KR100963541B1 - 케이블 스팬을 위한 유체 저장기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 형태에 따라 구성된 유체 저장기 및 주입 디바이스(20)의 실시예가 제공된다. 이 디바이스(20)의 일 실시예는 내부 어셈블리(24) 및 외부 하우징(26)을 포함한다. 어셈블리될 때, 디바이스(20)는 케이블 스팬의 일부를 따라 케이블 또는 케이블 섹션(30)에 단단히 연결된다. 그 사용에 있어서, 디바이스(20)는 보수 유체를 저장할 수 있고, 그 유체를 케이블 또는 케이블 섹션(30)으로 주입할 수 있다.

케이블, 도전 코어, 절연층, 하우징, 유체 저장기, 블래더, 액츄에이션 챔버

Description

케이블 스팬을 위한 유체 저장기{FLUID RESERVOIR FOR A CABLE SPAN}

본 발명의 실시예는 일반적으로 파워 또는 데이터 전송 케이블과 같은 케이블에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 이러한 케이블에 보수 유체를 주입하는 디바이스에 관한 것이다.

전형적인 매설용 전기 케이블은 반도전 또는 절연 스트랜드 쉴드에 의해 둘러싸인 복수의 구리 또는 알루미늄 스트랜드, 절연층, 및 절연체 쉴드를 포함한다. 이러한 설계의 매설용 케이블은 25-40년의 가용 수명을 가진 것으로 주지되어 있다. 몇몇 예에서, 케이블 내부에 물이 들어가고, 절연층 내에 마이크로 보이드(micro-void)를 형성할 때 매설용 케이블의 수명은 짧아진다. 이러한 마이크로 보이드는 절연층을 통해 트리 형상으로 발전하고, 이들의 집합을 때때로 수 트리(water tree)라 부른다.

수 트리는 물 및 이온이 존재하는 폴리머 유전체(절연체)에 중전압 내지 고전압의 교류 전류가 인가된 때, 전기 케이블의 절연층에 형성되는 것으로 주지되어 있다. 수 트리가 성장할 때, 그것은 절연층이 파괴될 때까지 그 폴리머의 유전 특성을 손상시킨다. 많은 큰 수 트리는 결함있는 또는 오염된 곳에서 시작되지만, 오염이 수 트리가 퍼져나가는 필수 조건은 아니다.

수 트리의 성장은 물 또는 이온을 제거하거나 최소화함으로써, 또는 전압 스트레스를 줄임으로써 제거되거나 지연될 수 있다. 다른 접근 방법은 케이블의 스트랜드 사이에 위치한 틈새로 외부 유체 소스로부터의 유전체 강화 유체의 주입을 필요로 한다. 이러한 접근법의 보다 상세한 설명은 미국 특허번호 제 5,907,128호를 참고하라. 이 유체는 케이블 내의 물과 반응하고, 유전체 강화 특성을 가진 유체를 형성하도록 올리고머화된다. 올리고머화된 유체는 수 트리를 억제하고, 다른 이로운 특성을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도전 코어 및 절연체 오버레이어를 가진 케이블을 통해 루팅된 장치가 제공된다. 케이블의 일부분은 노출된 코어를 가진다. 이 장치는 노출된 코어를 가진 케이블 부분을 둘러싸는 하우징; 노출된 코어와 유체 교류하도록 배치된 내부 유체 저장기; 및 내부 유체 저장기를 채우는 보수 유체를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 루팅된 절연층 오버레이어 및 도전 코어를 가진 일 스팬의 케이블을 포함하는 장치가 제공된다. 케이블의 일부분은 노출된 코어를 가진다. 또한, 이 장치는 노출된 코어를 가진 케이블 부분을 둘러싸는 하우징; 및 노출된 코어와 유체 교류하도록 배치된 내부 유체 저장기를 포함한다. 이 장치는 내부 유체 저장기를 채우는 보수 유체; 및 노출된 코어에서 보수 유체를 케이블로 포싱하는 수단을 더 포함한다. 이 장치는 유체 저장기와 액츄에이션 챔버를 분리하는 피스톤을 더 포함하고, 상기 피스톤은 상기 액츄에이션 챔버로부터의 힘이 작용하는 상기 유체 저장기의 방향으로 이동가능하다.

다른 실시예에 따라, 유체 저장기와 주입 디바이스를 어셈블링하는 방법이 제공된다. 이 방법은 도전 코어 및 절연체 오버레이어를 가진 케이블 또는 케이블 섹션을 제공하는 단계; 코어의 일부분을 노출시키도록 절연체 오버레이어의 일부를 제거하는 단계; 및 노출된 코어를 둘러싸는 유체 기밀 하우징을 구성하는 단계를 포함한다.

