KR101168543B1 - 케이블 다중형 압입 시험기 - Google Patents

케이블 다중형 압입 시험기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배전용, 원자력발전소, 화력발전소 등에 설치되는 저압용 케이블의 경년 열화 측정을 위한 케이블 압입 시험기에 관한 것으로, 특히 3종의 시편 케이블을 동시에 압입시험 표면을 일정한 압력으로 압입 시험하여 경년 열화 상태를 측정할 수 있으면서 케이블의 원주방향 외경부위와 케이블의 수평부위 외경부위를 다수 측정하여 많은 시험데이터를 확보하여 평가함에 따라 시험결과의 신뢰성을 향상시킨 케이블 다중형 압입 시험기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 시편 케이블(1)을 압입자 보호커버(26)로 압축 스프링으로 일정하게 누르면서 고정하여 이 시편 케이블(1)의 경년 열화를 평가하고 활성화 에너지를 측정하도록 이루어진 케이블 압입 시험기에 있어서, 상기 시편 케이블(1)들이 각각 움직이지 않도록 고정되고 원주방향으로 회전시키는 시편 케이블 고정 클램프부(10)와, 상기 시편 케이블(1)을 압입 시험할 수 있는 압입자 수직 이동부(20), 상기 압입자 수직 이동부(20)를 수평방향으로 이동시키는 압입자 수평 이동부(40) 및, 상기 장치들을 제어하는 제어부(50)로 이루어지되, 상기 압입자 수평이동부(40)는 수평방향 이동모터(41)와, 이 이동모터(41)에 의해 구동하는 수평 볼 스크류 축(42) 및, 수평방향 원점 검출센서(43)로 구성된 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.

