KR100615814B1 - 고분자 애자 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는, 고분자 애자를 제조하는 방법에 있어서, (a) FRP 로드를 준비하는 단계와, (b) 상기 FRP 로드의 표면에 쉬스(sheath)를 성형하는 단계와, (c) 소정개수의 스커트를 상기 FRP 로드의 일단부에서 타단부까지 차례대로 반복하여 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 애자 제조방법이 제공된다.

본 발명에 따른 고분자 애자 제조방법에 따르면, 고분자 애자의 길이가 길어지더라도 FRP 로드의 휨현상을 방지하고, FRP 로드의 쉬스에 스커트를 견고하게 접착할 수 있으며, 소형의 단일 금형으로 길이가 긴 고분자 애자를 제작할 수 있어 더욱 경제적이다.

고분자 애자, 스커트, 쉬스, 사출성형, 실링

Description

고분자 애자 제조방법 {Manufacturing process of polymeric insulator}

도 1은 일반적인 고분자 애자의 단면도이다.

도 2는 종래의 다단사출 방식에 의해 제조된 고분자 애자의 부분 단면도이다.

도 3은 종래의 모듈라 방식에 의한 고분자 애자의 제조과정을 나타내는 부분 단면도이다.

도 4는 종래의 프레스 방식에 의한 고분자 애자의 제조과정을 나타내는 개략도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 그 표면에 쉬스가 성형된 FRP 로드의 측면도이다.

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부 금형의 사시도이다.

도 6b는 도 6a의 하부 금형에 FRP 로드가 배치된 평면도이다.

도 6c는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 하부 금형의 사시도이다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고분자 애자의 제조방법을 보여주는 평면도이다. (설명의 편의를 위해서 상부 금형은 도시하지 않았다.)

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 9, 10, 14, 20...FRP 로드 6, 6′, 12, 24...스커트

11, 22...쉬스 30...하부금형

31...제1 중공부 32...제2 중공부

35...오링

본 발명은 고분자 애자 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 FRP 로드의 쉬스 표면에 소정갯수의 스커트를 반복하여 사출성형함으로써, 고분자 애자의 길이가 길어지더라도 FRP 로드의 휨 현상을 방지하고 FRP 로드의 쉬스에 스커트를 더욱 견고하게 접착할 수 있으며, 제작비용을 줄일 수 있는 고분자 애자 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 애자는 송전선을 지지하기 위하여 사용되는 절연물로서 전기나 열을 전도시키지 않는 절연성능이 우수해야하고, 설치시에는 자체하중에 의한 인장력 및 외부 바람에 의한 진동 등을 고려하여 설치되어야 한다.

종래에는 주로 자기를 이용하여 애자를 제작하였으나, 최근에는 제작비용과 생산성을 고려하여 FRP(Fiber Reinforcement Plastic)를 이용하여 제작된 고분자 애자가 많이 사용되고 있다.

일반적인 고분자 애자가 도 1에 도시되어 있는데, 도면을 살펴보면, 고분자 애자는 내부에 절연기능을 담당하는 FRP 재질의 절연로드(1)가 있고, FRP 로드(1)의 표면을 절연체인 외피재(2)로 감싸며, FRP 로드(1)의 양단부에는 송전선이나 철 탑 등과 연결하기 위한 금구(3)(4)가 압착 연결되어 있다.

이러한 고분자 애자를 제조하는 경우, 종래에는 사출성형에 의해 일체형으로 제조하였다. 그러나, 최근 송전 전압이 높아지면서 고분자 애자의 길이가 길어짐에 따라 사출성형에 의해 일체형으로 제조하는 것이 어려워졌다. 즉, 내부의 FRP 로드가 길어지면서 FRP 로드가 사출성형시 휘어지고, 대형의 금형 및 사출기가 필요하게 되며, 고분자 애자의 형상에 따라 별개의 금형이 제작되어야 하는 여러 가지 문제점을 수반하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 다양한 기술이 개발되었는데, 이하 차례대로 살펴보겠다. 도 2는 다단사출 방식에 의한 고분자 애자를 도시하는데, 절연기능을 하는 외피재(6)(6′)를 각각 별개로 사출성형한 후 FRP 로드(9)에 끼우고, 각 외피재(6)(6′) 사이에 금형(7)을 설치한 다음, 그 내부에 절연재(8)를 충전하여 경화시켜서 각 외피재(6)(6′)를 서로 연결하게 된다. 도 3은 모듈라 방식에 의한 고분자 애자의 제조 과정을 도시한 것으로서, FRP 로드(10)의 표면에 쉬스(sheath)(11)를 성형하고, 스커트(12)의 중공(13)에 FRP 로드(10)를 끼워 접착제에 의해 고정시킨다. 도 4는 프레스 방식에 의한 고분자 애자의 제조 과정을 도시한 것으로서, FRP 로드(14)의 표면에 가류되지 않은 절연재료(15)를 도포하고 상하부의 금형(16)(17)으로 프레스하여 고분자 애자를 일체형으로 제조하게 된다.

