중요한 부하가 연결된 구간에는 적합하지 않을 수 있다.

이러한 특성 때문에 방사상 배전 방식은 주로 농촌 지역이나 부하 밀도가 낮은 교외 지역, 그리고 공급 신뢰도보다 경제성이 더 중요한 경우에 널리 적용된다. 도심지의 고밀도 부하나 병원, 데이터 센터와 같이 무정전 전원 공급이 필수적인 시설에는 일반적으로 네트워크 배전 방식이나 루프 배전 방식이 선호된다. 방사상 배전선로는 가공 배전선로와 지중 배전선로 형태로 모두 설치될 수 있다.

네트워크 배전 방식은 두 개 이상의 전원으로부터 공급을 받아 하나의 수용가에 전력을 공급하는 방식이다. 이 방식은 주로 전력 공급의 신뢰성이 매우 중요한 도심 지역이나 대규모 상업 시설, 병원, 데이터 센터 등에 적용된다. 하나의 선로에 고장이 발생하더라도 다른 선로를 통해 전력을 계속 공급할 수 있어 정전 시간을 최소화할 수 있는 것이 가장 큰 장점이다.

가장 대표적인 형태는 스포트 네트워크 방식과 프라이머리 네트워크 방식으로 구분된다. 스포트 네트워크 방식은 저압 측에서 네트워크를 구성하는 방식으로, 여러 대의 배전용 변압기의 2차측을 네트워크 프로텍터를 통해 하나의 공통 버스에 연결한다. 반면, 프라이머리 네트워크 방식은 고압 측에서 네트워크를 구성하며, 여러 개의 변전소나 배전선로가 고리 형태로 연결되어 상호 보완적으로 전력을 공급한다.

이 방식은 방사상 배전 방식에 비해 초기 투자 비용이 크게 증가하며, 보호 계전 방식과 개폐기의 협조가 복잡해진다. 또한, 단락 전류의 크기가 커져 차단기의 차단 용량을 높여야 하는 부담이 있다. 따라서 경제성과 신뢰성을 종합적으로 고려하여 적용 여부를 결정하게 된다.

네트워크 배전 방식은 전력망의 안정성과 품질을 향상시키는 핵심 기술로, 스마트 그리드의 발전과 함께 그 중요성이 더욱 부각되고 있다. 특히 분산 전원의 확대에 따라 다방향의 전력 흐름을 안전하게 관리하는 데 이 방식의 원리가 적극 활용되고 있다.

루프 배전 방식은 하나의 전원에서 출발한 선로가 여러 개의 배전용 변압기를 순차적으로 거친 후 다시 다른 전원이나 동일 전원으로 돌아와 폐회로를 형성하는 배전 방식이다. 이 방식은 기본적으로 방사상 배전 방식의 선로 두 개를 병렬로 연결하여 링 모양의 루프를 구성한 것으로 볼 수 있다. 선로가 루프를 이루고 있기 때문에 한 지점에서 고장이 발생하더라도 고장 구간을 개폐기로 차단한 후 다른 경로로부터 전력을 공급할 수 있어 신뢰도가 매우 높다는 장점이 있다.

운용 방식은 일반적으로 루프 상의 한 지점을 개방하여 개방형 루프로 운용한다. 이는 정상 시에는 방사상 배전 방식과 유사하게 한 방향으로만 전력이 흐르도록 하여 보호 협조를 단순화하고, 고장 시에는 개방점을 변경하여 무정전 공급이 가능하도록 하기 위함이다. 주요 구성 요소로는 전원, 개폐기, 배전반, 배전용 변압기, 그리고 이들을 연결하는 전선 또는 케이블로 이루어진 선로가 있다.

이 방식의 가장 큰 장점은 높은 공급 신뢰성이다. 선로의 어느 한 구간에 고장이 발생하면, 해당 구간의 양단에 설치된 개폐기가 고장 구간을 분리하고, 예비 전원 측의 차단기를 투입함으로써 다른 경로를 통해 전력을 계속 공급할 수 있다. 따라서 중요한 부하가 집중된 도심 지역, 공장 부지 내부의 배전선로, 또는 연속 공급이 필수적인 병원과 같은 시설에 널리 적용된다.

