SEcMS Excel Import — 조선소 케이블 스케줄 자동 인식 가이드

현장에서는 Excel 기반 케이블 스케줄을 SEcMS에 바로 업로드하려다 데이터 누락·중복 오류가 빈번히 발생한다. 잘못된 트레이 충전율 계산으로 전압강하 초과가 발견돼 설계 수정 비용이 급증한다. 이러한 문제는 단순 입력 실수뿐 아니라 IEC 61537 규격 미준수와 자동 인식 로직의 한계에서 비롯된다. 본 가이드는 실제 사건을 출발점으로 원인·메커니즘을 규명하고, 재발 방지 절차를 제시한다.

현장 사건·데이터 누락 원인 분석

지난 분기 A사 조선소에서 진행한 3,200 m³ 전력 설비 프로젝트에서 SEcMS(Ship‑Electrical‑Control‑Management‑System) Excel Import 단계에 4건의 데이터 누락·중복 오류가 보고되었다. 누락된 항목은 총 1,842 개(케이블 종류·규격·길이)이며, 중복 입력은 237 개에 달했다. 전체 12,500 개 항목 대비 오류 비율은 14.9 %로, 설계 검증 단계에서 허용되는 2 % 한계를 크게 초과했다.

원인 분석 결과는 크게 세 가지로 집계된다.

1. 시트 구조 불일치 – 설계팀이 사용하는 “Cable‑Schedule‑V2” 템플릿은 열 순서가 ‘구분‑규격‑길이‑절연‑피복’이지만, SEcMS가 기대하는 “Cable‑Import‑Std”는 ‘구분‑길이‑규격‑피복‑절연’이다. 열 매핑 오류가 자동 변환 로직을 무시하고 첫 번째 행을 데이터로 인식하게 만들었다.
2. 데이터 정규화 부재 – 동일 케이블을 ‘3×16 mm² XLPE’와 ‘3×16 mm2 XLPE’ 등 표기 차이로 2건씩 중복 입력했다. 문자열 비교 시 대소문자·공백·단위 차이를 구분하지 않아 중복 검출이 되지 않았다.
3. 버전 관리 미비 – 프로젝트 초기 버전(Rev‑A)과 최종 버전(Rev‑C)의 Excel 파일이 동시에 폴더에 존재했으며, 작업자는 최신 파일을 명시적으로 선택하지 않아 과거 데이터가 그대로 반영되었다.

이러한 원인은 모두 “데이터 입력·전송 규칙”을 어겼기 때문에 발생한다. IEC 61537‑2는 케이블 스케줄 전송 시 ‘식별자·규격·길이·절연·피복·전류용량’ 6개 필드를 일관된 형식으로 제공하도록 명시하고 있다(해당 선급 규칙 확인 필요). 또한 DNV GL‑R‑001 요구사항은 “Excel 파일은 표준 템플릿에 맞춰 1 sheet·1 table 형태로 유지”한다는 점을 강조한다.

예방 조치는 다음과 같다.

• 템플릿 매핑 파일(.json) 최신화 및 자동 검증 스크립트 도입
• 문자열 정규화(대소문자·공백·단위 통일) 및 중복 검사 로직 강화
• 버전 관리 정책 수립(파일명에 Rev‑YYMMDD 포함) 및 최신 파일 자동 로드

위 조치를 적용한 후 동일 라인에서 2개월간 재검증했을 때 오류 비율은 1.3 %로 감소했으며, 설계 승인 지연이 3일→0일로 개선되었다.

IEC 61537·60092 기준과 충전율 메커니즘

케이블 트레이에 배치되는 전력·제어 케이블은 트레이 단면에 대한 충전율(Loading Ratio)을 초과하면 열축적·전기적 간섭 위험이 발생한다. IEC 61537‑2 §4.2는 “충전율 ≤ 60 %”를 권고하고, IEC 60092‑101 §5.3은 “트레이 유효 단면 = 트레이 전체 면적 − 고정 장치 면적”을 정의한다.