Description

케이블 다중형 압입 시험기{Multiple indentation tester for cable}
본 발명은 배전용, 원자력발전소, 화력발전소 등에 설치되는 저압용 케이블의 경년 열화 측정을 위한 케이블 압입 시험기에 관한 것으로, 특히 3종의 시편 케이블을 동시에 압입 시험하여 경년 열화 상태를 측정할 수 있으면서 케이블의 원주방향 외경부위와 케이블의 수평부위 외경부위를 다수 측정하여 많은 시험데이터를 확보하여 평가함에 따라 시험결과의 신뢰성을 향상시킨 케이블 다중형 압입 시험기에 관한 것이다.
케이블 압입 시험기는 케이블의 열화를 측정하여 평가하는 장치로서, 종래 케이블 압입 시험기는 주로 수동 단일형으로 시험데이터를 확보하기 위해서 1회씩 수동으로 시험함에 따라 자연히 많은 시간과 노력이 소모되고, 시편 케이블의 이동을 시험자의 수동으로 임으로 선정함으로써 모든 부분을 측정할 수 없을 뿐만 아니라, 시험자 간의 시험편차에 의하여 부정확한 측정평가 데이터를 얻을 수밖에 없었다.
한편, 종래 케이블 압입 시험기 중 본 출원인에 의해 등록된 실용신안등록 제168,151호는 단일형 케이블의 압입 시험기로서, 이는 케이블의 노화를 진단하는 장치로서 시편 케이블을 고정하여 1회의 시험을 수행하고, 2회 이상 시험시에는 시편 케이블 및 압입 시험기를 수동으로 이동하면서 재고정하여 시험함에 따라 시편 케이블의 모든 외경을 시험할 수 없는 단점과, 다량의 시험 데이터를 확보하기 위해서는 많은 반복시험과 노력이 필요한 문제점이 있었다.
또한, 특허등록 제815,878호도 단일형 케이블 압입 시험기로서 압입자의 형상을 최적화를 개선시키고 압입 속도도 최적화함에 따라 압입 모듈러스 측정의 정밀도를 향상시킨 장점을 갖추고 있으나, 시험 테이터를 얻기 위해서는 많은 노력과 시간이 소요되었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 다수 개의 시편 케이블을 동시에 압입 시험 평가함에 따라 시험시간의 대폭적인 단축과, 시편 케이블의 전부분을 고르게 시험평가 하면서 시험결과 데이터의 정밀도를 높여 케이블의 경년 열화 상태와 활성화 에너지 평가의 신뢰성을 개선시킨 케이블 다중형 압입 시험기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시편 케이블을 고정하여 이 시편 케이블의 경년 열화를 평가하고 활성화 에너지를 측정하도록 이루어진 케이블 압입 시험기에 있어서, 상기 시편 케이블들이 각각 움직이지 않도록 고정되고 원주방향으로 회전시키는 시편 케이블 고정 클램프부와, 상기 시편 케이블을 압입 시험할 수 있는 압입자 수직 이동부와, 상기 압입자 수직 이동부를 수평방향으로 이동시키는 압입자 수평 이동부 및 상기 압입자 수직 이동부와 상기 압입자 수평 이동부를 제어하는 제어부로 이루어지되, 상기 압입자 수평이동부(40)는 수평방향 이동모터(41)와, 이 이동모터(41)에 의해 구동하는 수평 볼 스크류 축(42) 및, 수평방향 원점 검출센서(43)로 구성된 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 케이블 다중형 압입 시험기는 저압 케이블의 경년 열화 상대평가 및 활성화 에너지를 측정하는 다중형 압입 시험기로서, 기존 단일형 압입 시험기의 단점인 1회 시험에서 1번의 시험 데이터의 측정방법을 벗어나 1회 시험에서 3개의 시편 케이블을 동시에 측정하고, 재측정시 시편 케이블을 원주방향, 수평방향으로 일정하게 자동 이동하면서 측정함으로 시험기간 과 노력을 대폭 개선하여 보다 정확한 측정 데이트를 얻을 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 케이블 다중형 압입 시험기의 사진이고, 도 2는 도 1 사진의 평면 구성도이며 도 3 내지 도 5는 본 발명의 요부를 나타낸 구성도들이다.
본 발명은 케이블의 노화 또는 경년 열화 상태를 측정하는 장치로서, 다수 개의 시편 케이블을 동시에 설치하여 측정 평가할 수 있는데 일예로 한 개의 시편 케이블을 택하여 설명한다.
본 발명은 시편 케이블(1)을 고정하여 이 시편 케이블(1)의 경년 열화를 평가하고 활성화 에너지를 측정하도록 이루어진 케이블 압입 시험기에 있어서, 상기 시편 케이블(1)들이 각각 움직이지 않도록 고정되고 원주방향으로 회전시키는 시편 케이블 고정 클램프부(10)와, 상기 시편 케이블(1)을 압입 시험할 수 있는 압입자 수직 이동부(20), 상기 압입자 수직 이동부(20)를 수평방향으로 이동시키는 압입자 수평 이동부(40) 및, 상기 장치들을 제어하는 제어부(50)로 이루어져 있다.
여기서 상기 시험 케이블 고정 클램프부(10)는 도 3에 자세히 도시된 바와 같이 시편 케이블(10)을 고정하는 척(11)과, 상기 척(11)을 회전시키는 스테핑 모터(12), 이 시편 케이블(1)을 받쳐주는 단면이 V자 형태의 케이블 받침대(13), 상기 케이블 받침대(13)를 상하로 이동시키는 핸들(14), 상기 시편 케이블 고정 클램프부(10)를 상하로 이동시키는 상하 이동부(15) 및, 상기 상하 이동부(15)를 작동시키는 모터(16)로 이루어져 있다.
이러한 시편 케이블 고정 클램프부(10)에 시험할 시편 케이블(1)를 장착하여 시험하고자 할 때, 먼저 상기 시편 케이블(1)을 척(11) 삽입부에 맞게 절단하여 이 척(11)에 끼우고 척 핸들을 돌려 고정한다.
이어 상기 시편 케이블(1)의 하단이 V형태의 케이블 받침대(13)에 안착되도록 이 케이블 받침대(13)를 시편 케이블(1)과 수평으로 접촉하도록 핸들(14)을 돌려 이동 고정한다.
그리고 상기 시편 케이블 고정 클램프부(10)는 이를 상하로 이동시키는 모터(16)를 이용하여 후술하는 압입자 수직 이동부(20)의 압입자 보호커버(26)와 시편 케이블(1)을 압입자 보호커버 후단 압축 스프링(25)으로 일정하게 고정하여 시편 케이블(1) 압입 시험시 동일한 시험조건을 구현할 수 있도록 상하 높이 조절된다.
상기 시험 케이블(1)은 척(11)을 회전시키는 스텝핑 모터(12)를 이용하여 컴퓨터 제어로 일정각도로 원주방향으로 회전시킬 수 있으며, 상기 시편 케이블(1)에 대한 압입 시험을 수행하여 많은 시험 데이터를 얻을 수 있다.
한편, 상기 압입자 수직 이동부(20)는 도 4과 도 5에 도시된 바와 같이 압입자 수평 이동부(40)의 수평 볼 스크류 축(41)을 따라 수평방향으로 이동하면서 압입자(28)를 시편 케이블(1)에 수직 이동시키도록 되어 있는데, 이는 수직 이동용 서보모터(21)와, 이에 연결된 볼 스크류(22)와 라이너 볼 슬라이더(23), 상기 볼 스크류(22)에 연결되는 압입자 연결축(24), 이 압입자 연결축(24) 끝단에 설치되어 시편 케이블(1)의 시험부분의 일정한 압력을 가하는 압축 스프링(25)으로 탄발지지 된 압입자 보호커버(26) 내에 설치된 압입자(27), 상기 압입자(27)를 통해 시편 케이블(1)에 가해지는 압력을 측정하는 로드셀(28) 및, 수직방향 원점 검출센서(29)와 이 검출센서 작용판(30)으로 구성되어 있다.
그리고, 도 4에 미설명 부호, 31은 클램프 리프트 검출센서, 32는 이 검출센서 작용판, 33은 압입자 연결축 안내용 볼부쉬이다.
이와 같은 본 발명의 압입자 수직 이동부(20)에서 수직방향 원점검출은 제어부(50)의 위치 제어모드에서 압입자(27)가 시편 케이블(1)에 삽입된 깊이를 측정하기 위해 필수적인데, 원점은 수직이동용 서보모터(21)에 작동신호가 입력되면 압입자(27)는 상승하고 수직방향 원점 검출센서 작용판(30)이 수직방향 원점 검출센서(29)에 닿는 순간으로 정해진다.
상기 압입자(27)의 삽입깊이는 이 원점에서 출발하여 시편 케이블(1) 표면을 가압하여 가압된 힘이 작용된 지점부터 0.5㎏f가 된 지점까지 길이이며, 여기서 상기 압입자(27)를 수직 이동시키는 수직 이동용 서보모터(21)는 정역회전이 자유로운 모터로 되어 있다.
그리고 상기 압입자 보호커버(26)는 압축 스프링(25)의 탄발력으로 일정하게 시편 케이블(1)의 외피 표면에 압착할 수 있도록 되어 있다.
한편, 도 4 (A)와 (B)에 도시된 바와 같이 앞서 설명한 압입자 수평 이동부(40)는 압입자 수직 이동부(20)를 수평방향 좌우로 이동하면서 압입 시험을 여러 번 수행할 수 있도록 도와 주는 장치로서, 수평방향 이동모터(41)와 이 이동모터(41)에 의해 구동하는 수평 볼 스크류 축(42) 및 수평방향 원점 검출센서(43)로 구성되고, 상기 수평방향 이동거리는 제어부(50)의 제어에 의하여 측정되어 진다.
상기와 같은 시편 케이블 고정 클램프부(10)와, 압입자 수직 이동부(20) 및, 압입자 수평 이동부(40)들은 모두 제어부(50)에 의해 제어되어 작동됨은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 케이블 다중형 압입 시험기의 전체 사진,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 시편 케이블 고정 클램프부의 구성도,
도 4 (A)와 (B)는 본 발명에 따른 압입자 수직 이동부의 평면도와 측면 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 압입자 수평 이동부의 구성도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
1 : 시편 케이블, 2 : 시편 케이블 고정 클램프부,
10 : 시편 케이블 고정 클램프부,
11 : 척(Chuck), 12 : 스텝핑 모터,
13 : 케이블 받침대, 14 : 핸들,
15 : 상하 이동부, 16 : 모터,
20 : 압입자 수직 이동부, 21 : 수직 이동용 서보 모터,
22 : 볼 스크류,
23 : 라이너 볼 슬라이더(Liner ball slider),
24 : 압입자 연결축, 25 : 압축 스프링,
26 : 압입자 보호커브, 27 : 압입자,
28 : 로드셀, 29 : 수직방향,
30 : 검출센서 작용판, 40 : 압입자 수평 이동부,
41 : 수평방향 이동모터, 42 : 수평 볼 스크류,
43 : 수평방향 원점 검출센서.