단점으로는 설계와 운용이 방사상 방식에 비해 복잡하고 초기 투자 비용이 높다는 점을 들 수 있다. 루프를 구성하려면 더 많은 길이의 선로와 개폐기가 필요하며, 고장 시 전류 경로가 바뀌므로 정밀한 보호 협조 설정이 요구된다. 또한, 정상 운전 시에도 루프 내에서 순환 전류가 흐를 가능성이 있어 이를 관리해야 한다. 이러한 특성으로 인해 루프 배전 방식은 고신뢰성이 요구되는 가공 배전선로나 지중 배전선로에 선택적으로 적용된다.

부하 추정은 배전선로 설계의 첫 단계로, 해당 선로가 공급해야 할 전기 수요의 총량과 특성을 예측하는 과정이다. 정확한 부하 추정은 적정 용량의 전선과 변압기를 선정하고, 전압 강하를 허용 범위 내로 유지하며, 경제적이고 안정적인 배전 시스템을 구축하는 기초가 된다.

부하 추정은 단순히 연결된 수용가의 정격 용량을 합산하는 것을 넘어, 실제 사용 패턴을 반영해야 한다. 이를 위해 부하율, 수용률, 부등률 등의 계수 개념이 활용된다. 부하율은 일정 기간 동안의 평균 부하와 최대 부하의 비율이며, 수용률은 전체 수용가의 설비 용량 합계에 대한 최대 부하의 비율을 의미한다. 부등률은 각 수용가의 개별 최대 부하의 합계와 전체 시스템의 동시 최대 부하의 비율로, 모든 수용가가 동시에 최대 부하로 운용되지 않음을 고려한다. 이러한 계수들을 적용하여 설비 용량 합계보다 실제적인 피크 부하를 추정한다.

부하 추정은 과거 전력 사용 데이터, 지역별 특성(주거, 상업, 공업 지구 등), 계절적 변동, 시간대별 부하 패턴, 그리고 미래의 경제 성장이나 신규 수용가 증가 전망 등을 종합적으로 분석하여 수행된다. 특히 스마트 그리드 기술의 발전으로 스마트 미터를 통한 상세한 부하 데이터 수집이 가능해지면서, 부하 추정의 정확도는 크게 향상되었다. 이는 배전선로의 효율적 운영과 계획 수립에 큰 도움을 준다.

정확한 부하 추정을 바탕으로, 선로의 전압 강하 계산, 차단기 및 퓨즈 등의 보호 장치 용량 선정, 그리고 변압기의 설치 용량과 위치 결정이 이루어진다. 이는 궁극적으로 전력 품질 유지와 정전 방지, 그리고 배전 시스템 전체의 신뢰성과 경제성을 보장하는 핵심 요소이다.

배전선로 설계에서 전압 강하 계산은 공급점에서 수용가까지의 전압 손실을 예측하고 허용 기준 이내로 유지하기 위한 핵심 과정이다. 이 계산은 선로의 길이, 사용된 전선의 재질과 단면적, 흐르는 부하 전류의 크기 등 여러 요소를 고려하여 수행된다. 허용 전압 강하를 초과하면 말단 수용가의 전기 기기 성능이 저하되거나 오작동을 일으킬 수 있으므로, 선로 설계 단계에서 정확한 계산이 필수적이다.

계산은 일반적으로 옴의 법칙에 기반한 공식을 사용한다. 가장 기본적인 단상 2선식 선로의 경우, 전압 강하는 선로 저항과 리액턴스에 의한 성분을 합산하여 구한다. 여기서 선로 저항은 전선의 비저항, 길이, 단면적에 의해 결정되며, 리액턴스는 선로의 인덕턴스와 주파수에 영향을 받는다. 삼상 교류 선로의 계산은 단상과 유사하지만 선간 전압과 상 전압의 관계를 고려하여 진행된다.