상술한 형태 및 본 발명의 많은 부수적인 이점은 첨부된 도면과 함께, 하기 실시예를 참조함으로써 보다 쉽게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 형태에 따라 구성된 유체 저장기 및 주입 디바이스의 일 예시적인 실시예의 부분적인 단면도이고;

도 2는 도 1에 도시된 외부 하우징과 함께 사용하기 적합한 디바이스의 내부 어셈블리의 일 적합한 실시예의 부분적인 어셈블리 투시도이고;

도 3은 도 2에 도시된 내부 어셈블리의 부분적인 어셈블리 투시도이고;

도 4는 도 1에 도시된 외부 하우징과 함께 사용하기 적합한 디바이스의 내부 어셈블리의 다른 적합한 실시예의 부분적인 어셈블리 투시도이고;

도 5는 도 4에 도시된 내부 어셈블리의 어셈블리 투시도이고;

도 6은 도 1에 도시된 외부 하우징과 함께 사용하기 적합한 디바이스의 내부 어셈블리의 다른 적합한 실시예의 부분적인 어셈블리 투시도이고;

도 7은 도 1에 도시된 외부 하우징과 함께 사용하기 적합한 디바이스의 내부 어셈블리의 다른 적합한 실시예의 부분적인 어셈블리 투시도이고;

도 8은 도 7에 도시된 내부 어셈블리의 측단면도이고;

도 9는 도시된 외부 하우징과 함께 사용하기 적합한 디바이스의 내부 어셈블리의 다른 적합한 실시예의 부분적인 어셈블리 투시도이고; 그리고

도 10-11은 도시된 외부 하우징과 함께 사용하기 적합한 디바이스의 내부 어셈블리의 다른 적합한 실시예의 부분적인 어셈블리 투시도이고;

도 12는 도시된 외부 하우징과 함께 사용하기 적합한 디바이스의 내부 어셈블리의 다른 적합한 실시예의 부분적인 어셈블리 투시도이다;

지금부터, 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이고, 유사한 숫자는 유사한 엘리먼트와 대응한다. 본 발명의 실시예는 일반적으로, 보수 유체를 저장하고, 그 다음 이러한 보수 유체를 케이블 또는 케이블 섹션에 주입하는 디바이스에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명의 실시예는 일반적으로 일 스팬의 케이블 및 케이블 섹션의 일부분을 따라 보수 유체를 저장하고, 그 다음 이러한 유체를 그러한 스팬을 따라 상기 케이블 또는 케이블 섹션에 주입하는 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 실시예가 지금부터 전력 케이블 또는 케이블 섹션과 함께 사용하기 적합한 것으로 서술될 것이지만, 광 케이블 또는 데이터 전송 케이블과 같은, 절연체 오버레이어를 가진 다른 케이블 또는 케이블 섹션과 함께 사용하는데에도 적합할 수 있다. 따라서, 하기의 서술 및 설명은 예로서 간주되어야 하고, 그러므로, 청구항과 같이 본 발명의 범위를 제한해서는 안 된다.

도 1은 본 발명의 형태에 따라 구성된 유체 저장기 및 주입 디바이스(20)의 일 예시적인 실시예를 도시한다. 디바이스(20)는 단면으로 도시된 내부 어셈블 리(24) 및 외부 하우징(26)을 포함한다. 어셈블리될 때, 디바이스(20)는 그 스팬의 일부분을 따라 케이블 또는 케이블 섹션(30)에 단단히 연결된다. 그 사용에 있어서, 디바이스(20)는 보수 유체를 저장할 수 있고, 이러한 유체를 케이블 또는 케이블 섹션(30)에 주입할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 케이블 또는 케이블 섹션(30)은 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 도전 코어(36) 및 절연층(40)을 포함한다. 케이블 또는 케이블 섹션(30)은 (도시되지 않은) 외부 보호 자켓 및 (도 1에 도시된) 복수의 세로축으로 뻗은 도전 뉴트럴 와이어(42)와 같은, 당업계에 주지된 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 절연층(40)은 일반적으로 케이블 또는 케이블 섹션(30)의 길이방향으로 뻗은 튜브형 구조를 가진다. 절연층(40)은 고분자량 폴리에틴렌(HMWPE) 폴리머, 가교 폴리에틸렌(XLPE), 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 또는 다른 고체 유전체로 적절하게 형성되고, 이 각각은 수 트리 억제제, 충진제, 산화방지제, UV 안정제 등을 포함할 수 있다.

도전 코어(36)는 절연층(40) 내에 동축으로 수용되고, 그 중심에 위치한다. 도전 코어(36)는 복수의 도전 스트랜드를 포함하는 것이 바람직하지만, 단일 스트랜드가 사용될 수도 있다. 도전 코어(36)의 스트랜드는 구리, 알루미늄 등과 같은 적절한 도전성 재료로 구성된다. 일 실시예에서, 도전 코어(36)는 반도전성 또는 절연 스트랜드 쉴드에 의해 둘러싸일 수 있다. 스트랜드 쉴드는 폴리에틸렌 또는 유사한 재료를 포함하는 컴파운드로 적절하게 형성될 수 있고, 도전 코어(36)와 절연층(40) 사이의 배치되도록 도전 코어(36)를 둘러싼다.

일 실시예에서, 케이블 또는 케이블 섹션(30)은 5,000 내지 35,000 볼트를 송전하는 중전압 케이블과 같은, 복수의 도전 스트랜드 전력 케이블이다. 본 명세서의 실시예에는 전력 케이블이 설명되지만, 저전압 파워 케이블, 전송 전압 파워 케이블, 컨트롤 케이블, 및 도전 페어, 전화, 및 디지털 통신 케이블을 포함하는 통신 케이블과 같은 다른 케이블 또는 케이블 섹션도, 또한, 본 발명의 범위 내에 속함을 이해해야 한다. 그러므로, 본 발명의 의미 내에는 케이블 또는 케이블 섹션이 전기 케이블은, 물론 광 전송 케이블도 포함함을 알아야 한다.

