타워크레인의 구조와기능 및 원리 한국산업안전공단 대전광역지도원 교육정보센터 장 완 수 부장.

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1 타워크레인의 구조와기능 및 원리 한국산업안전공단 대전광역지도원 교육정보센터 장 완 수 부장

2 타워크레인이란? 우리 사회에서 통용되고 있는 “타워크레인”이란 지브붙이 크레인의 한 종류로 한
국 산업규격에 의한 용어 정의에 따르는 클라이밍 크레인을 말한다. 타워크레인은 건축물 또는 구조물 주위에 설치되어 권상, 선회 및 횡행동작을 할 수 있으며, 특수한 것은 주행기능을 갖는 건설자재 등을 운반하는 기계장치이다. 일반적으로 타워크레인은 타워의 높이를 조정(클라이밍)할 수 있어서, 시간의 경과 에 따라 작업장의 높이가 변하는 구조물 시공에 필요한 양중 작업의 편리성을 제공 하고 있으며, 기종에 따라 도심지의 협소 공간작업 및 고층 건축공사에 많이 사용 되고 있다. 최근에는 플랜트 건설, 댐 건설, 철탑 건설 등에 타워크레인이 다양하게 이용되고 있다.

3 1. 타워크레인의 종류 ① T형 타워크레인 ② L(Luffing) 형 타워크레인

4 1. 타워크레인의 종류 국내건설현장에 가장 많이 보급되어 있는 Type으로서 3ton~60ton급까지 보급되어 있다.
길이가 50~55m선으로 주종을 이루 며, 10ton~16ton급은 60~75m가 대 부분이다. 20ton~60ton급은 70~100m까지도 가능한 장비가 있다. ※ 아파트 현장이나 주위 간섭물이 없는 공사에 서는 그 기능이나 성능을 최대한 발휘할 수 있고, 가장 많이 설치되는 크레인이지만 대형 철 구조물 현장 혹은 도심 빌딩밀집지역에서 는 많은 제약을 받을 뿐만 아니라, 운전이 불 가능한 지역도 있다

5 1. 타워크레인의 종류 최근 건설현장 추세에 맞게 수요가 늘 어나고 있는 Type으로서, 현재 건설현
② L형 타워크레인 최근 건설현장 추세에 맞게 수요가 늘 어나고 있는 Type으로서, 현재 건설현 장에서 사용되고 있는 주종은 12ton~40ton급이 대부분이고, 60ton~130ton급의 대형은 조선소, 항만, 제철소 등의 제한적인 장소에서 사용하기 위하여 주문 생산되고 있다. ※ L형은 T형의 단점을 보완한 장비로서, 지 브의 기복이 가능하여 최근에 자주 발생하 는 크레인 운전 반경 내에서의 민원까지 해결할 수 있으며, 근접거리에 2대 이상의 크레인이 설치되어도 상호 간섭을 일으키 지 않고 독자적인 작업을 수행할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다

6 2. 타워크레인의 주요구조부 ① T형 타워크레인 번호 명칭 1 기초 10 권상 장치 2 베이직 타워, 마스트 11
카운터 웨이트 3 타워, 마스트 12 트롤리 4 텔레스코핑 케이지 13 훅 블록 5 유압상승장치 14 카운터 지브 타이바 6 운전실 15 메인 지브 타이바 7 카운터 지브 16 권상 로우프 8 캣트(타워) 헤드 17 트롤리 로우프 9 메인 지브 18 선회 장치

7 2. 타워크레인의 주요구조부 ② L형 타워크레인 번호 명칭 1 기초 앵커 13 압력봉 2 언더캐리지 14 지브 피벗 섹션 3
타워 섹션 15 중간 지브 섹션 4 조립 슬립 링과 슬루잉 링 서포트 16 지브 헤드 섹션 5 볼 슬루잉 링 17 Luffing 로프 6 기계 플랫폼 18 도르래 블록 7 카운터 발라스트 19 지브 가이(guy) 로프 8 Luffing 기어 20 호이스팅 로프 9 호이스팅 기어 21 과부하 방지 측정 축 10 슬루잉 기어 22 로프꼬임 방지장치 11 운전실 23 훅 블록 12 지브(Jib) 리테이닝 프레임과 지지봉 24 Fall-back 가드 스트랏

8 2. 타워크레인의 주요구조부 ③ 주요구조부기능-1 (1) 타워(tower) 마스트
타워크레인을 지지해 주는 기둥(몸체) 역할을 하는 구조물로서 한 부재의 단위 길이가 약 3~5m인 타 워를 연결 볼트로연결시켜 나가면서 설치 높이를 조정 할 수 있다. 타워는 대부분 고장력강의 재질을 사용한 앵글 또는 박스(파이프) 타입 용접구조이거나 또는 개방형 앵글과 H-beam을 사용하는 경우도 있다. (2) 메인 지브(main jib) 선회 축을 중심으로 한 외팔보 형태의 구조물로서 지브의 길이, 즉 선회 반경에 따라 권상 하중이 결정 된다. 풍하중 및 중량의 감소를 위해 트러스 구조로 되어 있으며, 트러스 내부에 트롤리 로프 안내를 위 한 보조 풀리와 트롤리 윈치 점검을 위한 보도가 설치된다. (3) 카운터 지브(counter jib) 크레인 전·후방의 균형 유지를 위하여 메인 지브의 반대편에 설치되는 지브로서 균형추(카운터웨이트) 와 윈치를 사용한 권상 장치가 설치된다. (4) 균형추(counter weight) 메인 지브의 길이에 따라 크레인 균형 유지에 적합하도록 선정된 여러 개의 철근 콘크리트 등으로 만들 어진 블록이 카운터 지브 측에 설치되며, 이탈되거나 흔들리지 않도록 수직으로 견고히 고정된다. (5) 타이 바(tie bar) 메인 지브와 카운터 지브를 지지하면서 각기 캣트(타워) 헤드에 연결해주는 바(Bar)로서 기능상 매우 중요 할뿐만 아니라 인장력이 크게 작용하는 부재이다. (6) 캣트(타워)헤드(towerhead, cat head) 메인 지브와 카운터 지브의 타이바(tie bar)를 상호 지탱해 주기 위한 목적으로 설치되며 트러스 또는 “A-frame”구조로 되어 있다.