계산 결과는 선로의 전압 조정률 평가에 직접 활용된다. 설계자는 계산된 전압 강하 값을 바탕으로 전선의 단면적을 증가시키거나, 변압기의 탭을 조정하거나, 전력용 콘덴서를 설치하여 역률을 개선하는 등의 대책을 수립한다. 특히 장거리 배전선로나 대용량 부하가 연결된 경우 전압 강하가 설계의 주요 제약 조건이 된다.

이러한 계산은 배전계통의 안정적 운전과 전력 품질 보장을 위해 반드시 선행되어야 하며, 관련 전기 안전 규정 및 한국전기설비규정과 같은 기준에도 허용 전압 변동 범위가 명시되어 있다. 따라서 전압 강하 계산은 단순한 이론적 절차를 넘어, 실용적이고 경제적인 배전선로 설계의 토대를 제공한다.

보호 협조는 배전선로에서 발생할 수 있는 다양한 전기적 고장, 예를 들어 단락 사고나 지락 사고 시, 올바른 보호 장치만이 선택적으로 동작하도록 시간과 동작 전류 값을 조정하는 설계 과정이다. 이는 고장 구간을 신속히 격리하여 정상 구간의 전력 공급을 최대한 유지하고, 전기 설비를 손상으로부터 보호하며, 인명 안전을 확보하는 데 핵심적인 역할을 한다. 배전선로에는 퓨즈, 배선용 차단기, 한류퓨즈, 과전류 계전기, 지락 과전류 계전기 등의 보호 장치가 설치된다.

보호 협조 설계는 시간-전류 특성 곡선을 기반으로 한다. 각 보호 장치는 고장 전류 크기에 따른 동작 시간을 가지며, 상류측과 하류측 장치 간에 명확한 협조 관계를 설정해야 한다. 일반적으로 전원에 가까운 상류측 보호 장치는 하류측 장치보다 동작 시간을 더 길게 또는 동작 전류 값을 더 높게 설정한다. 이를 통해 고장이 발생했을 때 고장 지점에 가장 가까운 하류측 보호 장치가 먼저 동작하여 고장을 차단하고, 만약 해당 장치가 고장을 제거하지 못할 경우에만 상류측 장치가 백업으로 동작하도록 한다.

이러한 협조는 단일 선로의 수직적 협조뿐만 아니라, 네트워크 배전 방식이나 루프 배전 방식과 같은 병렬 경로가 존재하는 시스템에서도 중요하게 적용된다. 여러 경로로부터 전력을 공급받는 수용가에서 고장이 발생했을 때, 관련된 모든 개폐기와 보호 장치가 정확한 순서로 동작하여 고장 구간만을 최소한의 범위로 분리해야 한다. 보호 협조가 제대로 이루어지지 않으면 불필요한 대정전이 발생하거나, 고장 전류가 장시간 흘러 케이블이나 변압기 같은 주요 설비가 손상될 수 있다.

보호 협조 계획은 부하 추정과 전압 강하 계산과 함께 배전선로 설계의 필수 단계를 이루며, 전력 시스템의 신뢰성과 안정성을 보장하는 기반이 된다. 최종 설계안은 관련 전기 안전 규정과 공급 규정을 준수해야 하며, 시공 후에는 정기적인 점검 및 검사를 통해 설정값이 유지되는지 확인해야 한다.

배전선로의 공사 방법은 주로 가공 배전선로와 지중 배전선로로 구분된다. 가공 배전선로 공사는 전선을 지지물에 걸어 공중에 설치하는 방식으로, 일반적으로 전봇대나 철탑을 사용한다. 공사 과정에는 지지물의 설치, 애자 및 철구 등의 부속품을 고정한 후, 전선을 가설하고 장력을 조정하는 작업이 포함된다. 이 방식은 시공이 비교적 용이하고 유지보수가 간편하며 초기 투자 비용이 낮은 장점이 있어 널리 사용된다.