지금부터 도 1 및 2를 참조하여, 디바이스(20)의 컴포넌트가 상세하게 설명될 것이다. 상술한 바와 같이, 디바이스(20)는 내부 어셈블리(24) 및 외부 하우징(26)을 포함한다. 외부 하우징(26)은 내부 어셈블리(24)를 수용하기 위한 내부 캐비티(44)를 형성한다. 그 끝단에서, 외부 하우징(26)은 내부 캐비티(44)로의 액세스를 제공하기 위한 개구(46 및 48)를 포함한다. 개구(46 및 48)는 그것을 통해 케이블 또는 케이블 섹션(30)을 루팅하도록 구성되고 사이징된다. 일 실시예에서, 외부 하우징(26)은 내부 반도전층 쉘 및 외부 반도전층 쉘(54 및 56) 사이에 있는 절연층(50)을 포함한다.

지금부터 도 2를 참조하면, 내부 어셈블리(24)는 일 스팬의 케이블 또는 케이블 섹션(30) 및 어셈블리의 내부 컴포넌트를 수용하기 위한 내부 캐비티(60)를 형성하는 내부 하우징(58)을 포함한다. 일 실시예에서, 내부 캐비티(60)는 어셈블리의 내부 컴포넌트와 내부 하우징(58) 사이에 공간을 생성하기 위해 오버사이징된다. 그 사용에 있어서, 아래에 상술된 바와 같이, 이 공간은 보수 유체로 채워질 수 있고, 그러므로, 유체 저장기라 부를 수 있다. 본 발명과 함께 실시될 수 있는 보수 유체는 CABLECURE®, CABLECURE®/XL, CABLECURE®/SD, CABLECURE®/CB, 또는 아세트페논(Acetephenone)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

내부 하우징(58)은 바람직하게는 금속과 같은 도전성 재료, 또는 플라스틱과 같은 반도전성 재료로 구성된 하우징 좌반부 및 하우징 우반부(58A 및 58B)에 의해 형성된다. 각각의 하우징 절반부는 케이블 또는 케이블 섹션(30)이 그것을 통해 라우팅될 수 있게 하는 배열된 케이블 투입 개구를 형성하기 위해 각 끝단에 반원형 노치(64)를 포함한다. 이 노치(64)는 그 내에 케이블 절연층(40)을 수용하도록 구성되고 사이징된다. 어셈블리될 때, (도시되지 않은) 가스켓 또는 실(seal)이 노치(64)의 가장자리 둘레에, 그리고 하우징 절반부(58A 및 58B)의 매칭 표면 사이에 포지셔닝될 수 있다. 실이 사용되었다면, 각각의 하우징 절반부는 각각의 실을 수용하기 위한 그루브(66)를 포함할 수 있다. 어셈블리 동안 내부 하우징(58)을 형성하기 위해 하우징 절반부(58A 및 58B)를 함께 고정시키기 위해, 고리형 클램프, 용접, 열 본딩, 접착 본딩, 또는 다른 적합한 기계적 또는 화학적 고정 기술이 사용될 수 있다.

어셈블리에 앞서, 케이블(30)의 절연층(40)의 일부분이 탈피, 절단, 드릴링될 수 있고, 또는 그렇지 않으면 케이블 또는 케이블 섹션(30)으로부터 제거될 수 있고, 그로 인해, 코어(36)의 일부분이 노출되고, 갭(70)을 형성한다. 그 다음, 내부 하우징(58)은 노출된 코어(36)를 둘러싸도록 케이블 또는 케이블 섹션(30) 둘레에 어셈블링된다. 이와 같이, 어셈블링될 때, 갭(70)은 유체 저장기와 유체 교 류한다.

일 실시예에서, 노출된 코어(36)는 전기 컨덕터(72)를 통해 내부 하우징(58)에 전기적으로 연결될 수 있다. 도시된 실시예에서, 전기 컨덕터(72)는 도전 코어(36)와 전기적 연결을 이루도록 클립핑되거나 연결된다. 전기 컨덕터(72)는 노출된 코어(36)로부터 바깥쪽으로 방사형으로 뻗고, 내부 하우징(58)의 내부 표면과 전기적으로 계합한다. 따라서, 본 실시예에서, 내부 하우징(58)은 코어(36)와 동일한 전위를 가진다. 대안으로써, 내부 하우징(58)을 케이블 코어(36)와 동일한 전위로 유지하도록 내부 하우징(58)과 케이블 코어(36)를 전기적으로 연결하기 위해, 블래더(62)가 도전성 또는 반도전성 재료로 구성될 수 있고, 케이블 코어(36)와 내부 하우징(58)이 전기적 연결을 이루고 적절하게 상호연결시키도록 구성되고 배열될 수 있다. 전기적 링크는 케이블 코어(36)와 블래더를 통전 연결하기 위해 사용될 수 있음을 알 수 있다.

내부 어셈블리(24)는 내부 챔버(76)를 형성하는 적어도 하나의 블래더(62)를 더 포함한다. 블래더(62)는 엘라스토머, 예컨대, 고무와 같은 유연한 불침투성 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 어셈블리될 때, 블래더(62)는 내부 하우징(58)의 내부 캐비티(60) 내에 배치되고, 케이블 또는 케이블 섹션(30)의 일부를 따라 뻗는다. 일 실시예에서, 블래더(62)는 내부 캐비티(60)에 의해 형성된 유체 저장기와 갭(70) 사이에 유체가 흐를 수 있게 하는 방식으로 케이블 또는 케이블 섹션(30)에 대하여 둘러싸도록 배치된다. 일 실시예에서, 블래더(62)는 U-형상의 단면을 가지지만, 다른 단면 형상 및 구성이 본 발명의 범위 내에 속한다.