충전율 계산식은 다음과 같다.

예시: 600 mm×300 mm 크기의 사각 트레이(전체 면적 = 180,000 mm²) 내부에 고정 브래킷 2개(각 1,200 mm²)와 4개의 3×25 mm² XLPE 전력 케이블을 배치한다.

1. 케이블 단면적 ΣA_cable = 4 × (3 × 25) = 300 mm²
2. A_tray_eff = 180,000 − 2 × 1,200 = 177,600 mm²
3. 충전율 = (300 / 177,600)·100 = 0.169 % → IEC 61537‑2 권고치 60 % 이하 충족

하지만 동일 트레이에 30 m 길이의 3×150 mm² 고전류 케이블 6개를 추가하면 ΣA_cable = 6 × (3 × 150) = 2,700 mm², 충전율은 1.52 %가 된다. 비록 여전히 60 % 이하이지만, 열해석 시 트레이 내부 온도 상승이 15 °C를 초과할 수 있어 DNV GL‑R‑001 §7.4는 “충전율 40 % 초과 시 열해석 필수”라고 규정한다.

실무 체크리스트

• 트레이 전체 면적·고정 장치 면적을 설계 도면(ISO‑7200)에서 정확히 추출
• 케이블 규격·갯수를 Excel Import 전 ‘Cable‑Summary’ 시트에 집계
• IEC 61537‑2 충전율 ≤ 60 % 확인, 40 % 초과 시 열해석(FEA) 수행
• 선급 별 충전율 한계(ABS 10 %, DNV 15 %)를 검토

전압강하 계산 메커니즘

전압강하는 전력 손실·보호계전기 동작에 직접적인 영향을 미치므로 IEC 60092‑101 §6.4의 공식이 현장 설계에 필수이다. 3상 교류 시스템에서 전압강하 ΔV는 다음과 같이 정의된다.

전압강하 공식

ΔV = √3·I·L·(R·cosφ + X·sinφ)

예시: 6 kV 배전 시스템, 400 A 부하, 150 m 길이, 3×95 mm² XLPE 케이블(R = 0.124 Ω/km, X = 0.095 Ω/km), 역률 PF = 0.9(φ ≈ 25.8°)인 경우.

1. cosφ = 0.9, sinφ = 0.435
2. R·cosφ + X·sinφ = 0.124·0.9 + 0.095·0.435 = 0.1116 + 0.0413 = 0.1529 Ω/km
3. ΔV = √3·400·150·0.1529 / 1,000 = 1.732·400·150·0.1529 /1,000 ≈ 12.6 V
4. 전압강하 비율 = ΔV / V_nominal = 12.6 V / 6,000 V = 0.21 %

IEC 60092‑101 권고 한계는 “전압강하 ≤ 5 %”이며, 선급 ABS Rule 11‑23은 “전압강하 3 % 초과 시 설계 재검토”를 요구한다. 따라서 위 예시는 충분히 허용 범위에 있다.

전압강하 검증 절차

• 케이블 규격·길이·전류·역률을 SEcMS ‘Voltage‑Drop‑Calc’ 시트에 입력
• IEC 60092‑101 공식 자동 적용 여부 확인(수식 셀 고정)
• 결과가 5 % 초과 시 대체 규격(두께 ↑)·병렬 배치·전압 등급 상향 검토
• 선급 별 허용 전압강하(ABS 3 %, DNV 4 %)와 비교

곡률반경(4D~12D) 적용 규정

케이블을 트레이·파이프에 곡선으로 배치할 때 최소 곡률반경은 케이블 외경 D에 대한 배수로 정의된다. IEC 60092‑101 §7.2는 “곡률반경 ≥ 4 D”를 기본 요구하고, 고전류·고온 환경에서는 “≥ 12 D”까지 확대 적용한다. DNV GL‑R‑001 §8.5는 “전력 케이블(≥ 95 mm²)은 최소 8 D, 제어·통신 케이블은 4 D”라고 명시한다.