그러나, 상기 다단사출 방식의 경우, 다단사출에 따라 각 외피재(6)(6′) 사이에 계면이 발생하게 되고, 고분자 애자의 길이가 길어지면 각 외피재(6)(6′)를 반복적으로 사출하여 연결하게 되므로 제조시간이 길어지게 되는 문제점이 있다. 모듈라 방식의 경우, 스커트(12)와 쉬스(11) 사이의 접착제에 의해 절연성능이 좌우되며 접착이 균일하게 이루어지지 않는 문제점이 있으며, 프레스 방식의 경우, 구조가 복잡한 대형 금형(16)(17) 및 대용량의 프레스기가 필요하여 제작비용이 커지게 되는 문제점을 수반한다.

따라서 전술한 종래 기술이 가지는 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 지속적인 연구개발이 이루어져 왔으며, 이러한 기술적 배경 하에서 본 발명이 안출된 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, FRP 로드의 표면에 쉬스를 성형하고, 쉬스 표면에 소정갯수의 스커트를 반복하여 사출성형함으로써, FRP 로드의 휨 현상을 방지하고 FRP 로드의 쉬스에 스커트를 더욱 견고하게 접착할 수 있으며, 제작비용을 줄일 수 있는 고분자 애자 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에서는, 고분자 애자를 제조하는 방법에 있어서, (a) FRP 로드를 준비하는 단계와, (b) 상기 FRP 로드의 표면에 쉬스(sheath)를 성형하는 단계와, (c) 소정개수의 스커트를 상기 FRP 로드의 일단부에서 타단부까지 차례대로 반복하여 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 애자 제조방법이 제공된다.

상기 쉬스는 압출성형 또는 사출성형 방식으로 성형하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 단계(c)는 중앙부에 상기 FRP 로드가 배치되는 제1 중공부가 형성되며 상기 제1 중공부의 둘레를 따라 소정간격 이격되어 상기 스커트 형상의 소정개수의 제2 중공부가 형성된 금형을 구비하고, (c1) 상기 금형의 제1 중공부에 상기 FRP 로드를 배치하는 단계와, (c2) 상기 제2 중공부에 용융된 절연체를 주입하는 단계와, (c3) 상기 용융된 절연체를 가류하여 상기 FRP 로드의 쉬스 표면에 소정개수의 스커트를 성형하는 단계와, (c4) 상기 금형을 상기 FRP 로드를 따라 상기 금형의 길이만큼 이동시키는 단계와, (c5) 상기 (c2)에서 (c4)의 단계를 반복하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 금형은 제1 중공부의 둘레를 따라 상기 각각의 제2 중공부를 사이에 두고 한 쌍의 홈이 형성되고, 상기 각 홈에 오링과 같은 실링부재가 삽입되면 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 금형은 중앙부에 제1 중공부가 형성되며 상기 제1 중공부의 둘레를 따라 상기 스커트 형상의 하나의 제2 중공부가 형성된 복수개의 금형부재가 서로 연결되어 이루어지면 더욱 바람직하다.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고분자 애자의 제조방법을 보여준다. 본 발명에 따른 고분자 애자 제조 방법은 FRP 로드(20)를 준비하는 단계와 FRP 로드(20)의 표면에 쉬스(sheath)(22)를 성형하는 단계와 소정개수의 스커트(24)를 FRP 로드(20)의 일단부에서 타단부까지 차례대로 반복하여 성형하는 단계들로 구성된다.

이하, 각 단계별로 구체적인 작업공정을 살펴본다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같은 FRP 로드(20)를 준비하고, FRP 로드(20)의 표면에 쉬스(22)를 성형한다.

FRP 로드(20)는 송전하는 전압에 따라 적절한 길이가 정해지게 되는데, 송전 전압이 높아짐에 따라 FRP 로드(20)의 길이도 길어지게 된다. 길이가 긴 FRP 로드(20)를 성형하는 경우에는 자체 하중에 의한 휨현상을 방지하기 위해 인발성형법으로 제조하는 것이 바람직하다.