9 2. 타워크레인의 주요구조부 ③ 주요구조부기능-2 (7) 선회 장치(slewing mechanism)
타워의 최상부에 위치하며, 메인 지브와 카운터 지브가 이 장치 위에 부착되고 또한 캣트 헤드가 고 정된다. 그리고 상·하 두 부분으로 구성되어 있으며 그 사이에 회전 테이블이 있다. 이 장치에는 선 회장치와 지브의 연결 지점을 위한 점검용 난간대가 설치되어 있다. (8) 트롤리(trolley) 메인 지브를 따라 이동되며 권상 작업을 위한 선회 반경을 결정하는 횡행장치이다. (9) 훅 블록(hook block) 트롤리에서 내려진 와이어로프에 매달려 하물의 매달기에 필요한 일반적인 매달기 기구이다. (10) 텔레스코핑 케이지(telescoping cage) 가이드섹션 텔레스코핑 작업을 하기 위한 작업공간을 제공하고 유압실린더, 유압모터, 플랫폼 및 가이드 레일 등이 부속되어 있다. (11) 유압 상승장치(hydraulic telescoping assembly) 유압 실린더와 유압 모터를 이용한 유압 구동 상승장치로서 타워의 높이를 높이거나 해체시 사용된 다. 유압 실린더를 몇 차례 작동하여 실린더 스트로크(stroke)에 의해 확보되는 공간에 새로운 타워 를 끼워 넣어 높이를 높일 수 있다. (12) 운전실(cab) 운전실은 작업 상황을 볼 수 있는 위치인 선회장치의 상부, 메인 지브의 바로 하부에 설치된다. 운전 실 및 출입문은 견고한 구조로 되어 있고, 최근에는 실내에 운전에 필요한 각종 장치 및 냉.난방 장 치가 구비되어 있다.

10 3. 타워크레인의 기초 ① 설치방법 고 정 형 상 승 형

11 3. 타워크레인의 기초 ② 기초사진

12 3. 타워크레인의 기초 ③ 콘크리트기초 그림. 타워크레인 힘의 분포 Counter Weight 중량 Counter JIB
Winch의 하중 Head Section Slewing Mount, Mast의 하중 JIB Boom의 하중 Hook Assembly Trolley, 인양 물의 하중 풍하중 Slewing Torque Overtuning Moment 수평적 수직적

13 4. 타워크레인 안전장치 타워크레인은 고소에서 작업을 행하는 장비로 건설자재 등을 매달아 일정 장소로
운반하는 기계이므로 구조설계 및 안전성의 확보는 매우 중요하다. 각종 안전장치는 운전자의 실수 등 위험상황의 발생시 권상하물을 멈추게 하여 사 고를 미연에 방지할 수 있는 과부하방지장치를 비롯하여 일정한 운전 범위를 제한 하거나 안전 속도를 유지하게 하는 등 타워크레인의 운전 전반에 대한 안전성을 확 보 하기 위한 장치들을 갖고 있다.

14 4. 타워크레인 안전장치 안전장치설치도 번호 명 칭 1 권상 및 권하방지장치 2 과부하방지장치 3 속도제한장치 4
명     칭 1 권상 및 권하방지장치 2 과부하방지장치 3 속도제한장치 4 바람에 대한 안전장치 5 비상정지장치 6 트롤리 내·외측 제어장치 7 트롤리 로프 파손안전장치 8 트롤리 정지장치(STOPPER) 9 트롤리 로프 긴장장치 10 와이어로프 꼬임방지장치 11 훅 해지장치 12 선회제한 리미트 스위치 13 충돌방지장치 14 선회브레이크 풀림장치 15 접지

15 4. 타워크레인 안전장치 ① 권상 및 권하방지장치 ① 전원회로의 제어를 통하여 타워크레인
화물을 운반하는 도중 훅이 지면에 닿거 나 권상작업시 트롤리 및 지브와의 충돌 을 방지하는 장치이다. ② 일반적으로는 권상드럼의 축에 리미트 스위치를 연결하여 과권상 및 과권하시 자동으로 동력을 차단하는 구조이다.

16 4.타워크레인 안전장치 ② 과부하방지장치 ① 타워크레인의 각 지브 길이에 따라 정격 하중의 1.05배 이상 권상시 과부하방지
1. Pulley 2. Pulley Support 3. Dynamometer Ring 4. Clamping Pins 5. Adjusting Scews ① 타워크레인의 각 지브 길이에 따라 정격 하중의 1.05배 이상 권상시 과부하방지 및 모멘트 리미터장치가 작동하여 권상 동작을 정지시키는 장치이다. ② 작동시 경보가 울리며 운전자 및 인근 작 업자에게 경보를 주고 임의로 조정할 수 없도록 봉인하여야 실효를 거둘 수 있다. 1. Adjusting Screw 2. Limit Switch Leaf Spring 3. Micro Switch 4. Locking Nut

17 4. 타워크레인 안전장치 ③ 속도제한장치 권상속도 단계별로 정하여진 정격하중을 초과하여 타워크레인을 운전시 사고방지
및 권상시스템(hoist system)을 보호하는 장치로서 전원회로를 제어한다.

18 4. 타워크레인 안전장치 ④ 바람에 대한 안전장치 ① 타워크레인의 각 지브 길이에 따라 정격
하중의 1.05배 이상 권상시 과부하방지 및 모멘트 리미터장치가 작동하여 권상 동작을 정지시키는 장치이다. ② 작동시 경보가 울리며 운전자 및 인근 작 업자에게 경보를 주고 임의로 조정할 수 없도록 봉인하여야 실효를 거둘 수 있다.

19 4. 타워크레인 안전장치 ⑤ 비상정지장치 ① 동작시 예기치 못한 상황이나 동작 을 멈추어야 할 상황이 발생되었을
때 정지시키는 장치로서 모든 제어 회로를 차단시키는 구조로 한다. ② 비상정지용 누름버튼은 적색으로 머리 부분이 돌출되고 수동복귀 되 는 형식을 사용하여야 한다.

20 4. 타워크레인 안전장치 ⑥ 트롤리 내 외측 제어장치
메인지브에 설치된 트롤리가 지브 내측의 운전실에 충돌 및 지브 외측 끝에서 벗어나는 것을 방지하기 위한 내·외측의 시작(끝) 지점에서 전원회로를 제어한다.

