KR100727102B1 - 전기로 수냉 케이블 단선 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 전기로에 연결되는 각각의 수냉 케이블에 통전되는 전류를 검출하여 그 검출되는 전류값으로 수냉 케이블의 손상을 판단할 수 있는 전기로 수냉 케이블 단선 검출장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기로(1)의 전극봉(2)으로 전류를 통전하는 수냉 케이블(5)의 외측 둘레면에 접촉되는 내부 원통(10)이 마련되고 그 내부 원통의 중앙에는 수냉 케이블로 통전되는 전류를 검출하여 수냉 케이블의 단선을 검출하는 전류 검출코일(11)이 설치되며 상기 내부 원통의 상/하부에는 전류 검출코일이 이탈되는 것을 방지하는 보호캡(12)이 설치되고 그 보호캡의 외측에는 외부 원통(13)이 설치된 것으로서, 본 발명은 전기로에 전원을 공급하는 수냉 케이블로 통전되는 전류의 양을 검출하여 그 수냉 케이블의 단선 유/무를 판단하게 되므로 운전자의 업무감소는 물론 수냉 케이블의 파손에 의한 안전사고 및 화재사고를 미연에 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

전기로, 수냉 케이블, 단선, 전류 검출코일, 심선

Description

전기로 수냉 케이블 단선 검출장치{Breaking detection apparatus of electric furnace water-cooled cable}

도 1은 일반적인 전기로를 나타낸 사시도.

도 2는 일반적인 전기로를 나타낸 개락도.

도 3은 본 발명의 단선 검출장치를 나타낸 일부절개 사시도.

도 4는 본 발명의 단선 검출장치를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 전기로 2 : 전극봉

5 : 수냉 케이블 10 : 내부 원통

11 : 전류 검출코일 12 : 보호캡

13 : 외부 원통

본 발명은 전기로 수냉 케이블 단선 검출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기로 아크 용해에 있어 전력을 전달하는 수냉 케이블의 대전류에 의한 케이블 동선의 단선 및 아크 중 발생하는 전기장에 의해 수냉 케이블의 서로 밀고, 당 기는 과정에 케이블의 동선이 단선으로 인한 설비 고장을 미연에 방지할 수 있는 전기로 수냉 케이블 단선 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 전기로(1)의 상측에 3개의 전극봉(2)이 설치되어 있고 그 전극봉(2)은 아암(3)에 의해서 각각 고정되어 있으며 상기 아암(3)에는 변압기(4)에서 출력되는 대전력을 3상의 전극봉(2)에 공급하는 수냉 케이블(5)이 연결되어 있다.

상기 수냉케이블(5)에는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관(6) 및 수냉케이블(5)을 냉각시킨 냉각수가 배수되는 냉각수 배수관(7)이 설치되어 있다.

따라서 상기 전기로(1)의 내부에 스크랩을 투입하고 그 상부에 전극봉(2)을 위치시킨 후 변압기(4)에서 출력되는 전력을 수냉 케이블(5)로 통전하면 상기 전기로(1)의 내부에 삽입된 3상의 전극봉(2)에서 아크가 발생되고 그 아크를 열원으로 전기로(1)에 투입된 스크랩이 용해된다.

이때, 상기 전극봉(2)은 상승 위치에서 스크랩이 용해됨에 따라 자중에 의해 하강되면서 전극봉(2)과 스크랩 그리고 인접된 전극봉(2)과 접촉에 의한 아크를 발생시키켠서 스크랩을 용해시키게 되는 것이며 상기 전극봉(2)의 승/하강은 전류에 의해서 제어되는 것이다.

이와 같이 스크랩을 용해시키는 전기로(1)에서 필요로 하는 전력은 변압기(4)에서 공급받아 수냉 케이블(5)을 통해 전달되며, 상기 전기로(1)의 상부에서 전극봉(2)이 승/하강 및 전기로(1)에서 용해된 용강을 출강시 회전이 필요하므로 상기 수냉 케이블(5)은 유동이 가능하게 설치되어 있다.

또한 수냉 케이블(5)에는 대전류가 공급되므로 그 대전류를 견딜 수 있도록 한 개의 전극봉에 4개의 수냉 케이블을 병렬로 설치하여 사용하고 있다.

따라서 수냉 케이블에 대전류를 통전하면 주울열에 의한 열이 발생하고 그 열은 동선을 손상시키는 원인이 되며 전기장에 의해 서로 밀리고 당기는 힘이 작용하여 이 과정에서 수냉 케이블 내부의 심선이 단선 되었다.

이와 같이 수냉 케이블 내부의 심선이 단선되면 병렬로 조합된 다른 케이블에 전류 분담이 커져 과전류로 인한 열이 발생하여 정상적인 케이블이 단선 되었으며 심할 경우에는 수냉 케이블이 파손되고 이로 인하여 화재가 발생되는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 수냉 케이블의 단선상태를 확인할 수 있는 어떠한 수단이 강구되지 않아 작업자가 육안으로 케이블의 상태를 보면서 판단하고 있으나 이러한 방법은 운전자의 숙련도에 따라 상이하게 나타나므로 근본적인 문제를 해결할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 전기로에 연결되는 각각의 수냉 케이블에 통전되는 전류를 검출하여 그 검출되는 전류값으로 수냉 케이블의 손상을 판단할 수 있는 전기로 수냉 케이블 단선 검출장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같 다.

