KR101188059B1 - 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법 - Google Patents

나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력케이블 접속공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나선형 코어를 이용한 상온 수축 프리몰드형 접속공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법은, 확장바에 의해 실리콘 프리몰드 내부로 나선형으로 밀착되어 감겨진 나선형 코아를 삽입하는 나선형 코어 삽입단계; 전력케이블을 절단하고 상기 실리콘 프리몰드 및 접속부재를 일측 또는 타측 전력케이블에 삽입하고, 도체를 노출시킨 후 도체슬리브에 의해 양단의 도체를 접속하는 도체 접속단계; 상기 실리콘 프리몰드를 상기 도체 슬리브 상에 위치시키는 실리콘 프리몰드 셋팅단계; 및 상기 실리콘 프리몰드의 내부에 삽입된 나선형 코어의 선단부를 당기어 감겨진 코어를 풀어내면서 상기 실리콘 프리몰드의 내면이 상기 전력케이블 측에 완전히 밀착되도록 접속하는 실리콘 프리몰드 밀착단계;를 포함하여 공정이 이루어질 수 있다.

Description

나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법{CABLE JOINTING METHOD USING SPIRAL CORE}
본 발명은 전력케이블 접속공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나선형 코어를 이용한 상온 수축 프리몰드형 접속공법에 관한 것이다.
초고압 전력케이블의 중간 접속 공법은 케이블 종류 및 규격에 따라 다양한 공법들이 개발되고 시행되고 있다.
근래에는 XLPE 초고압 케이블 접속공법에서 상온 수축 실리콘 프리몰드를 이용한 접속이 시행되고 있는 데, 이는 접속시간의 단축과 전기적인 특성이 우수하여 초고압 케이블 접속 공법으로 주로 사용되고 있다.
종래에는 고무재의 실리콘 프리몰드의 내부에 길이방향으로 관통공을 형성하여 케이블을 삽입하여 고정하도록 하는데, 실리콘 프리몰드의 관통공에 삽입되는 케이블의 직경이 관통공의 직경보다 큰 경우에는 관통공에 바로 삽입하기가 어려워서 미리 실리콘 프리몰드를 확관된 상태로 만든 다음 케이블을 삽입하도록 한다.
실리콘 프리몰드를 확관하기 위한 확관부재를 미리 실리콘 프리몰드의 관통공에 삽입하여 확관시키는데, 확관부재의 직경은 실리콘 프리몰드 관통공의 직경보다 어느 정도 크게 형성되고, 내부에 관통공이 형성된 구조이다.
확관부재를 실리콘 프리몰드의 관통공에 삽입하여 확관한 상태에서, 케이블을 확관부재의 관통공에 삽입한 다음 확관부재를 분리하면 확관된 실리콘 프리몰드가 축소되면서 케이블과 밀착되어 고정된다.
하지만, 외경이 실리콘 프리몰드의 내경 보다 큰 확관부재를 실리콘 프리몰드 내부로 삽입하는 것은 그리 쉬운 공정이 아니어서 확관부재를 삽입한 상태의 실리콘 프리몰드를 제공한다는 것이 어려운 과제로 남게 된다.
이러한 어려운 문제를 해결하기 위해 종래에는 확관기술을 사용하여 실리콘 프리몰드 내부로 확관부재를 삽입한 제품이 공장 등에서 조립품으로 생산되어 납품되고, 납품된 확관부재를 이용하여 현장에서 전력케이블의 접속공정에 그대로 이용하고 있다.
하지만, 확관부재는 전력케이블의 접속전에 미리 실리콘 프리몰드 내부에 삽입된 상태로 놓여지므로, 장시간 사용되지 않은 상태에서 전력케이블의 접속이 이루어져 장시간 방치된 실리콘 프리몰드를 사용하면 전력케이블을 실리콘 프리몰드 안에 삽입후 확관부재를 분리하더라도 실리콘 프리몰드의 탄성복원력이 감소되어 삽입된 전력케이블과의 결합력이 저하되는 문제가 발생되고 이는 곧 초고압 전력계통의 품질 저하로 귀결될 수 있는 문제점을 안고 있게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상온 수축 프리폴드형 초고압 전력케이블의 접속공법을 제공하고자 한다.