21 4. 타워크레인 안전장치 ⑦ 트롤리로프 파손안전장치 트롤리 주행에 사용되는 와이어로프의 파손
시 트롤리를 멈추게 하는 장치로서 반동 베 어링(reaction bearing)이 아래로 처지면서 안전레버(safety lever)가 90° 선회되어 지브 의 하단부 구조물에 걸리게 한다.

22 4. 타워크레인 안전장치 ⑧ 트롤리 정지장치 트롤리 최소반경 또는 최대반경으로 동작시 트롤리의 충격을 흡수하는 고무 완충재로서
정지장치 역할을 한다.

23 4. 타워크레인 안전장치 ⑨ 트롤리로프 긴장장치 트롤리로프 사용시 로프의 처짐이 크면 트
롤리 위치제어가 정확하지 못하므로 트롤리 로프의 한쪽 끝을 드럼으로 감아서 장력을 주는 장치이다.

24 4. 타워크레인 안전장치 ⑩ 와이어로프 꼬임방지장치 권상 또는 권하시 권상로프(hoist rope)에
하중이 걸릴 때 호이스트 와이어로프의 꼬임 에 의한 로프의 변형과 훅 블록의 회전을 방 지하는 장치로서 내부에 trust bearing이 들 어 있는 축 방향 회전장치이다.

25 4. 타워크레인 안전장치 ⑪ 훅 해지장치 와와이어로프가 훅에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 장치이다.

26 4. 타워크레인 안전장치 ⑫ 선회제한 리미트 스위치 선회제한 리미트 스위치는 선회장치 내에
부착되어 회전수를 검출하여 주어진 범위 내에서만 선회동작이 가능토록 구성되어 있다.

27 4. 타워크레인 안전장치 ⑬ 훅 해지장치 타타워크레인의 작업반경이 다른 크레인과 겹치는 구역 안에서 작업할 때 크레인간의 충돌을 자동으로 방지하도록 하는 안전장치이다. 트특히 동일 궤도상을 주행하는 타워크레인이 2대 이상 설치되어 있을 때 크레인 상호간 근접으로 인한 충돌을 방지하는 장치이다.

28 4. 타워크레인 안전장치 ⑭ 선회브레이크 풀림장치 타워크레인의 모든 동작을 멈추고 비 가동
시에 선회 기어 브레이크 풀림장치를 작동시 켜 타워크레인의 지브가 바람에 따라 자유롭 게 움직여 free jib slewing을 타워크레인이 바람에 의해 영향을 받는 면적을 최소로 하 여 타워크레인 본체를 보호하고자 설치된 장 치이다.

29 5. 타워크레인 주요구조부 점검 ① 외관과 설치상태 가. 외관 (1) 지브 회전반경별 정격하중 표시를 검사한다.
☞ 운전자 및 훅걸이를 하는 사람이 보기 쉬운 장소에 정격하중을 표시한 판이 부착되어 있을 것 (2) 크레인에 부착되는 추락방지울(Hand Rail), 수직사다리 및 보도의 상태를 검사한다. ☞ ① 난간의 높이는 90~120cm로 하여 견고한 구조일 것 ② 난간은 중간대와 보도면으로부터 높이 3cm 이상의 덧판이 설치되어 있을 것 ③ 수직 사다리는 길이가 15m를 초과하는 경우 10m 이내마다 쉼 발판이 설치되어 있 을 것 ④ 수평 지브에는 폭 40cm 이상의 보도가 전길이에 설치되어 있을 것 나. 설치 고정상태 (1) 앵커볼트의 고정상태, 휨 및 부식 변형유무를 검사한다. ☞ ① 스패너 등으로 확인하여 체결상태가 적정일 것 ② 앵커 볼트의 현저한 휨 및 변형이 없을 것 (2) 기초 상태 및 부등침하 유무를 검사한다. ☞ ① 기초는 받침을 써서 견고한 구조로 되어 있을 것 ② 기초의 바닥면은 부등침하가 없이 평탄하며, 무너짐이나 벌어짐이 없을 것

30 5. 타워크레인 주요구조부 점검 ② 구조부분 가. 마스트 및 지브
(1) 마스트 및 지브의 전 길이에 걸쳐 직전도 및 용접 상태를 검사한다.      ☞ 비틀림, 굴곡, 휨 등이 없을 것 (2) 지브(지브 연결부)의 고정용 볼트의 체결상태를 검사한다.     ☞ 조립연결용 볼트/너트는 이중너트 기타 풀림방지 조치가 양호할 것 (3) 클라이밍장치의 이상유무를 검사한다.      ☞ 유압잭(Jack) 등의 작동이 정상이며, 마스트 상승시 균형을 유지할 것 나. 용접상태    (1) 마스트, 지브 등의 검사가능 부위의 용접상태를 검사한다.         ① 육안으로 검사하여 균열(Crack)이 없을 것         ② 육안으로 검사하여 판정이 곤란한 곳은 액체침투 탐상검사(P.T)를 적용한다. ☞ 검사방법은 침투액을 도포한 후 10분 경과시 균열 등 이상이 없을 것 (단, 이상 발견시 2차로 초음파 탐상검사 또는 X-ray 검사를 적용할 것)

31 5. 타워크레인 주요구조부 점검 ③ 권상장치부분-1 가. 트롤리 주행 장치
(1) 주행전동기, 감속기 부착 볼트의 풀림 유무를 검사한다.      ☞ 풀림이 없을 것 (2) 구동축 연결 커플링의 체결 및 마모상태를 검사한다.      ☞ 풀림, 마모가 없을 것 (3) 트롤리 주행 리미트 스위치(최대안쪽/바깥쪽)위치의 작동상태를 검사한다.      ☞ 정지 위치 도달시 전원이 차단되면서 정지할 것 나. 와이어로프   (1) 직경의 감소를 검사한다(버니어켈리퍼스를 이용하여 측정한다).         ☞ ① 직경의 감소율 (%) = ×100         ② 직경 감소는 공칭지름의 7% 미만일 것   (2) 소선의 절단수를 검사한다.         ☞ 한 꼬임에서 스트랜드의 소선이 10% 이상 절단되지 않을 것   (3) 킹크(꼬임) 현상 및 부식 유무를 검사한다.         ☞ 킹크현상 발생 및 현저한 부식유무를 검사할 것   (4) 와이어로프의 여유 감김수를 검사한다.         ☞ 훅크가 최하단에 도달했을 때 드럼에 최소한 2바퀴 이상 남아 있을 것   (5) 와이어로프의 단말 고정상태를 검사한다.