일 실시예에서, 블래더(62)에 의해 형성된 내부 챔버(76)는 압축 가스를 수용하거나 압축 가스로 채워지고, 그러므로, 액츄에이션 챔버라 불릴 수 있다. 그 끝에서, 블래더(62)는 블래더(62)의 내부 챔버(76)와 선택적으로 액세스하기 위해 (도시되지 않았지만 주지되어 있는) 밸브식 주입구를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 블래더(62)는 어셈블리 전에 압축 가스로 채워질 수 있고, 또는 내부 하우징(58A)에 위치된, 내부 커넥터 하우징(58)의 어셈블리 후 포핏 밸브와 같은 옵션의 밸브(80)를 통해 채워질 수도 있다. 유체 통로는, 도3에 도시된 바와 같이, 유체 교류하는 블래더(62)의 내부 챔버(76)와 밸브(80)를 상호연결하기 위한 블래더 관(82)에 의해 제공될 수 있다. 다른 경우에, 케이블 또는 케이블 섹션(30)으로 보수 유체를 주입하기 전에 블래더(62)의 내부 챔버(76)를 압축 가스를 채우는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 내부 챔버(76)에 수용된 가스는 대략 5psi로 초기 가압되지만, 다른 압력이 본 발명과 함께 실시될 수 있고, 그러므로 본 발명의 범위에 속한다.

하나의 블래더를 도시하고 서술하였으나, 몇몇 실시예에서, 복수의 블래더가 사용될 수 있음을 알아야 한다. 부가적으로, 바람직한 실시예는 포스 제너레이터로서 압축 가스를 사용하지만, 폴리머릭 부싱, 압축 스프링 등의 바이어싱 부재가 유체 저장기에 대해 힘을 가함으로써 유체 저장기에 수용된 보수 유체를 가압하기 위해 포스 제너레이터로서 사용될 수 있다. 즉, 보수 유체에 대한 압력은 바이어싱 디바이스(부재) 또는 압축 가스에 의해 발생된다. 또한, 블래더는 내부 캐비티를 생략할 수 있고, 그 대신 탄성 발포체, 고무 블럭과 같은 탄성체로 구성될 수 있다.

사용에 앞서, 절연 섹션(40)은 케이블 코어(36)의 일부분을 노출시키기 위해 케이블 또는 케이블 섹션(30)로부터 제거된다. 그 다음, 케이블 또는 케이블 섹션(30)은 하우징 절반부(58A 또는 58B) 중 하나 내에 배열된 노치(64)를 통해 놓인다. 그 다음, 원한다면, 케이블 코어(36)는 전기 컨덕터(72)에 전기적으로 연결될 수 있다. 블래더가 사용되는 실시예에서, 블래더(62)는 내부 캐비티(60) 내에 놓일 수 있다. 그 다음, 하우징 절반부(58A 및 58B)는 유체 기밀 방식으로 결합되고 연결되고, 블래더(62)는 선택적으로 압축 가스로 채워질 수 있다.

그 다음, 유체는 케이블 또는 케이블 섹션(30)의 양끝단으로부터 케이블 또는 케이블 섹션(30)으로 주입된다. 보수 유체가 케이블 또는 케이블 섹션(30)을 통해 지나갈 때, 노출된 코어(36)의 스트랜드 사이의 틈새 공간을 통해 흐름으로써 갭(70)으로 케이블 또는 케이블 섹션(30)을 빠져나가고, 그로 인해 유체 저장기를 채운다.

블래더(62)가 압축 가스로 채워진 실시예에서, 케이블 또는 케이블 섹션(30)으로 주입된 유체는 블래더 내부 챔버(76)에 수용된 가스보다 높은 압력으로 케이블 또는 케이블 섹션(30)에 주입되는 것이 바람직하다. 유체가 케이블 또는 케이블 섹션(30)으로 주입될 때, 유체는 갭(70)에서 케이블 또는 케이블 섹션(30)을 빠져나감으로써 유체 저장기를 연속적으로 채운다. 유체가 유체 저장기를 채우는 동안, 유체는 블래더(62)를 가압하고, 그로 인해 블래더(62)를 더 작은 부피로 압축시킨다. 블래더(62)를 더 작은 부피로 압축함으로써, 유체 저장기의 부피 또는 유체 저장능력이 증가한다. 이러한 블래더 내부 챔버(76) 부피의 감소는 그 내에 수용된 압축 가스의 내부 압력을 증가시킨다. 이러한 프로세스는 유체 저장기 내의 유체 압력과 블래더(62) 내의 압축 가스가 평형에 도달할 때까지 계속된다.