또한, 초고압 전력케이블의 접속을 원활하고 신속하게 하여 초고압 전력케이블의 접속 공정을 간편하게 하고 전기적 특성을 향상시키는 데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법은, 확장바에 의해 실리콘 프리몰드 내부로 나선형으로 밀착되어 감겨진 나선형 코아를 삽입하는 나선형 코어 삽입단계; 전력케이블을 절단하고 상기 실리콘 프리몰드 및 접속부재를 일측 또는 타측 전력케이블에 삽입하고, 도체를 노출시킨 후 도체슬리브에 의해 양단의 도체를 접속하는 도체 접속단계; 상기 실리콘 프리몰드를 상기 도체 슬리브 상에 위치시키는 실리콘 프리몰드 셋팅단계; 및 상기 실리콘 프리몰드의 내부에 삽입된 나선형 코어의 선단부를 당기어 감겨진 코어를 풀어내면서 상기 실리콘 프리몰드의 내면이 상기 전력케이블 측에 완전히 밀착되도록 접속하는 실리콘 프리몰드 밀착단계;를 포함하여 공정이 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 확장바는 제1 외경을 갖으며 봉 타입의 삽입시단부와, 상기 제1 외경 보다 큰 제2 외경과 소정 크기의 내경을 갖으며 상기 실리콘 프리몰드의 내경을 확장시키며 삽입되는 봉 타입의 확장부와, 상기 삽입시단부와 상기 확장부 사이에 형성되는 소정의 슬로프를 갖는 경사부를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 나선형 코아 삽입단계는, 상기 확장바의 삽입시단부를 상기 실리콘 프리몰드 내경내로 삽입시키는 삽입단계; 상기 삽입시단부의 선단면에 형성된 암나사 탭에 로드 바를 연결시켜 유압이나 공기압에 의해 상기 확장바를 끌어내는 유압인출단계; 상기 로딩단계 중에 상기 확장부의 내경 내로 상기 나선형 코어를 위치시키는 코어 셋팅 단계; 및 상기 확장부가 상기 실리콘 프리몰드 내부로 삽입되어 가면서 상기 실리콘 프리몰드의 내경이 확장되고, 상기 실리콘 프리몰드 끝단까지 상기 나선형 코어가 위치되면서 상기 확장바가 상기 실리콘 프리몰드로부터 이탈되는 확장바 이탈단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 상온 수축 프리폴드형 초고압 전력케이블의 접속공법을 제공함으로써 초고압 전력케이블의 접속을 원활하고 신속하게 하여 초고압 전력케이블의 접속 공정을 간편하게 하고 전기적 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법의 공정순서를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법에 사용되는 확장장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법에 사용되는 확장바의 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 실리콘 프리몰드의 내경을 확장시키는 공정과 실리콘 프리몰드의 내부로 나선형 코어를 안착시키는 공정순서를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법의 공정순서 및 그에 사용되는 확장바의 구조와 그에 따른 작용효과에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법의 공정순서를 도시한 것이다.
먼저, 양측의 전력케이블(110a, 110b)은 절단되어 도체, 절연층(111a) 및 반도전층(111b)이 노출된 상태에 놓인다.
절단된 전력케이블(110a, 110b)에는 접속전에 실리콘 프리몰드(113), 외부보호동관(미도시) 등이 삽입된다.
이 상태에서 (a)에 도시된 바와 같이, 동재질로 이루어진 도체슬리브(112)가 양쪽 전력케이블(110a, 110b)에서 노출된 도체를 접속시키고 압축된다.
이후, (b)에 도시된 바와 같이 나선형 코어(114, Spiral Core)가 내장된 실리콘 프리몰드(113)가 접속을 위한 정위치로 셋팅된다.
(b)와 같이 실리콘 프리몰드(113)가 정위치에 셋팅된 상태에서, (c)에 도시된 바와 같이 실리콘 프리몰드(113)를 벗어나 있는 나선형 코어(114)의 한쪽 끝을 손으로 잡고 당기면 당기는 측의 반대쪽의 나선형 코어(114)부터 풀리게 된다.
나선형 코어(114)가 풀린 부분은 실리콘 프리몰드(113)의 탄성복원력에 의해 전력케이블(110a)측으로 수축되어 완전히 밀착되게 된다.
계속해서 나선형 코어(114)를 완전히 풀어 실리콘 프리몰드(113)로부터 완전 이탈되면 (d)에 도시된 바와 같이 실리콘 프리몰드(113)는 전력케이블(110a, 110b)에 수축되어 완전히 밀착되어 결합된다.