Claims (4)

  1. 시편 케이블(1)을 고정하여 이 시편 케이블(1)의 경년 열화를 평가하고 활성화 에너지를 측정하도록 이루어진 케이블 압입 시험기에 있어서,
    상기 시편 케이블(1)들이 각각 움직이지 않도록 고정되고 원주방향으로 회전시키는 시편 케이블 고정 클램프부(10)와, 상기 시편 케이블(1)을 압입 시험할 수 있는 압입자 수직 이동부(20)와, 상기 압입자 수직 이동부(20)를 수평방향으로 이동시키는 압입자 수평 이동부(40) 및, 상기 압입자 수직 이동부(20)와 상기 압입자 수평 이동부(40)를 제어하는 제어부(50)로 이루어지되,
    상기 압입자 수평이동부(40)는 수평방향 이동모터(41)와, 이 이동모터(41)에 의해 구동하는 수평 볼 스크류 축(42) 및, 수평방향 원점 검출센서(43)로 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 다중형 압입 시험기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시편케이블 고정클램프부(10)는 시편 케이블(1)을 고정하는 척(11)과, 상기 척(11)을 회전시키는 스테핑 모터(12), 이 시편 케이블(1)을 받쳐주는 단면이 V자 형태의 케이블 받침대(13), 상기 케이블 받침대(13)를 상하로 이동시키는 핸들(14), 상기 시편 케이블 고정 클램프부(10)를 상하로 이동시키는 상하 이동부(15) 및, 상기 상하 이동부(15)를 작동시키는 모터(16)로 이루어진 것을 특징으로 하는 케이블 다중형 압입 시험기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 압입자 수직이동부(20)는 수직 이동용 서보모터(21)와, 이에 연결된 볼 스크류(22)와 라이너 볼 슬라이더(23), 상기 볼 스크류(22)에 연결되는 압입자 연결축(24), 이 압입자 연결축(24) 끝단에 설치되어 시편 케이블(1)의 시험부분에 일정한 압력을 가하는 압축 스프링(25)으로 탄발지지된 압입자 보호커버(26) 내에 설치된 압입자(27), 상기 압입자(27)를 통해 시편 케이블(1)에 가해지는 압력을 측정하는 로드셀(28) 및, 수직방향 원점 검출센서(29)와 이 검출센서 작용판(30)으로 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 다중형 압입 시험기.
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