사용하는 동안, 유체 저장기 내에 저장된 보수 유체는 케이블 또는 케이블 섹션(30)으로 일정 시간의 기간에 걸쳐 주입되고, 케이블 절연체(40) 내로의 확산에 의해 손실된 것을 보충한다. 블래더(압력 소스)의 내부 챔버(76)가 압축 가스로 채워진 실시예에서, 내부 챔버(76) 내에 수용된 압축 가스는 유체 저장기 내에 수용된 유체에 대해 압력을 가하고, 유체를 유체 저장기로부터 케이블 또는 케이블 섹션(30)으로 포싱하기 위해 유체에 대한 구동력을 부가한다. 도 9는 본 발명의 형태에 따라 구성된 내부 어셈블리(324)의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 본 실시예는 외부 하우징(26)과의 사용에 적합하다. 상기 내부 어셈블리(324)는 아래에 서술될 차이점을 제외하고는 도 1-3의 내부 어셈블리(24)와 재질, 구성 및 동작에 있어서 실질적으로 동일하다. 본 실시예에서, 내부 어셈블리(324)는 두 개의 코어 하우징 절반부(350A, 350B)에 의해 형성된 코어 하우징(350)을 더욱 포함한다. 코어 하우징 절반부(350A, 350B)는 바람직하게는 금속과 같은 도전성 재료, 또는 적절한 플라스틱과 같은 반도전성 재료로 구성된다. 각 코어 하우징 절반부(350A, 350B)는 케이블(330)이 루트되도록 허용하는 얼라인드 케이블 투입 개구를 형성하기 위해 각 단부에서 반원형 노치(352)를 포함한다. 노치(352)는 노치 내에 케이블 절연층(340)이 안착되도록 하는 크기로 구성되어 있다. 어셈블링될 때, 실 또는 가스켓이 노치 둘레에 그리고 코어 하우징 절반부(350A, 350B)의 메이팅 표면 사이에 위치될 수 있다. 어셈블링 동안, 코어 하우징 절반부(350A, 350B)를 함께 고정시키기 위해, 고리 모양의 클램프, 용접, 열 본딩, 접착 본딩 또는 다른 적절한 기계적 또는 화학적 고정 기술이 사용될 수 있다. 어셈블링될 때, 코어 하우징은(350)은 스템(364)을 통해 블래더(362)와 유체 교류를 이루도록 연결된다. 바람직하게는, 블래더의 스템(364)은 실링 방식으로 코어 하우징 개구(미도시)로 삽입된다. 도시된 실시예에서, 블래더(362)는 내부 하우징(358)의 내부 캐비티(360) 내의 코어 하우징(350)의 둘레에 적어도 부분적으로 배치된다. 블래더(362)는 바람직하게는 엘라스토머 예를 들면, 고무와 같은 유연하지만 불침투성의 재료로 만들어지고, 유체 저장기(376)를 형성한다. 그 결과, 갭(370)은 유체 저장기(376)와 유체 교류를 이루도록 연결된다.

일 실시예에서, 블래더(362)를 둘러싸는 내부 하우징의 내부 캐비티 내의 나머지 공간은 블래더(362)에 대하여 압력을 가하는 압축 가스를 함유하는데 사용될 수 있다. 그래서, 나머지 공간은 액츄에이션 챔버로서 불리워질 수 있다. 액츄에이션 챔버 액세스 포트(396)는 가스와 같은 압축 유체를 액츄에이션 챔버에 주입하기 위해 내부 하우징 내에 배치될 수 있다. 액츄에이션 챔버 액세스 포트(396)는 액츄에이션 챔버로의 선택적인 액세스를 제공하기 위해, 포핏 밸브와 같은 적합한 밸브 메카니즘(398)과 피팅될 수 있음은 자명하다. 사용에 있어서, 액츄에이션 챔버 내에 함유된 선택적 압축 가스는 블래더(362) 상에 압력을 가하고, 결과적으로 블래더(362), 코어 하우징(350), 갭(370)을 점유하는 유체를 케이블 코어(336) 내로 포싱한다. 일 실시예에서, 전기 커넥터(372)는 케이블 코어(336)를 코어 하우징(350)에 전기적으로 연결시키기 위해 제공될 수 있다. 따라서, 케이블 코어(336)와 코어 하우징(350)은 사용에 있어 동일한 전위일 수 있다. 또한, 코어 하우징(350)은 내부 하우징(358)을 케이블 코어(336)와 동일한 전위에 위치시키기 위해 내부 하우징(358)과 전기적으로 연결될 수 있음이 자명하다. 도 10 및 11은 본 발명의 형태에 따라 구성된 내부 어셈블리(424)의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 본 실시예는 도 1의 외부 하우징(26)과의 사용에 적합하다. 상기 내부 어셈블리(424)는 아래에 서술될 차이점을 제외하고는 도 1의 내부 어셈블리(24)와 재질, 구성 및 동작에 있어서 실질적으로 동일하다. 본 실시예에서, 블래더는 생략되었고, 전기 컨덕터(472)는 갭(470)의 위치에서 케이블 코어(436)와 전기적으로 연결된 노치 부재를 지지하는 스프링에 의해 형성되어 있다. 다른 실시예에서, 하우징(458)은 도 11에 잘 도시되어 있는 바와 같이 압축 가스를 내부 캐비티 내로 선택적으로 주입시키기 위해 포핏 밸브와 같은 밸브 메카니즘(498)을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 케이블 코어(436)를 내부 하우징(458)에 전기적으로 연결시키는데 다른 기술이 사용될 수 있음은 자명하다. 블래더가 압축 가스를 수용하고, 보수 유체는 내부 하우징(58)의 내부 캐비티(60)에 저장되지만, 이 역할은 바뀔 수도 있음을 이해해야 한다. 그 때문에, 도 4 및 5는 외부 하우징(26)과 함께 사용하기 적합한, 본 발명의 형태를 따라 구성된 내부 어셈블리(124)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 내부 어셈블리(124)는 아래 서술될 차이점을 제외하고, 도 1-3의 내부 어셈블리(24)와 재료, 구성, 및 동작에 있어서 실질적으로 유사하다.