32 5. 타워크레인 주요구조부 점검 ③ 권상장치부분-2 다. 훅 (1) 훅의 해지장치 설치유무를 검사한다.
  (1) 훅의 해지장치 설치유무를 검사한다.        ☞ 와이어로프 이탈 방지용 해지장치는 견고히 설치되어 있을 것   (2) 훅 개구부의 변형상태를 검사한다. ☞ 훅의 개구부의 변형이 없어야 하며, 국부 마모에 의한 사용한도는 원 치수의 5% 이내일 것 라. 도르래      (1) 도르래의 고정상태를 검사한다.        ☞ ① 견고히 고정되어 있을 것        ② 와이어로프가 도르래에서 이탈되지 않는 구조일 것      (2) 파손, 균열, 변형 등의 검사를 한다.        ☞ 파손, 균열, 변형 등의 결함이 없을 것      (3) 도르래의 마모를 검사한다.        ☞ 도르래 홈의 마모한도는 와이어로프 직경의 20% 이내일 것

33 5. 타워크레인 주요구조부 점검 ④ 선회부분 가. 선회 후레임 및 브라겟트 ☞ 균열 및 변형 유무를 조사한다. 나. 선회 장치
☞ 선회시 이상음 및 발열 유무를 검사한다. 다. 균형추(Counter Weight)      (1) 균형추의 무게를 검사한다.       ☞ ① 균형추 조립상태 및 하중이 정확할 것        ② 균열 및 파손이 없을 것 라. 운전실      (1) 도어의 개폐상태, 록크 및 키의 이상 유무를 검사한다.       ☞ 도어의 록크 등 이상이 없을 것      (2) 제어장치의 방향표시기를 검사한다.       ☞ ① 방향표시가 선명할 것        ② 하중이동과 제어장치의 방향표시가 일치할 것 마. 연결구      (1) 상부선회체의 각 부분의 연결핀, 볼트 및 너트의 체결상태를 검사한다.       ☞ 풀림이 없이 정확하게 체결되어 있을 것

34 5. 타워크레인 주요구조부 점검 ⑤ 안전장치 가. 권과(과다감김) 방지장치를 검사한다.
     (1) 권과를 방지하기 위하여 자동적으로 동력을 차단하고 작동을 제동하는 기능을 가질 것      (2) 훅의 달기기구 상부와 접촉우려가 있는 도르래와의 간격이 최소 25cm 이상(작동식의 권과방지장치에 있어서는 5cm 이상)일 것       (3) 과부하방지장치를 검사한다.(트롤리의 이동에 따른 하중초과 방지)        ☞ ① 모멘트 과부하 차단스위치 및 권상 과부하 차단스위치의 작동상태가 정상일 것        ② 정격하중의 1.05배 하중 적재시 경보와 함께 작동이 정지될 것

35 5. 타워크레인 주요구조부 점검 ⑥ 작동시험 가. 권상시험
     (1) 지브 끝단에서 정격하중의 하물을 권상하여 권상능력을 시험한다.        ☞ ① 권상능력이 양호한 것        ② 2회 이상 권상·권하시험을 반복할 것      (2) 정격하중의 하물을 매달고 브레이크 작동 제동능력을 시험한다.        ☞ ① 제동능력이 양호할 것        ② 전자브레이크는 권상능력의 150%        ③ 유압브레이크는 권상능력의 100% 나. 선회시험      (1) 권상한 하물을 매달고 선회시켜 선회능력을 시험한다.        ☞ 선회능력이 양호한 것      (2) 정격하중의 물건을 달고 브레이크 제동능력을 시험한다.        ☞ 브레이크 능력이 양호한 것

36 5. 타워크레인 주요구조부 점검 ⑦ 권상용 브레이크점검 가. 권상 브레이크의 종류
(1)유압브레이크(Hydraulic Brake) 유압을 사용해서 유압 힘을 전달하여 브레이크 작용을 하게 하는 것으로 제동이 확실하고 미끄러짐이나 유격을 조정할 경우가 적다. (2) 전자브레이크(Electric Brake) 전기의 힘으로 정지시키는 제동기이다. 브레이크 코일에 전원을 투입 후 자력의 힘으로 모터의 원판을 협착하여 제동하는 방법으로 주로 극변환 모터에 설치가 많이 되었으나 요 즘에는 권선형 모터에도 많이 사용된다. (3) 원판브레이크(Disc Brake) 각종 차량이나 항공기의 바퀴에 장착되는 제동장치. 디스크 브레이크라고도 한다. 바퀴나 회전판 축에 설치되며, 축과 함께 회전하는 금속제 원판(Disc)을 양쪽에서 브레이크 라이 닝을 죄어 멈추게 한다. (4) 드럼브레이크(Drum Brake) 바퀴와 함께 회전하는 브레이크드럼 안쪽으로 라이닝을 붙인 브레이크슈를 압착하여 제 동력을 얻는다. 일반기중기나 디젤엔진을 사용하는 기중기에 주로 많이 설치되고 있다. (5) 와전류브레이크(Eddy Current Brake) 자기장과 와전류의 상호작용 때문에 생기는 힘을 이용한다. 타워크레인의 권상용 브레이크로 사용되고 있고 국내 타워크레인에서 많이 사용 한다

37 6. 타워크레인 기타구조부 점검 ① 드럼 가. 드럼 와이어로프에 의하여 하물을 권상, 주행, 트로리 횡행 등의 이동을 위한 와이어로프를 감을 수 있는 드럼의 크기는 가능한 한 로프의 전체길이를 1열로 감을 수 있는 것으로 한다. 드럼에 홈이 있는 경우 와이어로프가 감기는 방향과 로프가 감겨지는 방향과의 각도 α를 플 리트 앵글(Fleet Angle)이라고 말한다. 드럼 홈의 크기가 20% 이상 커져 유격이 발생 시에는 드럼을 교체를 하여야 한다. 와이어로프를 드럼에 고정시킬 때는 반드시 드럼에서 2바퀴 이상의 여유 와이어로프 감김이 남도록 하여야 하고, 와이어를 시이징 처리하여 단말 고정을 하여야 한다. 클립에 의한 단말 고정은 와이어로프의 직경에 따라서 수량이 달라지는데 16㎜ 이하는 4개 16㎜ 초과 28㎜ 이 하는 5개 28㎜ 이상은 6개 이상을 사용하여야 한다. 클립의 간격은 와이어로프 직경의 6배 이상으로 한다.