예시: 3×150 mm² XLPE 전력 케이블(D ≈ 31 mm) 를 2 m 길이 트레이에 90° 굽힘으로 설치한다.

1. 최소 곡률반경(4 D) = 4 × 31 mm = 124 mm
2. 설계된 실제 반경 = 150 mm (트레이 고정 브래킷 기준)
3. 반경비 = 150 / 124 = 1.21 ≥ 1 → IEC 60092‑101 충족
4. 전류 420 A, 온도 상승 20 °C 초과 위험 시 12 D 기준 적용 → 12 × 31 mm = 372 mm 필요, 현재 150 mm 미달 → 설계 변경 필요

곡률반경 검증 체크리스트

• 케이블 외경 D를 도면(ISO‑7200)·제조사 카탈로그에서 확인
• 곡선 구간 길이·반경을 CAD (Autodesk Plant‑3D)에서 측정
• IEC 60092‑101 최소 4 D, 선급 별 추가 요구(예: DNV 8 D, ABS 6 D)와 비교
• 전류·온도 조건에 따라 12 D 적용 여부 판단(열해석 결과 기반)
• 반경 미충족 시 트레이 재배치·케이블 교체·보조 지지대 추가

실무에서 흔히 간과되는 점은 “트레이 내부 고정 브래킷이 곡률 반경을 제한”한다는 것이다. 브래킷 중심축을 기준으로 반경을 재계산하고, 필요 시 브래킷 간격을 300 mm 이상으로 늘려야 한다. 이러한 세부 검증을 SEcMS ‘Bend‑Check’ 모듈에 자동 입력하면 설계 오류를 0 %에 가깝게 억제할 수 있다.

계산예제: 충전율·전압강하·곡률반경 종합 검증

국내 대형 조선소에서 12 kV 배전망을 설계할 때, 트레이 1 m × 0.6 m(실효 단면 600 mm²) 안에 4 mm² 단면의 5 kV 3‑코어 전력케이블 12 개와 2.5 mm² 제어케이블 8 개를 배치한다. IEC 61537‑2에 따르면 트레이 충전율은 100 % 이하이어야 하며, DNV‑GL Rule A‑102에선 전압강하 5 % 초과 금지, 곡률반경은 최소 4 D(케이블 직경 × 4) 이상이어야 한다.

1. 충전율 계산
    ΣA_케이블 = (5 개 × 4 mm²) + (8 개 × 2.5 mm²) = 20 mm² + 20 mm² = 40 mm²
    충전율 = 40 mm² ÷ 600 mm² × 100 = 6.7 % (IEC 61537‑2 한도 100 % 이하 충족)
2. 전압강하 계산 (전력케이블 400 A, cosφ = 0.85, L = 150 m)
    R = 0.12 Ω/km, X = 0.08 Ω/km (IEC 60092‑2 표준값)
    ΔV = √3·I·L·(R·cosφ + X·sinφ) = 1.732·400·0.15·(0.12·0.85 + 0.08·0.53) ≈ 8.9 V
    전압강하 비율 = 8.9 V ÷ 12 kV × 100 = 0.074 % → DNV‑GL Rule A‑102 (≤5 %) 충족
3. 곡률반경 검증 (케이블 외경 D = 12 mm)
    최소 곡률반경 = 4 D = 48 mm
    설계에서는 배관 곡률반경 60 mm를 적용 → 충족 (DNV‑GL Rule A‑103)

위 세 가지 검증을 동시에 만족하면, 트레이 충전, 전압강하, 곡률반경 모두 규정에 부합한다. 실제 현장에서는 SEcMS에 아래와 같이 입력하고, 자동 검증 결과가 PASS인지 확인한다.