이어서, FRP 로드(20)의 준비가 완료되면, FRP 로드(20)의 표면에 쉬스(22)를 성형하게 된다. 쉬스(22)는 절연체로 이루어져 절연 역할을 하게 되며, 바람직하게는 후술하는 스커트(24)와 동일한 재질을 사용하여 쉬스(22)와 스커트(24) 접합면 사이에 이종계면이 발생하지 않도록 한다. 본 발명의 실시예에서는 절연체로 고무를 사용하였으나, 이에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절한 재질이 채택될 수 있다.

FRP 로드(20)의 표면에 쉬스(22)를 성형하는 경우, 쉬스(22)가 균일하게 성형되도록 압출성형 또는 사출성형 방식으로 성형하는 것이 바람직하다.

이어서, FRP 로드(20)의 표면에 쉬스(22)의 성형이 완료되면 FRP 로드(20)의 표면에 소정개수의 스커트(24)(도 8참조)를 성형하게 된다.

도 6a 및 도 6b는 스커트(24)의 성형에 사용되는 금형의 하부 금형(30)을 나타낸다. 도면에는 도시되지 않았지만, 본 실시예에서는 후술하는 하부 금형(30)과 동일한 구조를 가지는 상부 금형을 더 구비하고, 하부 금형(30)의 상면에 상부 금형이 설치되어 하나의 금형을 형성하게 된다. 이하, 하부 금형(30)에 대해서만 설 명하고 상부 금형에 대한 설명은 하부 금형(30)에 대한 설명으로 대체한다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 하부 금형(30)은 중앙부에 FRP 로드(20)가 배치되는 제1 중공부(31)가 형성되며 제1 중공부(31)의 둘레를 따라 소정간격 이격되며 스커트(24) 형상을 갖는 소정개수의 제2 중공부(32)가 형성된다.

제1 중공부(31)는, 쉬스(22)가 성형된 FRP 로드(20)의 외경과 같도록 제작하여 하부 금형(30)의 제1 중공부(31)에 FRP 로드(20)를 배치하고 상부 금형(미도시)을 설치하는 경우에 FRP 로드(20)가 금형에 밀착하여 틈이 발생하지 않도록 한다.

제2 중공부(32)는 제1 중공부(31)를 따라 소정간격 이격되도록 복수개가 형성된다. 제2 중공부(32)는 성형하고자 하는 스커트(24)에 대응하는 형상을 가지며, 도면에는 각각의 제2 중공부(32)가 모두 같은 형상을 가진 것으로 도시됐지만, 제2 중공부(32)가 별개의 형상을 갖도록 하는 것도 가능하다. 바람직하게, 제2 중공부(32)의 가장자리에는 투입홈(33)이 형성되어 용융된 절연체를 투입할 수 있도록 하며, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 투입홈(33)에는 개폐수단이 구비되어 투입된 용융물이 외부로 누설되는 것을 방지한다. 하나의 금형에 형성되는 제2 중공부(32)의 개수는 한정되지 않으며, FRP 로드(20)의 길이, 작업장의 크기, 및 스커트(24)의 크기 등을 고려하여 적절한 개수가 결정된다.

바람직하게, 제2 중공부(32)를 사이에 두고 한 쌍의 홈(34)이 제1 중공부(31)의 둘레를 따라 형성되고 각 홈(34)에 오링과 같은 실링부재(35)가 삽입되어, 제2 중공부(32)에 주입되는 용융 절연체가 FRP 로드(20)와 금형 사이의 틈을 통해 제2 중공부(32)의 외부로 누설되는 것을 방지한다.

도 6c에는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 하부 금형(30′)이 도시된다. 도면을 참조하면, 상기 하부 금형(30′)은 중앙부에 제1 중공부(31′)가 형성되며 제1 중공부(31′)의 둘레를 따라 하나의 제2 중공부(32′)가 형성된 금형 부재(38)가 복수개 연결된 구조를 갖는다. 복수개의 금형 부재(38)는 분리가능하게 연결되어 일부 금형 부재(38)가 파손된 경우에 금형 전체를 교체할 필요 없이 파손된 금형 부재(38)만 교체할 수 있도록 한다. 또한, 금형 부재(38)의 개수를 조절하여 전체 금형의 크기를 적절하게 변형하는 것도 가능하며, 각 금형 부재(38)의 제2 중공부(32′)의 형상을 달리 하여 스커트(24)의 형상이 다른 고분자 애자를 제조하는 것도 가능하다.