실리콘 프리몰드(113)는 탄성력이 우수하여 접속전에는 D1의 외경을 갖으며, 나선형 코어(114)가 완전히 풀리게 되면 수축되어 접속후에는 D2의 외경을 갖게 된다(D1>D2).
실리콘 프리몰드(113)의 내경 확장 및 확장된 내경에 나선형 코어(114)를 내장시키는 공정은 접속현장에서 직접 이루어지므로, 공장 등에서 조립하여 장시간 방치되는 경우에 발생할 수 있는 실리콘 프리몰드(113)의 탄성복원력 저하의 문제가 발생되지 않아 전력케이블에 완전히 밀착되어 실리콘 프리몰드(113)와 전력케이블간의 결합력을 최대한 높일 수 있고 이는 곧 케이블과 프리몰드간의 계면 전계특성을 향상시켜 초고압 전력 계통의 품질을 향상시키게 된다.
이하에서는 실리콘 프리몰드(113)의 내경확장과 확장된 내경으로 나선형 코어(114)를 삽입 및 위치시키는 장치 및 공정을 도 2 내지 도 5를 통해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법에 사용되는 확장장치의 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 프리몰드(113)의 확장장치는 상부 및 하부 그리고 측면을 이루는 사각의 프레임(211)이 기본 베이스를 형성한다.
사각의 프레임(211) 상단에는 확장바(212)가 거치되는 거치대(213)와, 실리콘 프리몰드(113)가 거치되는 거치대(214)와, 실리콘 프리몰드(113)가 밀리지 않도록 실리콘 프리몰드(113)가 결합되는 치구(219)와 치구(219)가 부착된 실리콘 프리몰드 고정대(215)와, 반대측부에는 압력에 의한 왕복운동이 가능하도록 하는 압력지지대(216)와, 압력지지대(216)의 일측에 형성된 실린더(221)와, 실린더(221) 내부로 왕복운동하는 로드바(220)를 포함하여 이루어지며, 로드바(220)는 도시되지 않은 압력부가장치에 연결된다. 압력부가장치는 공압식장치 또는 유압식장치가 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법에 사용되는 확장바의 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 확장바(212)는 금속재 또는 합성수지재로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 일반구조용 압연강재(SS400)로 이루어질 수 있다.
확장바(212)는 제1 외경을 갖으며 실리콘 프리몰드(113) 내경으로 1차적으로 삽입되는 원통형의 봉 타입의 삽입시단부(321)와, 제1 외경 보다 큰 제2 외경을 갖으며 나선형 코아(323)가 삽입되는 소정 크기의 내경을 갖는 코아삽입부(325)가 형성되고, 실리콘 프리몰드(113)의 내경을 확장시키며 삽입되는 원통형의 봉 타입의 확장부(323)와, 삽입시단부(321)와 확장부(323) 사이에 형성되는 소정의 슬로프를 갖는 경사부(322)로 이루어질 수 있다.
코아삽입부(325)는 나선형 코아(114, Spiral Core)가 삽입될 수 있는 내경을 가지며 나선형 코아(114)의 길이에 비례한 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
삽입시단부(321)의 선단부 면에는 로드바(220)와 연결될 수 있는 아이볼트(217)가 체결될 수 있도록 암나사 탭(324)이 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5를 통해서 본 발명에 따른 실리콘 프리몰드의 확장바와 확장장치에 의해 실리콘 프리몰드를 확장하는 공정과 나선형 코아를 삽입하는 공정을 설명한다.
먼저, (A)를 참조하면 실린더(221)는 압력부가장치(미도시)에 압력호스에 의해 연결되며, 실리콘 프리몰드(113)는 실리콘 프리몰드 고정대(215)에 고정된 상태로 확장바(212)의 삽입시단부(321)가 실리콘 프리몰드(113) 내부로 삽입되고, 삽입된 확장바(212)의 선단부는 압력부가장치에 의해 길게 인출된 로드바(220)에 후크(218)와 아이볼트(217)에 의해 연결된다.
다음으로 (B)를 참조하면, (A)의 상태에서 로드바(220)에 의해 확장바(212)가 도시된 우측 수평방향으로 이동되는 상태에서 확장바(212)의 경사부(222)가 실리콘 프리몰드(113)의 시작부에 위치하면 나선형 코아(114)를 삽입시킨다.
이때 나선형 코아(114)는 확장바(212) 내부로 완전히 삽입되지 않고 선단부의 일부가 노출된 상태에 위치된다. 이는 도 1의 (c) 공정시 나선형 코아(114)를 풀어내기 위한 것이다.
