KR101830930B1

KR101830930B1 - 가공송전선로의 복도체 연결구조

Info

Publication number: KR101830930B1
Application number: KR1020160120850A
Authority: KR
Inventors: 오대영
Original assignee: 주식회사 자람앤수엔지니어링
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2018-02-22

Abstract

본 발명은 가공송전선로의 복도체 연결구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압의 가스를 사용하지 않고 구동모터의 회전력만으로 가공송전케이블의 장력을 완화시킬 수 있어 송전철탑의 설치비용을 최소화할 수 있으며, 간단하면서도 송전철탑에의 설치가 용이하고, 장력완화를 위한 작동 요소가 외부로 노출되지 않아 눈, 비 및 먼지 등에 의해 오염되지 않아 오동작이나 작동불능 상태로 되는 일이 없도록 하며, 복도체를 사용하는 가공송전케이블을 안전하게 지지할 수 있게 하는 가공송전선로의 복도체 연결구조에 관한 것이다.

Description

가공송전선로의 복도체 연결구조{A structure for connecting bundled cable of electric power transmission lines}

일반적으로 발전소에서 생성된 전류는 변전소에서 송전에 적합한 고압 전류로 변환하여 지상에 일정 간격을 두고 설치되는 송전철탑에 애자를 통해 절연 상태로 지지되는 가공송전케이블을 통해 송전된다.

송전철탑은 경간(철탑과 철탑 사이의 전선의 지지점 간의 거리)의 길이에 따라 표준 경간에 사용되는 표준철탑(standard tower)과 장경간으로 설치할 수밖에 없는 경우나 기타 표준철탑을 사용할 수 없는 장소에 설치되는 특수철탑으로 구분된다.

표준철탑은 형태상으로 사각 철탑, 방형 철탑, 문형 철탑(Gantry tower), 우두형 철탑, 회전형 철탑, MC(Motor Columbus) 철탑으로 구분된다.

또한, 사용 목적에 따라서 직선 철탑(Straight tower), 각도 철탑(Angle tower), 억류 철탑(Anchor tower), 내장 철탑(Strain tower)으로 구분된다.

우리나라의 경우, 대체로 단경간에 적용되는 표준철탑 중에서도 철탑의 강도를 전선로의 방향과 직각 방향이 같도록 설계한 사각 철탑이 주로 사용되고 있는데, 이는 설계가 용이하고 안전도가 높기 때문이다.

사각 철탑은 하단이 지중에 콘크리트 블록 내에서 앵커재로 고정되는 4개의 주주재(Main Post)와 주주재와, 주주재 사이를 연결하여 보강하는 수평재와 사재, 복재용 보조재와, 주주재에 수평으로 설치되는 복수개의 암(Arm)을 포함하여 구성된다.

이러한 송전철탑을 이용한 가공 송전선로는 교류의 송전선로는 a상, b상 및 c상으로 되는 3상의 가공송전케이블을 1조로 하여 송전하게 되며, 1조의 송전선로를 1회선이라고 한다.

도 12는 2조의 3상 가공송전케이블을 송전철탑에 설치한 예를 보인 것으로, 각 상의 가공송전케이블(La,Lb,Lc)의 양단은 인접하는 송전철탑(T)의 암(A)에 애자(I)를 통하여 절연 상태로 지지된다.

도 12에서는 각 상의 가공송전케이블(La,Lb,Lc)이 1가닥의 소도체로 이루어진 단도체 방식을 도시하고 있으나, 각 상의 가공송전케이블(La,Lb,Lc)이 2가닥 이상의 소도체로 이루어지는 복도체(또는 다도체) 방식으로 구성될 수 있다.

복도체 방식 송전선로는 등가단면적이 넓어서 단도체에 비하여 코로나임계전압이 15∼20% 상승하고, 선로리액턴스가 20∼30%감소하며, 정전용량은 20∼30% 증가하여 전체송전 용량이 20%정도 증가하고, 코로나 방지효과와 표피효과에 의한 저항의 증가가 적기 때문에 전체 허용전류를 높일 수 있다는 장점이 있다.