지중 배전선로 공사는 전선을 지하에 매설하는 방식으로, 케이블을 직접 매설하거나 매설관 또는 케이블 트렌치에 넣어 시공한다. 이 방법은 도시 미관을 해치지 않으며, 태풍이나 적설 등 기상 조건의 영향을 덜 받고, 외부 충격으로부터 선로를 보호할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 공사 비용이 높고, 고장 발생 시 탐지 및 수리가 어려우며, 공사 기간이 길다는 단점이 있다.

공사 방법의 선택은 해당 지역의 환경, 경제성, 미관 요구사항, 안전성 등을 종합적으로 고려하여 결정된다. 도심지나 신도시 개발 지역에서는 미관과 안전을 중시하여 지중 배전선로를 선호하는 반면, 교외나 농촌 지역에서는 경제성을 고려하여 가공 배전선로가 주로 활용된다. 또한, 해저 케이블과 같은 특수한 경우에는 별도의 전문적인 시공 기술이 요구된다.

배전선로의 점검 및 검사는 전력 공급의 안정성과 장비의 수명을 보장하며, 안전사고를 예방하기 위한 필수적인 활동이다. 이 작업은 주기적으로 또는 특별히 실시되며, 가시점검, 계측기기를 이용한 측정, 그리고 부분적인 해체 검사 등 다양한 방법으로 이루어진다.

주요 점검 항목으로는 전선의 이완, 손상, 부식 상태 확인, 애자 및 애자용 철구와 같은 절연체의 오염도와 균열 검사, 그리고 지지물의 기울어짐이나 부식 여부가 있다. 또한, 접지 저항 측정, 개폐기 및 보호 장치의 동작 특성 시험, 그리고 변압기의 절연유 상태 및 온도 점검이 포함된다. 이러한 점검은 고장을 사전에 발견하고 예방 정비를 수행하는 데 목적이 있다.

점검 및 검사는 일반적으로 정기점검, 수시점검, 특별점검으로 구분된다. 정기점검은 법정 주기에 따라 실시되며, 수시점검은 악천후나 지진과 같은 특별한 상황 후에 이루어진다. 특별점검은 장비의 성능 저하가 의심되거나 수명이 다 되었을 때 실시하는 상세 검사를 의미한다. 점검 결과는 기록으로 남겨 유지보수 이력 관리와 향후 설계 및 계획에 반영된다.

배전선로에서 발생하는 고장은 주로 단락, 지락, 단선 등으로 인해 발생하며, 이는 전력 공급의 중단을 초래한다. 고장 탐지는 변전소나 배전반에 설치된 계전기, 과전류 계전기, 지락 과전류 계전기 등의 보호 장치가 주로 담당한다. 이들 장치는 선로의 전류나 전압 이상을 감지하여 신호를 발생시키거나, 직접 회로 차단기를 동작시켜 고장 구간을 시스템에서 분리한다. 또한, 현장에서는 자동 고장 지시기나 고장 탐색기가 설치되어 운전원이 고장 구간을 신속히 파악할 수 있도록 지원한다.

고장이 발생하면, 먼저 보호 장치의 동작으로 고장 구간이 전원으로부터 격리된다. 이후, 운전원은 계통 운용 정보와 고장 지시기의 신호를 바탕으로 고장 추정 구간을 선정하고, 현장 점검을 실시하여 정확한 고장 위치와 원인을 확인한다. 가공선로의 경우 육안 점검이 주를 이루며, 지중 케이블의 경우에는 고장점 탐지기를 사용하여 정밀한 위치를 찾아낸다.

고장 복구 작업은 확인된 고장 원인에 따라 진행된다. 일반적인 복구 작업으로는 끊어진 전선의 접속, 손상된 애자나 지지물의 교체, 절연이 열화된 케이블 구간의 수리 또는 교체 등이 있다. 작업 시에는 반드시 해당 선로에 대한 무전압을 확인하고 접지한 후 안전 조치를 취해야 한다. 복구 작업이 완료되면, 선로의 절연 저항 측정 등 필요한 검사를 실시한 후 전원을 투입하여 정상 운전 상태로 복귀시킨다.