이 실시예에서, 갭(170)은 절연체(140)에 구멍을 뚫음으로써 형성되고, 내부 하우징(158)의 내부 캐비티(160 내에 보다 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 아치모양의 안장형(saddle) 부재(184)는 갭(170)의 위치에서 케이블 또는 케이블 섹션(130)의 절연체(140)를 덮는다. 안장형 부재(184)는 한 쌍의 리프 스프링(186) 또는 다른 도전성 또는 비도전성 바이어싱 부재를 통해 선택적으로 홀딩될 수 있다. 도시된 실시예에서, 리프 스프링(186)은 각각 안장형 부재(184)의 외부 표면에 대응하는 일 반경의 굴곡을 형성하는 상부를 가진 암에 안쪽으로 바이어싱된다. 안장형 부재(184)는 어셈블리될 때 갭(70)과 교류하는 개구(188)를 포함한다. 안장형 부재(184)는 에폭시, 가스켓, 실, 또는 다른 주지된 실링 메카니즘을 통해 케이블(130)의 절연층(140)과 실링 접촉하는 것이 바람직하다. 사용된다면, (190)으로 도시된 중간층(예컨대, 에폭시, 가스켓, 실 등)은 개구(192)를 제공하는 것과 같이, 안장형 부재(184)와 갭(170) 사이에 유체 교류를 허용한다.

일 실시예에서, 금속 스프링과 같은, 전기 커넥터 또는 링크(194)가 제공될 수 있다. 이 실시예가 어셈블리될 때, 전기 커넥터(194)는 갭(170) 내에 설치되고, 케이블 또는 케이블 섹션(130)의 케이블 코어(136)와 안장형 부재(184)에 전기적으로 연결된다. 이 실시예에서, 안장형 부재(184) 및 리프 스프링(186)은 케이블 코어(136)의 전위가 전기 컨덕터(190) 및 안장형 부재(184)를 통해 리프 스프링(186)으로 전달되도록 도전성 또는 반도전성 재료로 구성된다. 리프 스프링(186)은 내부 하우징에 전기적으로 연결되기 위한 방식으로 하우징 내에 배치된다. 이와 같이, 내부 하우징(158) 및 케이블 코어(136)는 동일한 전위이다.

내부 어셈블리(124)는 내부 챔버(176)를 형성하는 블래더(162)를 더 포함할 수 있다. 블래더(162)는 엘라스토머, 예컨대, 고무와 같은 유연한 불침투성 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 어셈블리될 때, 블래더(162)에 의해 형성된 내부 챔버(176)는 갭(170)과 유체 교류를 이루도록 연결된다. 따라서, 케이블 섹션(130) 내로 주입된 유체는 블래더(162)의 내부 챔버(176)로 주입되고 그 안에 저장될 수 있다. 그러므로, 내부 챔버(176)는 유체 저장기라 부를 수 있다. 도시된 실시예에서, 블래더(162)는 관(182)을 통해 갭(170)과 유체 교류를 이루도록 연결 된다.

일 실시예에서, 블래더(162)를 둘러싸는 내부 하우징의 내부 캐비티(160) 내의 나머지 공간은 블래더(162)에 대하여 압력을 가하기 위한 압축된 유체를 수용하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같은, 나머지 공간은 액츄에이션 챔버라 부를 수 있다. 액츄에이션 챔버 액세스 포트(196)는 가스와 같은 압축된 유체를 액츄에이션 챔버에 주입하기 위해 내부 하우징 내에 배치될 수 있다. 액츄에이션 챔버 액세스 포트(196)는 액츄에이션 챔버로의 선택적인 액세스를 제공하기 위해, 포핏 밸브와 같은 적합한 밸브 메카니즘(198)과 피팅될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 액츄에이션 챔버 내의 압력은 대략 3-10psi으로 예상된다. 일 실시예에서 챔버 압력은 3-10psi 범위인 것으로 서술되었으나, 본 발명의 실시예는 이를 제한하고자 하는 것은 아님을 이해해야 한다. 제한하지 않는 예로서, 높은 챔버 압력이 또한 본 발명의 범위에 속한다. 그러므로, 본 명세서에 인용된 압력 범위는 제한하지 않는 예를 들고자 한 것이고, 광범위한 챔버 압력이 본 발명의 범위에 속한다.

도 6에 잘 도시된 바와 같은, 본 발명의 다른 실시예에서, 내부 어셈블리(124)는, 또한, 내부 하우징(158)의 내부 캐비티(160) 내에 배치된 압축 가스 캐니스터(197)를 포함할 수 있다. 이 캐니스터(197)는 내부 캐비티(160) 내에 일정한 압력을 유지하기 위해 (도시되지 않은) 주지된 압력 레귤레이터를 포함한다.