38 6. 타워크레인 기타구조부 점검 ② 작업통로와 추락방지울 나. 작업통로와 추락방지울
타워크레인은 지브에 폭 40cm 이상의 보도를 전 길이에 걸쳐서 설치하여야 한다. 단, 점검대 기타 점검할 수 있는 설비가 되어 있을 때는 제외되며, 보도 부분은 보도면으로부 터 높이 90~120cm 이상의 추락방지울을 설치하여야 하고 중간대 및 보도면으로부터 높이 10cm 이상의 덧판을 설치하고 보도면은 미끄러지거나 넘어지는 등의 위험이 없는 구조되어 야 한다.

39 6. 타워크레인 기타구조부 점검 ③ 사다리와 방호울 다. 사다리와 방호울
발판은 25cm 이상 35cm 이하의 간격을 가지고 발판과 다른 물체와의 근접 수평거리는 15cm 이상이며, 발이 미끄러지거나 빠지지 않는 구조로써 높이가 15m를 초과하는 것은 10m 이내 마다 계단 쉼발판을 설치해야 한다. 높이가 6m를 초과하는 것은 방호울을 설치하여야 한다. 다만, 띄우는 높이는 약 2.2m 정도는 유지하여 사람의 머리를 다치지 않도록 하여야 한다. [계단 쉼발판] [사다리와 방호울]

40 6. 타워크레인 기타구조부 점검 ④ 계단 라. 계단 계단은 경사도가 수평면에 대하여 75도 이하가 되어야 하며, 발판의 높이는 30cm 이하로 하 고 발판의 폭은 최소 10cm 이상 되어야 한다. 높이가 10m를 초과하는 경우는 7m마다 계단 참을 설치하여야 하고 손잡이를 부착하여야 한다.

41 6. 타워크레인 기타구조부 점검 ⑤ 운전실 마. 운전실(조정석)
타워크레인은 안전하게 운전을 할 수 있는 운전실이 필요하다. 단 바닥에 있는 경우에는 제 외된다. 운전실이 필요한 크레인은 다음과 같아야 한다. ☞ (1) 분진을 현저하게 발산하는 곳의 크레인 (2) 현저하게 저온이 될 우려가 있는 장소에 설치된 크레인 (3) 옥외에 설치되는 크레인 이외에 운전실이 설치된 크레인 이외의 크레인은 운전대를 구비하여야 한다. 크레인에 설치된 운전실 또는 운전대는 다음 각 호에 정하는 구조로 하여야 한다. ☞ ① 운전자가 안전하게 운전을 할 수 있는 충분한 시야를 확보할 수 있을 것 ② 운전자가 용이하게 조작할 수 있는 위치에 개폐기, 콘트롤리 또는 레버, 브레이크, 경 보 장치가 설치되어야 한다. ③ 운전자가 접촉하는 것에 의해 감전위험이 있는 곳은 감전방지장치(덮개, 울)를 설치 하여야 한다. ④ 분진의 침입을 막을 수 있어야 한다. ⑤ 물체의 낙하, 비래 등의 위험이 있는 장소에 설치되는 크레인의 운전대에는 안전망 등 안전조치를 강구해야 한다.

42 6. 타워크레인 기타구조부 점검 ⑥ 훅 바. 훅 작업용 와이어로프가 작업도중에 훅으로부터 이탈하지 않도록 해지장치가 부착되어야 하고 훅 블록에는 인양 가능한 톤수가 적혀있어야 한다. 줄걸이 로프를 걸 수 있도록 제작된 것으 로 외부의 충격이나 권상하물의 중량에 적당하게 제작되고 변형이 없어야 한다. 훅의 재질은 담금질한 후에 풀림을 한 단강품(SF40, 50)이 주로 사용된다.

43 6. 타워크레인 기타구조부 점검 ⑦ 항공등 사. 항공등
60m 이상의 높이로 설치된 타워크레인에는 항공등을 반드시 설치하여야 한다. 또한, 한 지역에 타워크레인이 2대 이상 설치되는 경우에는 가장 높은 타워크레인에 설치한 다.

44 7. 전기이론과 용어 ① 전기용어-1 가. 도체(양도체)
전기를 잘 통과시키는 물체(은, 동, 염수, 산, 알칼리, 탄소 등)이다. 나. 절연체(부도체) 전기를 통과시키지 않는 물체(공기, 유리, 비닐, 종이, 직물, 운모 등)이다. 다. 전류 전위차가 있는 2점 간을 도체로 연결하면 전기가 흐르고, 이것을 전류라고 한다. 전류의 세기는 단위 시간에 이동하는 전기량으로 표시(Ampere)한다. 라. 정격전류 기계·기구에 대하여 제조자가 보증하는 사용한도를 정격전류라 한다. 즉, 명판에 기재된 전류를 말한다. 마. 전압 2점 간의 전위의 차를 전위차 또는 전압이라 한다.     바. 대지 전압(voltage to ground) 접지식 전로에서는 전선과 대지사이의 전압을 말하고, 비접지식 전로에서는 양 전선간의 전압을 말한다.

45 7. 전기이론과 용어 ① 전기용어-2 사. 전압의 종류 (1) 저 압 : 직류 750V 이하, 교류 600V 이하
(2) 고    압 : 직류 750V, 교류 600V를 초과하고, 직류 또는 교류가 7,000V 이하인 것 (3) 특별고압 : 7,000V를 초과한 것 (4) 초 고 압 : 200,000V 이상의 전압 아. 절연 저항(insulation resistance) 절연물의 절연도를 그 저항의 값으로 나타낸 것으로 절연물의 2점 간에 전압을 가했을 때 그 표면 및 내부를 누설전류가 흐르는데 그 전압과 전류의 비(比)가 곧 절연저항이다. (단위 : MΩ`). 자. 차단기(circuit breaker) 전력 개폐장치의 일종으로 전력의 송·수전, 절체 및 차단 등을 계획적으로 하는 것 외에 고장이 발생하였을 때에는 신속히 차단하는 기능을 갖는 보호 장치이다. 차. 와전류(eddy current) 철심이 자계 중에서 회전하면 자속을 끊어서 전압을 유기하며 철심 자신이 전기의 양도 체 이므로 철심 내에 교류의 단락 전류가 흐른다. 이것을 와전류라 한다. 타. 캡타이어 케이블(cabtyre cable) 고무 절연을 한 심선 또는 케이블 위를 강인한 캡타이어 고무로 피복한 전선으로 광산, 건설현장, 공장 등에서 이동용의 기기 또는 배선에 사용한다.