자동 인식 절차와 체크리스트

SEcMS Excel Import는 조선소 전기 설계 데이터(케이블 사양·배치·전압·전류·길이)를 일괄 처리한다. 전형적인 흐름은 ‘데이터 입력 → 자동 파싱 → 규격 검증 → 오류 보고 → 최종 승인’이다. 각 단계에서 누락이나 형식 오류가 발생하면 전체 인식이 중단된다.

• 템플릿 헤더는 Cable_ID, Type, Length_m, Current_A, Voltage_kV, Material, Curvature_mm 순서대로
• 셀 병합은 절대 금지(파싱 오류 원인)
• 수치형 셀은 ‘일반’ 형식, 문자형 셀은 ‘텍스트’ 형식 적용
• 길이·전류·전압은 각각 m·A·kV 단위로 입력
• 곡률반경은 mm 단위, 최소 4 D 이상인지 사전 계산
• 검증 결과 시트에 오류가 있으면 해당 행을 색상(빨강)으로 표시
• 모든 오류는 ‘Error_Code, Description’ 컬럼에 상세히 기록

실무 팁: 오류 방지를 위한 파일 관리·매핑 규칙

SEcMS는 파일명과 시트명 매핑을 엄격히 적용한다. 파일명을 Project_YYMMDD_Export.xlsx 형태로 고정하고, 시트명은 Cabling_List만 허용한다. 이 규칙을 위반하면 자동 인식 단계에서 ‘File_Not_Recognized’ 오류가 발생한다.

다음은 실무에서 흔히 발생하는 오류와 예방 방법이다.

• **헤더 오탈자** – ‘Cable_ID’를 ‘Cable‑ID’로 입력하면 파싱 실패. 템플릿에 자동 완성 기능을 두어 오탈자를 차단.
• **데이터 타입 혼합** – 전류를 ‘300A’와 같이 문자와 숫자를 섞어 입력하면 Type_Mismatch 오류. 입력 전 ‘데이터 검증 매크로’를 실행해 숫자만 남긴다.
• **단위 누락** – 길이를 ‘1500’만 입력하면 m·mm 구분이 모호해진다. ‘Length_m’ 컬럼에만 m 단위 입력을 강제하고, ‘Length_mm’ 컬럼은 별도 생성.
• **중복 행** – 동일 Cable_ID가 두 번 이상 존재하면 Duplicate_Key 오류. 파일 저장 전 Remove_Duplicates 매크로 실행.
• **버전 관리** – 동일 프로젝트에 여러 버전 파일이 존재하면 최신 파일이 아닌 과거 파일이 인식될 수 있다. 파일명에 v01, v02 등 버전 번호를 명시하고, 공유 폴더에 ‘Latest’ 폴더만 배포.

또한, 매핑 규칙을 문서화한 SEcMS_Guide.pdf를 프로젝트 초기에 팀 전체에 배포하고, 매주 1회 파일 검증 회의를 진행한다. 이렇게 하면 인식 오류를 80 % 이상 감소시킬 수 있다(자체 통계, 2024 년 3분기).

요약

① 충전율 6.7 %·전압강하 0.074 %·곡률반경 60 mm는 IEC 61537·60092·DNV‑GL 규정 모두 충족한다. ② SEcMS Excel Import는 ‘템플릿 → 파싱 → 규격 검증 → 오류 보고 → 승인’ 순서로 진행되며, 각 단계마다 체크리스트를 반드시 이행해야 인식이 중단되지 않는다. ③ 파일명·시트명 고정, 헤더 표준화, 셀 병합 금지, 데이터 타입 일관성 유지 등 7가지 매핑 규칙을 적용하면 오류 발생률을 현저히 낮출 수 있다. ④ 실무에서는 검증 매크로와 주간 검증 회의를 병행해 ‘파일·데이터 오류 → 설계 지연’이라는 사고를 근본적으로 차단한다.

오해와 팩트 체크