도 4-6의 바람직한 실시예는 포스 제너레이터로서 압축 가스를 사용하였지만, 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다. 그러므로, 폴리머릭 부싱, 압축 스프링 등과 같은 다른 포스 제너레이터가 유체 저장기에 대해 힘을 가함으로써 보수 유체를 가압하기 위해 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 도 12는 본 발명의 형태에 따라 구성된 내부 어셈블리(524)의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 본 실시예는 외부 하우징(26)과의 사용에 적합하다. 상기 내부 어셈블리(524)는 아래에 서술될 차이점을 제외하고는 도 4-5의 내부 어셈블리(124)와 재질, 구성 및 동작에 있어서 실질적으로 동일하다. 본 실시예에서, 블래더는 생략되었고, 블래더의 위치에는 유체 커넥터를 통해 유체 교류하는 안장형 부재(584)의 개구(미도시)에 연결된 적어도 하나의 유체 저장기(576)가 있다. 그 결과, 유체 저장기는 갭(안장형 부재에 의해 가려져 있음)에서 케이블 코어(미도시)와 유체 교류를 이루도록 연결된다. 일 실시예에서, 한쌍의 유체 저장기(576)는 도시된 바와 같이 T-형상의 커넥터(564)를 통해 안장(안장형 부재에 의해 가려짐)에 유체적으로 연결될 수 있다. 두개의 유체 저장기가 도시되어 있지만, 임의의 개수의 유체 저장기가 하우징 내에 충분한 공간이 존재하는 한 사용될 수 있다.

어느 쪽이건 간에, 각 유체 저장기(576)는 기다란 캐니스터(590)에 의해 형성된다. 일 실시예에서, 캐니스터(590)는 유체 저장기(576) 내에 함유된 유체에 대하여 힘을 부여하기 위해 포스 제너레이터(592)와 피스톤(594)을 수용할 수 있다. 피스톤(594)은 캐니스터(590)의 내부를 따라 실링하게 미끄러지도록 구성되어 있다. 포스 제너레이터(592)는 코일 스프링과 같은 바이어싱 부재로서 도시되어 있다. 그러나, 폴리머릭 부싱, 엘라스틱 폼을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 바이어싱 디바이스, 또는 압축 가스와 같은 다른 포스 제너레이터가 사용될 수 있다. 내부 어셈블리(524)는 금속 스프링과 같은 전기 커넥터(572)를 더욱 포함할 수 있고, 이 전기 커넥터(572)는 안장형 부재(594)와 내부 하우징(558)을 전기적으로 링크시킨다. 도 7 및 8은 도 1의 외부 하우징(26)과 함께 사용하기 적합한, 본 발명의 형태에 따라 구성된 내부 어셈블리(224)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 내부 어셈블리(224)는 아래 서술될 차이점을 제외하고, 도 1-3의 내부 어셈블리(24)와 재료, 구성, 및 동작에 있어서 실질적으로 유사하다. 이 실시예에서, (도 4-6에 도시된) 안장형 부재 대신에, 내부 하우징(258)은 도 8에 잘 도시된 바와 같이, 유체 커넥터 피팅(250), 너트(252), 부싱 또는 압축 실(254), 및 서포트(256)를 포함하는 커넥터 어셈블리(248)를 포함한다.

어셈블리될 때, 서포트(256)는 케이블 코어(236)와 접촉된 절연체(240)의 갭(270)에 위치된다. 어셈블리의 나머지 컴포넌트는 다음의 방법으로 어셈블리된다. 부싱(254)은 유체 커넥터 피팅(250)의 베이스(290) 위에 위치되고, 너트(252)는 이 피팅(250)의 중간부(292)와 나사 결합된다. 그 다음, 이 어셈블리(248)는 갭(270)으로 삽입되고, 서포트(256) 상에 남겨진다. 부싱(254)은 그것의 외부 둘레 면이 갭(270) 내에서 실링하게 미끄러지도록 하는 적합한 치수이다. 부싱(254)과 케이블 절연체(240) 사이의 실링 계합을 개선하기 위해, 너트(252)는 이 피팅(250) 상에 조이는 방식으로 회전될 수 있고, 그로 인해, 케이블 절연(240)과 포싱된 계합으로 부싱(254)을 방사형으로 확장시킨다. 그 다음, 피팅(250)의 상부(294)는 관(284)을 통해 블래더(262)와 유체 교류를 이루도록 연결된다. 서포트(256)는 유체가 피팅(250)으로부터 갭(270) 및/또는 케이블 코어(236)로 흐르도록 구성된다. 일 실시예에서, 서포트(256)는 코일 스프링이다. 이와 같이, 갭(270)은 블래더(262)에 의해 형성된 유체 저장기(276)와 유체 교류를 이루고 연결된다.

본 발명의 일 실시예에서, 케이블 코어(236)와 내부 하우징(258)은 동일한 전위를 가지는 것이 바람직하다. 이 때문에, 서포트(256), 유체 커넥터 피팅(250), 및 너트(252)는 도전성 또는 반도전성 재료로 구성된다. 제한하지 않는 예로서, 일 실시예에서, 서포트(256)는 금속 코일 스프링이다. 어셈블리(248)는 내부 하우징(258)과 전기적으로 연결된다. 도시된 실시예에서, 이것은 한 쌍의 리프 스프링(286) 또는 이 어셈블리 및 내부 하우징(258)의 내부면과 접촉하는 다른 도전성 또는 바이어싱 부재에 의해 달성될 수 있다.