본 발명은 전기로의 전극봉으로 전류를 통전하는 수냉 케이블의 외측 둘레면에 접촉되는 내부 원통이 마련되고 그 내부 원통의 중앙에는 수냉 케이블로 통전되는 전류를 검출하여 수냉 케이블의 단선을 검출하는 전류 검출코일이 설치되며 상기 내부 원통의 상/하부에는 전류 검출코일이 이탈되는 것을 방지하는 보호캡이 설치되고 그 보호캡의 외측에는 외부 원통이 설치된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 단선 검출장치를 나타낸 일부절개 사시도이고, 도 4는 본 발명의 단선 검출장치를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 전기로(1)의 전극봉(2)으로 전류를 통전하는 수냉 케이블(5)의 외측 둘레면에 접촉되도록 내부 원통(10)이 마련되고 그 내부 원통(10)의 중앙에는 수냉 케이블(5)로 통전되는 전류를 검출하는 전류 검출코일(11)이 설치되어 있다.

한편, 상기 내부 원통의 상/하부에는 전류 검출코일(11)이 이탈되는 것을 방지하는 보호캡(12)이 설치되고 그 보호캡(12)의 외측에는 외부 원통(13)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 전기로(1)의 전극봉(2)으로 전류를 통전하는 수냉케이블()의 외측 둘레면에 설치되는 것으로서, 상기 수냉 케이블(5)의 외측 둘레면에는 내부 원통(10)이 긴밀하게 접촉되어 그 설치위치가 고정된다.

이와 같이 수냉 케이블(5)에 고정시킨 후 전류 검출코일(11)에 연결된 인출 선()을 이용하여 전류를 검출하면서 상기 수냉 케이블(5)의 단선상태를 확인하는 것이다.

상기 전류 검출코일(11)에 전류가 검출되는 원리를 살펴보면 다음과 같다.

공간에 전하(殿下)가 존재하면 그 주위에는 정전기장(靜電氣場)이 생성되고, 전하가 시간적으로 진동하게 되면 교류 전기장이 발생한다.

그리고 자석 주위에는 정자기장(靜磁氣場)이 존재하고, 교류전류가 흐르고 있는 도선주위에는 교류 자기장이 발생한다.

전기장은 1m 당 전압(볼트 V) V/m의 단위를 쓰고, 자기장의 기본단위는 1m 당 전류(암페어 A) A/m의 단위를 쓰고, 자속(磁束)밀도는 1m² 당 자속(자기장의 세기에 매질의 투자율을 곱한 값)으로 나타내며 테슬라(T)의 단위 또는 가우스(G)를 쓰며 1T 는 10⁴G이다.

이러한 전기장과 자기장은 발생원으로부터 거리가 멀어지면 급격히 감소하게 되며, 전하에 의한 전기장은 거리의 제곱에 반비례하고, 전류에 의한 자기장은 거리에 반비례하여 감소한다.

즉, 자기장의 세기 = 전류 / 도선으로부터의 거리

B = I /r 이다.

자기장에서 전류가 받는 힘은 후술하는 바와 같다.

전류가 흐르는 도선은 자석과 같은 자기장을 만든다. 따라서 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선은 자기장 속에 있는 자석과 마찬가지로 힘을 받게된다.

즉, 오른손을 폈을 때 네 손가락을 지기장의 방향으로 하고 엄지 손가락을 전류의 방향으로 하면 도선은 손바닥의 상측 방향으로 힘을 받게되는 것이다.

따라서 수냉 케이블(5)에 전류가 통전되면 상술한 바와 같이 자기장이 발생하게 되며 반대로 자기장 속에 도체가 있으면 전류가 발생하게 되는 것이다.

이와 같이 전류 검출코일(11)에는 전류가 발생되며 그 전류값은 수냉 케이블(5)로 통전되는 전류로 환산할 수 있게되는 것으로서, 검출된 전류값을 이용하여 수냉 케이블(5)의 단선 유/무를 확인하게 된다.

즉, 수냉 케이블(5)의 내부에 병렬로 설치된 4개의 심선(5a)이 정상적인 상태에서 검출되는 전류값과 4개의 심선(5a)중 어느 하나 또는 그 이상의 심선(5a)이 단선된 상태의 전류값은 상이하게 검출되므로 이를 근거로 심선(5a)의 단선을 판단하여 수냉 케이블(5)의 교환 시기를 정확하게 판단할 수 있게 된다.

한편 상기 수냉 케이블(5)에 고정시키기 위해서는 외부 원통(13)의 둘레면에 고정밴드(14)를 결합하여도 무방하다.

이와 같은 본 발명은 전기로에 전원을 공급하는 수냉 케이블로 통전되는 전류의 양을 검출하여 그 수냉 케이블의 단선 유/무를 판단하게 되므로 운전자의 업무감소는 물론 수냉 케이블의 파손에 의한 안전사고 및 화재사고를 미연에 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 전기로(1)의 전극봉(2)으로 전류를 통전하는 수냉 케이블(5)의 외측 둘레면에 접촉되는 내부 원통(10)이 마련되고 그 내부 원통의 중앙에는 수냉 케이블로 통전되는 전류를 검출하여 수냉 케이블의 단선을 검출하는 전류 검출코일(11)이 설치되며 상기 내부 원통의 상/하부에는 전류 검출코일이 이탈되는 것을 방지하는 보호캡(12)이 설치되고 그 보호캡의 외측에는 외부 원통(13)이 설치됨을 특징으로 하는 전기로 수냉 케이블 단선 검출장치.

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