46 7. 전기이론과 용어 [수압과 유량] ② 과전류 보호-1 가. 개요
(1) 전압을 설명할 때 흔히 수압을 예로 들어 이야기 하게 되는데, 수위가 높으면 높을수 록 수압이 높은 것과 같이 전압이 높으면 전기를 송출하는 힘도 강해진다.     (2) 이에 비해서 전류는 전압과 회로의 저항에 의해 결정되기 때문에 전원의 용량이 충 분히 크면 가는 전선이라도 부하의 저항이 작으면 큰 전류가 흐른다. (3) 가는 전선에 큰 전류가 흐르면 전선은 그 저항에 흐르는 전류의 제곱에 비례한 열을 발생하여 온도상승으로 피복 절연물이 열화하거나 소손되어 버린다. 따라서 전기회로에는 어느 한도를 초과하는 전류(과전류)가 흘렀을 때 위험한 상태가 되기 전에 전류를 막는(회로를 차단) 장치를 설치하여야 하는데 이와 같이 하는 것을 과전류 보호라고 한다. [전압과 전류]  [수압과 유량]

47 7. 전기이론과 용어 ② 과전류 보호-2 나. 과전류 차단기 (1) 과전류 차단기에 요구되는 성능
☞ ① 전동기의 시동전류와 같이 단시간 동안의 약간의 과전류에서는 동작하지 않을 것 ② 과부하 등 적은 과전류가 장시간 계속 흘렀을 때 동작할 것 ③ 과전류가 커졌을 때 단시간에 동작할 것 ④ 큰 단락전류가 흘렀을 때는 순간적으로 동작할 것 ⑤ 차단 시 발생하는 아크를 제거하여 폭발하거나 하지 않고 확실하게 차단할 수 있 을 것    ☞ 전선의 단시간 허용온도 : 전선의 허용온도는 비닐 등과 같은 절연물의 경우, 60℃로 정해져 있지만 이것은 연속 적으로 사용하는 것을 산정한 것이다. 전선관련 규정에서는 최고 허용온도가 60℃ 전선은 100℃ 이하에서 수 시간정도, 150℃ 이하에서 1초 이내면 절연물의 열화에 그리 영향이 없다고 한다. 전선 보호의 관점에서 ②~④의 성능이 과전류 차단기에 요구되고 있는 것이다. (2) 과전류 차단기의 특성 과전류 차단기는 적은 과전류일 때는 장시간 계속 흘렀을 때 차단하고, 큰 과전류가 발 생했을 때는 단시간에 차단할 필요가 있으며, 이 특성은 반한시 특성이라고 부르고 있 다.

48 7. 전기이론과 용어 ☞ ① 과전류로 동작(차단)하였을 때 그 원인을 제거하면, 즉시 재차 투입(ON으로 한다)할
② 과전류 보호-3 다. 배선용 차단기 (1) 배선용 차단기(MCCB : Molded Case Circuit Breakers)는 개폐기구, 과전류 트립장치, 소호장치, 접점, 단자를 일체로 하여 조합해 넣은 몰드 케이스로 구성되어 있다. 단락이나 과부하에 의해 배선용 차단기에 정격전류를 초과 하는 전류가 흐르면 트립기구 가 동작하여 회로를 차단(전류를 스톱)시킨다. (2) 배선용 차단기는 퓨즈에 비하여 다음과 같은 특징이 있다. ☞ ① 과전류로 동작(차단)하였을 때 그 원인을 제거하면, 즉시 재차 투입(ON으로 한다)할 수 있으므로 반복해서 사용할 수가 있다. ② 접점의 개폐 속도가 일정하고 또한 빠르다. (투입, 개방이 스프링의 힘으로 이루어지므로 손잡이의 조작속도와는 관계가 없다) ③ 과전류가 1극에만 흘러도 각 극이 동시에 트립하므로 결상 등과 같은 이상이 생기지 않는다. ④ 동작 후의 복구 시에 퓨즈와 같이 교환 시간이 걸리지 않고 예비품의 준비가 불필요 하다. ⑤ 개폐 기구를 겸해서 구비하고 있다. (3) 동작방식에 의한 분류 저압 옥내 전로에서 사용하는 배선용 차단기는 동작방식에 따라 열동식, 열동 전자식, 전 자(電子)식의 세 가지 방식으로 분류한다.

49 전기이론과 용어 ② 과전류 보호-4 다. 배선용 차단기 배선용 차단기(MCCB)의 구조 예

50 7. 전기이론과 용어 ③ 절연선 및 케이블-1 가. 절연전선 및 케이블 선정 (1) 절연전선 또는 케이블 선정 시 고려할 사항
① 허용전류, ② 전압강하, ③ 기계적 강도 (2) 전선에 전류를 통하면 전류의 제곱에 비례하는 주울의 법칙(Joule′Law)에 의한 열이 발 생한다. 이렇게 발생한 열은 전도, 대류, 방사 등으로 방열되는데 발생한 열과 방열한 열의 차이 만큼 온도가 상승한다. 따라서 전선에 흐르는 전류가 어느 한도를 넘으면 열로 인하여 절연물이 손상되고 때로 는 화재의 원인이 되므로 절연 전선 또는 코드의 종별, 굵기 및 공사방법에 따라 절연물 의 손상 없이 안전하게 흐를 수 있는 최대 전류의 값을 허용전류라 한다.