다음으로 (C)를 참조하면, 계속하여 압력부장치에 의해 로드바(220)는 도시된 우측 수평방향으로 끌어당기게 되고 로드바(220)에 연결된 확장바(212) 및 확장바(212) 내부에 삽입된 나선형 코아(114)도 함께 우측 수평방향으로 이동하게 된다. 이런 과정속에서 실리콘 프리몰드(113)의 내측으로 확장바(212)의 삽입시단부(321), 경사부(322) 및 확장부(323)가 연속하여 삽입되고 실리콘 프리몰드(113)는 확장부(323)의 외경만큼 그 내경이 확장된다.
실리콘 프리몰드(113) 내부로 삽입된 확장부(323) 뒤로는 선단부가 노출된 나선형 코아(114)가 삽입되며, 나선형 코아(114)는 실리콘 프리몰드(113)에 로딩된 상태이고 고정된 상태가 아니므로 실리콘 프리몰드(113)로부터 확장부(323)가 빠져나가면서 재수축되고 재수축은 나선형 코아(114)를 수축하여 나선형 코아(114)에 완전 밀착된다.
나선형 코아(114)에 실리콘 프리몰드(113)가 수축되면서 밀착되는 시점에 나선형 코아(114)는 실리콘 프리몰드(113) 내부에 안착되게 된다.
다음으로 (D)를 참조하면, (C)공정의 계속에 의해 확장바(212)의 선단부가 실리콘 프리몰드(113)로부터 완전 이탈하게 되고, 나선형 코아(114)는 실리콘 프리몰드(113)의 재수축에 의해 실리콘 프리몰드(113) 내부에 안착된 상태로 남아 있게 된다.
끝으로 (E)를 참조하면 확장장치로부터 실리콘 프리몰드(113)를 빼면 내경이 확장되고, 그 내부에 나선형 코아(114)가 삽입된 완제품인 실리콘 프리몰드(113)를 조립할 수 있게 되며, 이 실리콘 프리몰드(113)를 도 1에서와 같이 접속용으로 이용할 수 있도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110a, 110b : 전력케이블 111a : 절연층
111b : 반도전층 112 : 도체슬리브
113 : 실리콘 프리몰드 114 : 나선형 코어
211 : 프레임 212 : 확장바
213, 214 : 거치대 215 : 실리콘 프리몰드 고정대
216 : 로드바 압력지지대 217 : 아이볼트
218 : 후크 219 : 치구
220 : 로드바 221 : 실린더
321 : 삽입시단부 322 : 경사부
323 : 확장부 324 : 암나사 탭
325 : 코아삽입부

Claims (3)

  1. 확장바에 의해 실리콘 프리몰드 내부로 나선형으로 밀착되어 감겨진 나선형 코아를 삽입하는 나선형 코어 삽입단계;
    전력케이블 절단, 상기 실리콘 프리몰드 및 접속부재를 전력케이블에 삽입, 도체 노출 및 도체슬리브에 의한 양단 도체 접속의 도체 접속단계;
    상기 실리콘 프리몰드를 도체 슬리브 상에 위치시키는 프리몰드 셋팅단계;
    상기 실리콘 프리몰드의 내부에 삽입된 나선형 코어의 선단부를 당기어 감겨진 코어를 풀어내면서 상기 실리콘 프리몰드의 내면이 상기 전력케이블 측에 완전히 밀착되도록 접속하는 실리콘 프리몰드 밀착단계;를 포함하고,
    상기 나선형 코아 삽입단계는, 상기 확장바의 제1 외경을 갖는 삽입시단부를 상기 실리콘 프리몰드 내로 삽입시키는 삽입단계; 상기 삽입시단부의 선단면에 형성된 탭에 로드 바를 연결시켜 압력에 의해 상기 확장바를 끌어내는 유압인출단계; 제1 외경 보다 큰 제2 외경를 갖는 확장부의 내경 내로 상기 나선형 코어를 위치시키는 코어 셋팅 단계; 및 상기 확장부가 상기 실리콘 프리몰드 내부로 삽입되면서 상기 실리콘 프리몰드의 내경이 확장되고, 상기 실리콘 프리몰드 끝단까지 상기 나선형 코어가 위치되면서 상기 확장바가 상기 실리콘 프리몰드로부터 이탈되는 확장바 이탈단계;를 포함하는, 나선형 코어를 이용한 케이블 접속공법.
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  3. 삭제
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