도 7 내지 도 9에는 상기와 같은 하부 금형(30)(30′) 및 상부 금형(미도시)을 이용하여 스커트(24)를 성형하는 방법이 도시되는데, 차례대로 설명하기로 한다. 도 7 내지 도 9에는 설명의 편의를 위해서 하부 금형(30)만 도시하고 상부 금형은 도시 하지 않았다.

우선, 도 7에 도시된 바와 같이 쉬스(22)가 성형된 FRP 로드(20)를 하부 금형(30)의 제1 중공부(31)(도 6a참조)에 배치한다. FRP 로드(20)의 쉬스(22)의 일단부가 하부 금형(30)의 일단부에 일치하도록 배치하고, 상부 금형(미도시)을 하부 금형(30)의 상면에 설치하게 된다.

금형의 설치가 완료되면, 금형의 투입홈을 통해 용융된 절연체를 금형 내의 제2 중공부(32)로 주입한다. 바람직하게, 제2 중공부(32)에 주입되는 절연체는 쉬스(22)와 동일한 재질을 사용하여, 성형되는 스커트(24)가 쉬스(22)와 견고하게 접 착되며 쉬스(22)와의 사이에 이종계면이 발생하지 않도록 한다. 제2 중공부(32)가 용융된 절연체로 충전되면, 투입홈을 폐쇄하고 용융된 절연체를 가류시켜 FRP 로드(20)의 쉬스(22) 표면에 소정개수의 스커트(24)를 형성하게 된다.

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 하부 금형(30) 및 상부 금형(미도시)을 전체 금형의 길이만큼 FRP 로드(20)를 따라 이송시켜 성형된 스커트(24) 다음에 금형을 위치시키고, 제2 중공부(32)에 용융된 절연체를 충전하여 소정개수의 스커트(24)를 반복하여 성형하게 된다. 이러한 작업을 반복하여, 도 9에 도시된 바와 같이 금형이 FRP 로드(20)의 타단부에 이르게 되어 스커트(24)를 성형하면 고분자 애자가 완성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 FRP 로드의 표면에 쉬스를 성형하고 그 표면에 쉬스와 동일한 재질의 스커트를 사출성형함으로써, 스커트와 쉬스를 견고하게 접착할 수 있으며, 쉬스와 스커트 사이에 이종계면이 발생하는 것을 방지한다.

또한, 본 발명에 의하면 소형의 금형으로도 길이가 긴 고분자 애자를 제조하는 것이 가능하여 종래 기술에 비해 초기 투자비가 적게 되며 제조 시간을 줄일수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 금형의 크기 및 스커트의 형상을 다양하게 변형하는 것이 가능하여, 고분자 애자의 형상에 따라 금형을 각각 별도로 제작해야하는 종래 기술에 비해 경제적이다.

Claims (5)

1. 고분자 애자를 제조하는 방법에 있어서,

   (a) FRP 로드를 준비하는 단계와,

   (b) 상기 FRP 로드의 표면에 쉬스(sheath)를 압출성형 또는 사출성형 방식으로 성형하는 단계와,

   (c) 소정개수의 스커트를 상기 FRP 로드의 일단부에서 타단부까지 차례대로 반복하여 성형하는 단계를 포함하며,

   상기 단계(c)는, 중앙부에 상기 FRP 로드가 배치되는 제1 중공부가 형성되며 상기 제1 중공부의 둘레를 따라 소정간격 이격되도록 상기 스커트 형상의 소정개수의 제2 중공부가 형성된 금형을 구비하고,

   (c1) 상기 금형의 제1 중공부에 상기 FRP 로드를 배치하는 단계와,

   (c2) 상기 제2 중공부에 용융된 절연체를 주입하는 단계와,

   (c3) 상기 용융된 절연체를 가류하여 상기 FRP 로드의 쉬스 표면에 소정개수의 스커트를 성형하는 단계와,

   (c4) 상기 금형을 상기 FRP 로드를 따라 상기 금형의 길이만큼 이동시키는 단계와,

   (c5) 상기 (c2)에서 (c4)의 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 애자 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 금형은 제1 중공부의 둘레를 따라 상기 각각의 제2 중공부를 사이에 두고 한 쌍의 홈이 형성되고, 상기 각 홈에 오링과 같은 실링부재가 삽입된 것을 특징으로 하는 고분자 애자 제조방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 금형은 중앙부에 제1 중공부가 형성되며 상기 제1 중공부의 둘레를 따라 상기 스커트 형상의 하나의 제2 중공부가 형성된 복수개의 금형부재가 서로 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 애자 제조방법.

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