51 7. 전기이론과 용어 ③ 절연선 및 케이블-2 ※ 주요절연선 및 케이블 종류 약호 영문명 전선명칭 사용용도 IV
Indoor Vinyl 600V 비닐절연전선 저압옥내배선용 CT Cabtyre Cable 캡타이어 케이블 광산, 공장 내 이동용 VV Vinyl isulated Vinyl sheathed 600V 비닐절연 비닐외장 케이블 저압 옥내 배선용 VCT Vinyl Cabtyre Cable 600V  비닐 캡타이어 케이블 저압 이동용 EV Polyethylene insulated Vinyl sheath 폴리에틸렌  절연비닐 외장 케이블 고압, 특고압 전력용 CV Cross-linked polyethylene insulated vinyl sheathed power Cable 600V 가교폴리에틸렌 절연 비닐외장 케이블 CVV Control Vinyl insulated Vinyl sheath 비닐절연 비닐외장 제어용 케이블 600V 이하 제어용 OW Outdoor wheather proof wire 옥외용 비닐절연 전선 옥외 저압 가공용 DV Drop Vinyl wire 인입용 비닐절연 전선 옥외 인입용 RN Rubber insulated chloroprene 고무절연 클로로프렌외장 케이블 600V, 3300V 전력용 CV/CN Cross-linked polyethylene insulated Vinyl sheathed with concentric Neutral 중성선 내장 가교 폴리에틸렌 절연 비닐외장 케이블 고압용 전력 케이블 BN Butyl Rubber insulated chloroprene sheath 부틸고무절연 클로로프렌 외장 케이블 ACSR Aluminium Conductor Steel Reinforced 강심 알미늄 전선 장거리 송전용 MI Mineral Insulated 600V 무기 절연 내열, 내화 공사용 WRNCT Welding for natural rubber insulated chloroprene rubber sheathed cabtyre cable 천연고무절연 클로로프렌 외장 케이블 용접기용

52 7. 전기이론과 용어 ☞ 같은 출력이더라도 역율이 적은 것은 많은 전류가 흐르게 되며 발전기, 변압기, 개폐
③ 절연선 및 케이블-3 나. 전선의 굵기 선정 ☞ 전선의 굵기를 선정함에 있어서 기계적 강도와 전압강하가 충분한 경우에도 그 허용 전류를 흘릴 수 없는 경우가 있으므로 포설방식, 주위온도 등의 영향을 받으므로 주 의를 기울여야 한다. ☞ 같은 출력이더라도 역율이 적은 것은 많은 전류가 흐르게 되며 발전기, 변압기, 개폐 기, 등의 용량을 키워야 하며, 배전선도 더 굵은 것으로 하여야 한다. ☞ 전선의 굵기 선정에서 온도조건에 따라 전선의 허용전류에 영향에 미치므로 전선의 사용조건, 즉 포설방식에 따라 허용전류가 서로 다르다. 예를 들어 전선관을 사용하여 전선을 배선하는 경우 온도상승에 따른 통전능력의 저 하를 가져오므로 전선단면적은 관로 단면적의 40%를 넘지 않도록 하여야 한다.

53 7. 전기이론과 용어 타워크레인용 전기기계·기구의 외함구조는 운전실 등 옥내에 설치되는 일부분을 제외하
④ 전기기계ㆍ기구의 외함구조-1 4. 전기기계ㆍ기구의 외함구조 타워크레인용 전기기계·기구의 외함구조는 운전실 등 옥내에 설치되는 일부분을 제외하 고는 사용·설치장소의 조건인 옥외에 적합한 구조의 것이어야 한다. 전동기, 제어반, 리미트 스위치, 과부하방지장치 등의 외함 구조는 물론 배선방법에 있어 서는 방수 및 방진(Dust protection)-IP54 이상이 되어야 한다. KS, IEC(국제전기위원회)코드, IP(Ingress of protection), NEMA(National Electrical Manufacturer Association : 미국전기제조자협회)규격 등 외함구조의 등급비교는 다음과 같다. 가. KS에 의한 외함구조 분류 (1) 방적형 : 옥외에서 바람의 영향이 거의 없는 장소, 즉 운전실 내부 (2) 방우형 : 옥외에서 비·바람을 맞는 장소, 옥외용 변압기, 배전반 등 (3) 방말형 : 타워크레인 위의 조명등, 항공 장애 등 (4) 방분류형 : 주기적으로 세정하는 자동차 세차장에 있는 차량 (5) 내수형 : 선박의 갑판 위에 있는 조명등(육상에는 비적용) (6) 방침형 : 수중전용은 아니지만 때로는 물에 잠길 가능성이 있는 곳 (7) 수주형 : 수중 전용의 장소, 수중 펌프류 (8) 방습형 : 주방제품, 욕실의 조명등

54 7. 전기이론과 용어 ④ 전기기계ㆍ기구의 외함구조-2 나. IEC Code에 의한 IP 등급 분류 요소 번호(문자)
장비 보호의미 Code 문자 IP - 첫 번째 문자번호 1 2 3 4 5 6 고체이물질 유입에 대한 보호(특별한 조치 없음) 직경 50㎜ 이상의 이물질 직경12.5㎜ 이상의 이물질 직경 2.5㎜ 이상의 이물질 직경 1.0㎜ 이상의 이물질 분진 방호(장비기능에 이상이 없어야 함.) 먼지의 완전한 방호 두 번째 문자번호 7 8 장비에 기능 이상을 초래하는 물의 침투에 대한 보호(특별한 조치 없음.) 물방울의 수직으로 떨어짐. 물방울이 수직으로부터 15℃ 각도로 떨어짐. 수직으로부터 60℃ 방향까지 스프레이 물방울이 떨어짐. 모든 방향에서 분산되어 떨어짐. 모든 방향으로부터 분사수가 부려짐. 흘러내림 일시적인 침수 계속적인 침수

55 7. 전기이론과 용어 ④ 전기기계ㆍ기구의 외함구조-3 다. NEMA 규격에 의한 외함분류표(옥내) 보호등급 구분 1* 2* 4
4X 5 6 6P 11 12 12K 13 외함기기와 우연히 접촉 ◎ 오물 낙하 액체 낙하와 가벼운 물보라 먼지, 조면, 섬유 및 솜털 호스로 뿌리거나 튀는 물 오일 혹은 냉각제 침투 오일 혹은 냉각제 스프레이와 튀김 부식성 물질 가끔씩 임시 잠김 가끔씩 오래 잠김

56 7. 전기이론과 용어 ④ 전기기계ㆍ기구의 외함구조-4 라. NEMA 규격에 의한 외함분류표(옥외) 보호등급 구분 3 3R 3S
4X 6 6P 외함기기와 우연히 접촉 ◎ 비, 눈, 진눈깨비 진눈깨비 창문먼지 호스로 뿌림 부식성 물질 가끔씩 임시 잠김 가끔씩 오래 잠김

57 7. 전기이론과 용어 주 : *표시한 KS 외함 구분은 유사함을 나타냄. ④ 전기기계ㆍ기구의 외함구조-5
마. NEMA, IP, KS 외함구조 비교 NEMA IP KS 비고 1 IP10 - KS는 구분 없음. 2 IP11 〃 3 IP54 방습형* 3R IP14 4 & 4X IP56 내수형* 12 & 12K IP52 방우형* 6 & 6P IP67 방침형* 13  주 : *표시한 KS 외함 구분은 유사함을 나타냄.