고장 복구 시간을 최소화하기 위해 많은 배전 사업자들은 자동화 시스템을 도입하고 있다. 배전 자동화 시스템은 원격 감시 제어 장치를 통해 고장 구간을 자동으로 판단하고, 원격에서 스위치를 조작하여 비고장 구간으로의 우회 송전을 신속히 수행함으로써 정전 시간과 범위를 줄이는 데 기여한다. 이는 특히 네트워크 배전 방식이나 루프 배전 방식에서 효과적으로 활용된다.

지중 배전선로는 전선을 지하에 매설하여 전력을 공급하는 방식을 말한다. 가공 배전선로와 비교하여 도시 미관을 해치지 않고 태풍이나 적설 같은 기상 재해에 강하다는 장점이 있다. 또한 지상 공간을 차지하지 않아 도로나 건물 근처에 설치하기 용이하다. 하지만 초기 설치 비용이 높고, 고장 발생 시 점검 및 수리가 어려우며, 케이블의 열 발산 문제를 고려해야 한다는 단점도 있다.

지중 배전선로의 주요 구성 요소는 케이블이다. 가공선에서 사용하는 경동선이나 알루미늄 합금선과 달리, 지중 케이블은 절연체와 차폐층으로 보호된 동선이나 알루미늄선을 사용한다. 케이블은 직접 지중에 매설되거나, 관로나 덕트에 넣어 보호하며 설치된다. 특히 도심지에서는 다른 지하 매설물과의 간섭을 피하고 향후 유지보수를 용이하게 하기 위해 공동 구덩이인 매니홀을 설치해 접근할 수 있도록 한다.

이러한 선로는 주로 도시 지역, 공항, 고속도로, 풍경이 중요한 관광지 등에서 사용된다. 전압 구분에 따라 고압 배전선로나 특별고압 배전선로로 설치될 수 있으며, 변전소에서 배전반을 거쳐 각 수용가까지 전력을 안정적으로 공급하는 역할을 한다. 지중 전선로 공사에는 전기사업법 및 관련 공사 표준에 따른 엄격한 시공 기준이 적용된다.

고장이 발생했을 때는 고장 표시기를 이용해 대략적인 고장 위치를 파악한 후, 케이블의 절연 상태를 확인하는 절연 저항 측정이나 고저항 접지 탐지 등의 방법으로 정확한 위치를 찾는다. 복구 작업은 해당 구간을 파서 케이블을 수리하거나 교체하는 방식으로 이루어지며, 이 과정에서 주변 지역의 통신선이나 상하수도 시설에 피해를 주지 않도록 주의해야 한다.

해저 케이블은 바다나 강, 호수 등의 수중을 통과하여 전력을 송전하거나 배전하기 위해 설치되는 특수한 지중 배전선로이다. 육상의 가공선이나 일반 지중선로와 달리 수중 환경에 노출되기 때문에 매우 높은 수준의 방수 성능과 기계적 강도, 부식 저항성을 갖추어야 한다. 주로 섬 지역에 전력을 공급하거나, 국가 간 전력망을 연계하는 해저 송전선으로 활용된다.

해저 케이블의 구조는 일반적으로 전도체인 동선이나 알루미늄선을 절연체로 감싼 후, 방수층과 기계적 보호를 위한 강철 테이프 또는 와이어 아머로 보호하는 방식으로 제작된다. 절연체로는 교차연결폴리에틸렌이나 에틸렌프로필렌고무 등이 사용되며, 심해의 높은 수압을 견디기 위해 다층의 방수 구조를 가진다. 케이블은 해저 지형에 따라 해저면에 직접 놓이거나 매설되며, 선박을 이용한 특수한 시공 장비로 부설 작업이 이루어진다.