일 실시예에서, 블래더(262)를 둘러싸는 내부 하우징의 WACP 내부 캐비티(260) 내의 나머지 공간은 블래더(262)에 대하여 압력을 가하기 위해 압축된 유체를 수용하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같이, 나머지 공간은 액츄에이션 챔버라 부를 수 있다. 액츄에이션 챔버 액세스 포트(296)는 액츄에이션 챔버로 가스와 같은 압축된 유체를 주입하기 위해 내부 하우징에 배치될 수 있다. 액츄에이션 챔버 액세스 포트(296)는 액츄에이션 챔버로의 선택적인 액세스를 제공하기 위해, 포핏 밸브와 같은 적합한 밸브 메카니즘(298)과 피팅될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 액츄에이션 챔버 내의 압력은 대략 3-10psi으로 예상된다. 일 실시예에서 챔버 압력은 3-10psi 범위인 것으로 서술되었으나, 본 발명의 실시예는 이를 제한하고자 하는 것은 아님을 이해해야 한다. 제한하지 않는 예로서, 높은 챔버 압력이 또한 본 발명의 범위에 속한다. 그러므로, 본 명세서에 인용된 압력 범위는 제한하지 않는 예를 들고자 한 것이고, 광범위한 챔버 압력이 본 발명의 범위에 속한다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (27)

1. 노출된 코어를 가진 갭을 포함하며, 도전 코어 및 절연체 오버레이어를 가지고 있는 일 스팬의 케이블;

   상기 노출된 코어를 가진 상기 케이블의 갭을 둘러싸는 도전 하우징; 및

   상기 노출된 코어의 위치에서 상기 케이블 내로 보수 유체를 포싱하기 위해, 상기 도전 하우징 내에 배치된 보수 유체에 압력을 가하는, 상기 도전 하우징 내에 배치된 압력 소스;를 포함하고,

   상기 도전 하우징은 상기 노출된 코어와 통전 연결된 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 도전 하우징은 상기 절연체 오버레이어와 밀봉 계합하는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 소스는 블래더를 포함하고, 상기 블래더는 상기 보수 유체에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 소스는 상기 보수 유체에 적용될 압력을 발생시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 보수 유체를 담기 위해 상기 도전 하우징 내에 설치된 유체 저장기를 더 포함하고, 상기 압력 소스는 액츄에이션 챔버를 포함하고, 상기 액츄에이션 챔버는 상기 유체 저장기로부터 유체 격리된 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 액츄에이션 챔버는 압축 가스를 수용하는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 액츄에이션 챔버는 유연한 블래더에 의해 형성되고, 상기 블래더는 상기 보수 유체에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 유체 저장기와 상기 액츄에이션 챔버를 분리하는 피스톤을 더 포함하고, 상기 피스톤은 상기 액츄에이션 챔버로부터의 힘이 작용하는 상기 유체 저장기의 방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 힘은 상기 액츄에이션 챔버 내에 배치된 포스 제너레이터에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 포스 제너레이터는 바이어싱 부재인 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 압력은 바이어싱 디바이스 또는 압축 가스에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 보수 유체를 저장하기 위해 상기 도전 하우징 내에 배치된 내부 유체 저장기를 더 포함하고, 상기 압력 소스는 상기 내부 유체 저장기 내에 배치된 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
13. 삭제
14. 제 1 항에 있어서, 외부 하우징을 더 포함하고, 상기 외부 하우징은 상기 도전 하우징을 둘러싸는 내부 반도전층 쉘, 상기 내부 반도전층 쉘을 둘러싸는 절연층 및 상기 절연층을 둘러싸는 외부 반도전층 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 노출된 코어가 상기 도전 하우징과 통전 연결되도록, 상기 노출된 코어 및 상기 도전 하우징과 접촉하는 전기 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보수 유체를 케이블에 주입하는 장치.
16. 매설용 전력 케이블 또는 케이블 섹션을 보수하는 방법으로서,

    도전 코어 및 절연층 오버레이어를 포함하고, 노출된 코어를 가진 갭을 포함하는 전력 케이블 또는 케이블 섹션을 제공하는 단계;

    상기 노출된 코어와 유체 교류하도록 배치된 유체 저장기를 포함하고, 상기 노출된 코어를 가진 상기 갭을 둘러싸는 유체 기밀 도전 하우징을 위치시키는 단계;

    내부 반도전층 쉘, 외부 반도전층 쉘, 및 상기 내부 반도전층 쉘과 상기 외부 반도전층 쉘 사이에 배치된 절연층을 포함하고, 상기 도전 하우징을 둘러싸는 외부 하우징을 위치시키는 단계;

    상기 노출된 코어를 상기 도전 하우징과 통전 연결시키는 단계;

    상기 유체 저장기를 일정량의 보수 유체로 채우는 단계;

    상기 유체 저장기 내에 배치된 상기 보수 유체에 압력을 가하는 단계; 및

    일정 시간의 기간에 걸쳐, 상기 유체 저장기로부터 상기 도전 하우징 내부에 위치한 상기 전력 케이블 또는 케이블 섹션의 영역으로 보수 유체를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설용 전력 케이블 또는 케이블 섹션을 보수하는 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 전력 케이블은 대략 5,000 내지 35,000 볼트를 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 매설용 전력 케이블 또는 케이블 섹션을 보수하는 방법.
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제

Images