58 7. 전기이론과 용어 ⑤ 접지공사-1 접지방식은 전기회로의 중성점 또는 1선을 접지하는 “계통접지”와 전기기계·기기의 금속커버 또는 전로의 배관 등을 접지하는 “기기접지”대별할 수 있다. 이 중 계통접지의 목적은 1, 2차 혼촉 시 전로의 파괴, 화재, 감전방지, 각상대지전위(各相對地電位)의 안정, 이상전압의 발생과 뢰해(雷害)의 방지에 있고 기기접지의 목적은 전로의 절연 저하식 감전이나 누전화재의 방지에 있다. 접지를 하려면 대지(大地)에 전기적 단자, 즉 접지전극(접지극)이 필요한데 보통 지중에 매설된 도체를 쓰며 접지되는 설비와 접지극을 잇는 전선이 접지선이다. 접지극은 지중에서 토양과 직접 접촉한다. 따라서 이들 접지설비는 습기, 부식성가스, 전식(電蝕), 염해(鹽害), 고열 등의 가혹한 환경에 놓이기 때문에 시공방법을 충분히 검토한 다음에 설치할 필요가 있다.

59 7. 전기이론과 용어 ⑤ 접지공사-2 가. 접지공사의 종류
접지공사는 감전, 누전사고의 방지, 대지(大地)전압의 저하, 이상전압의 억제, 보호계전 기류의 확실한 동작 등을 위해 하는 것으로 제1종, 제2종, 제3종 및 특별 3종 접지공사가 있다. 나. 중성점의 접지 전로의 중성점은 접지해 놓는 것이 각 상의 전위도 안정되고 지락고장이나 개폐조작 시 에 발생하는 이상전압도 적어지는 동시에 보호계전기도 확실하게 동작시킬 수 있다. 다. 접지저항 접지저항은 주로 다음 3가지 구성요소로 이루어지고 있다. ☞ (1) 접지선의 저항 및 접지극 자신의 저항 (2) 접지극의 표면과 이것에 접하는 토양 사이의 접촉저항 (3) 접지극 주위의 토양의 저항 등 라. 접지극 접지저항은 항상 규정 값을 유지해야 할 필요가 있기 때문에 접지극은 부식하지 않은 재 료를 선정해야 하고 접지극과 접지선의 접속점도 확실한 방법으로 시공해야 한다.

60 7. 전기이론과 용어 ⑤ 접지공사-3 ※ 접지극의 크기 ※ 용접방식에 의한 접지선 접속 재료 치수 동판 두께 0.7㎜ 이상
면적 900㎠ 이상 동봉 또는 동피복 강봉 직경 8㎜ 이상 길이 0.9m 이상 아연도금 가스철관 또는 후강전선관 외경 25㎜ 이상 길이 0.8m 이상 아연도금 철봉 직경 12㎜ 이상 동피복 강판 두께 1.6㎜ 이상 길이 0.98m 면적 250㎠ 이상 탄소피복 강봉 강심외 직경 8㎜ 이상

61 7. 전기이론과 용어 전압종류별 접지종류 및 접지선 굵기 [표] ⑥ 접지종류별 접지선 굵기-1 가. 접지선의 선정
① 기계적 강도, ② 내식성, ③ 전류통전 용량 등을 고려하여 선정한다. 전압종류 접지종류 접지저항(Ω) 접지선 굵기/단면적 저압용 400(V) 이하 제3종 100 이하 연동선 지름 1.6㎜ 이상/ 단면적 0.75㎜ 이상 400(V) 이상 특별 제3종 10 이하 ″ 고압용 또는 특별 고압용 제1종 연동선 지름 2.6㎜ 이상/ 단면적 8㎜ 이상  전압종류별 접지종류 및 접지선 굵기 [표]

62 7. 전기이론과 용어 ⑥ 접지종류별 접지선 굵기-2 나. 부스 바(Bus bar)
하나의 볼트 구멍에 여러 가닥의 접지선을 한 번에 고정하는 것은 타당하지 못한 것이다. 접지전용 Bus bar 상세도

63 7. 전기이론과 용어 ⑥ 접지종류별 접지선 굵기-3 다. 전동기의 접지
전동기 외함에 제조사에서 공급한 전용의 볼트 또는 탭(Tab)을 이용하여 터미널 러그를 통해 견고히 접지하되 전동기 몸체의 앵커볼트를 이용하여 접지하는 것은 적합하지 못하 며, 어떤 피접지 대상물이든지 녹이 있는 곳, 또는 페인트가 칠하여진 곳에 압착 터미널 러그를 볼트로 고정하는 방법도 접지 불량을 초래할 수 있으므로 주의 하여야 한다. 라. 제어반의 도어에 48V 이상의 전원에 의하여 작동되는 전기기기가 있을 경우에는 도어 (Door)도 본딩 선을 이용하여 접지를 하여야 한다

64 7. 전기이론과 용어 ⑥ 접지종류별 접지선 굵기-4 접지도 번호 명칭 1 권상 및 권하방지 장치 2 과부하방지 장치 3
속도제한 장치 4 바람에 대한 안전장치 5 비상정지장치 6 트롤리 내·외측 제어장치 7 트롤리 로프 파손 안전장치 8 트롤리 로프 정지장치(Stopper) 9 트롤리 로프 긴장장치 10 와이어로프 꼬임방지 장치 11 훅 해지 장치 12 선회제한 리미트 스위치 13 충돌방지장치 14 선회브레이크 풀림장치 15 접지

65 8. 기 타 ① 전동기단자함

66 8. 기 타 ② 전동기단자함

67 8. 기 타 ③ 케이블 인입방법

68 8. 기 타 ④ 캡타이어 케이블의 사용구분

69 8. 기 타 ⑤ 주행 레일의 접지