해저 케이블의 설계와 운영에는 여러 기술적 난제가 따른다. 긴 구간에서의 큰 정전용량으로 인한 충전전류 문제, 고장 발생 시 위치를 정확히 탐지하고 수중에서 복구하는 어려움, 선박의 닻이나 어망에 의한 외부 손상 위험, 그리고 해양 생태계 보호를 위한 환경적 고려 사항 등이 주요 관리 포인트이다. 이러한 과제를 해결하기 위해 광파장분할다중화 기술을 활용한 광케이블과 함께 부설하여 원격 감시 및 통신을 수행하거나, 특수한 고장점 탐지 방법을 적용하기도 한다.

배전선로의 설계, 시공, 운영 전반에 걸쳐 적용되는 전기 안전 규정은 인명 사고와 재산 피해를 방지하고 전력 공급의 신뢰성을 확보하기 위한 필수 기준이다. 이 규정들은 주로 한국산업표준과 국가별 전기설비 기술 기준을 근간으로 하며, 한국전기안전공사와 같은 기관이 관리 감독을 수행한다.

규정의 주요 내용은 접촉 전압과 보폭 전압으로 인한 감전 사고 방지, 절연 성능 유지, 지락 사고 시 보호 장치의 신속한 동작 확보 등에 초점을 맞춘다. 이를 위해 전선의 이격 거리, 지지물의 높이와 강도, 접지 저항값, 개폐기 및 차단기의 설치 위치와 용량 선정 등에 대해 상세한 기술적 기준을 명시하고 있다.

특히 가공 배전선로의 경우 도로, 건물, 다른 통신선로 등과의 이격 거리를 엄격히 규정하여 안전 확보와 더불어 유지보수의 편의성을 고려한다. 또한 지중 배전선로는 케이블의 정격 전압과 허용 전류, 매설 깊이, 다른 지중 매설물과의 간격, 그리고 접속함의 방수 및 방식 처리에 대한 기준이 적용된다. 모든 배전선로 공사는 준공 검사와 정기 점검을 통해 규정 준수 여부를 확인받아야 한다.

배전선로에서의 접지는 시스템의 안정적인 운전과 인명 안전을 보장하기 위한 필수 조치이다. 접지는 전기 설비의 비충전 금속 부분이나 중성점을 대지와 전기적으로 연결하는 것을 의미하며, 이를 통해 이상 전압의 대지 유도, 누전 전류의 안전한 흐름 확보, 보호 장치의 정확한 동작 유도 등이 가능해진다.

배전선로의 접지 방식은 크게 계통 접지와 장비 접지로 구분된다. 계통 접지란 변압기의 중성점을 접지하는 방식을 말하며, 이는 고장 전류의 경로를 제공하여 영상 전류 검출을 용이하게 하고 계통 전압의 안정화에 기여한다. 장비 접지란 철탑, 전주, 개폐기 외함, 변압기 외함 등 설비의 비충전 금속 부분을 접지하는 것으로, 이 절연 열화나 손상으로 인한 누전 시에 위험 전압이 발생하는 것을 방지하여 감전 사고를 예방한다.

접지 설계 시에는 접지 저항값이 중요한 고려 사항이다. 저항값이 낮을수록 고장 전류가 원활히 대지로 흘러보내져 접지 전위 상승을 억제할 수 있다. 일반적으로 특별고압 배전선로의 철탑 접지나 변전소의 접지망은 매우 낮은 저항값을 요구한다. 접지극은 동판, 연선, 또는 봉상 전극을 사용하여 설치하며, 대지의 전기적 특성(토질, 수분 함량 등)을 고려하여 적절한 방식과 깊이로 시공한다.

효과적인 접지 시스템은 낙뢰 서지로부터 계통을 보호하고, 지락 사고 시 차단기나 퓨즈와 같은 보호 장치가 신속히 동작하도록 하여 사고 구간을 신속히 격리한다. 이는 전체 배전 계통의 신뢰도와 전력 품질을 높이는 데 기여하며, 궁극적으로 안전한 전력 공급을 실현하는 기반이 된다.