따라서, 154kV 이하에서는 단도체 방식을, 154kV 이상에서는 복도체 방식을, 345kV 이상에서는 복도체 또는 4도체 방식을, 그리고 765kV 이상에서는 6도체 방식을 사용하고 있다.

이와 같이 송전철탑에 지지되는 가공송전케이블은 기온의 변화에 따라 신축하면서 장력의 변화를 가져오게 된다. 즉, 여름철에는 높은 기온으로 인해 신장되고, 겨울철에는 낮은 기온으로 인해 수축되어 장력의 변화가 발생하게 된다.

따라서, 종래에는 도 11에 도시한 바와 같이, 송전철탑의 암(A)에 장력완화장치(1)를 장착되고, 장력완화장치(1)에 구비된 연결부재(2)에 애자(4)를 통하여 가공송전케이블(3)을 연결하여, 기온이 높으면 가공송전케이블(3)을 당기고 기온이 낮으면 가공송전케이블을 느슨하게 하여 가공송전케이블(3)에 걸리는 장력을 조절하는 송전선로의 케이블 지지대(A)가 사용되고 있다.

그러나, 종래 장력완화장치는 장시간의 사용이나 외력에 의하여 손상을 입기 쉽고, 손상 여부를 즉각적으로 확인할 수 없기 때문에 신속하게 대처할 수 없게 되고, 이에 따라 손상된 상태가 지속되면서 송전에 영향을 주게 되는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에서는 장력완화 또는 장력유지를 위한 작동 요소가 외부로 노출되어 있기 때문에 눈, 비 및 먼지 등에 의하여 오염되어 오동작이나 작동불능 상태로 되어 장력완화 또는 장력유지 동작이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.

따라서, 고압의 가스를 사용하지 않고 구동모터의 회전력만으로 가공송전케이블의 장력을 완화시킬 수 있어 송전철탑의 설치비용을 최소화할 수 있으며, 간단하면서도 송전철탑에의 설치가 용이하고, 장력완화를 위한 작동 요소가 외부로 노출되지 않아 눈, 비 및 먼지 등에 의해 오염되지 않아 오동작이나 작동불능 상태로 되는 일이 없도록 하며, 복도체를 사용하는 가공송전케이블을 안전하게 지지할 수 있게 하는 가공송전선로의 복도체 연결구조를 개발할 필요가 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0809063호(2008.02.25.) '송전선로의 케이블 지지대' 대한민국 특허 등록번호 제10-0978139호(2010.08.19.) '송배전 철탑용 선로 장력유지장치'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 고압의 가스를 사용하지 않고 구동모터의 회전력만으로 가공송전케이블의 장력을 완화시킬 수 있어 송전철탑의 설치비용을 최소화할 수 있으며, 간단하면서도 송전철탑에의 설치가 용이하고, 장력완화를 위한 작동 요소가 외부로 노출되지 않아 눈, 비 및 먼지 등에 의해 오염되지 않아 오동작이나 작동불능 상태로 되는 일이 없도록 하며, 복도체를 사용하는 가공송전케이블을 안전하게 지지할 수 있게 하는 가공송전선로의 복도체 연결구조를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 각각 복수개의 소도체(L11, L12)와 소도체(L21, L22)로 이루어지는 좌측 가공송전케이블(L1) 및 우측 가공송전케이블(L2)을 송전철탑의 암(A)의 좌측 및 우측에 애자(I11, I12, I21, I22)를 통해 절연상태로 지지하는 것으로서, 송전철탑의 암(A)에 장착되는 케이싱(10)과; 상기 케이싱(10)의 내부에 수평으로 회전 가능하게 지지되며, 상기 좌측 가공송전케이블(L1)에 대응하는 좌측 권취부(21)와 상기 우측 가공송전케이블(L2)에 대응하는 우측 권취부(22)를 가지는 권취드럼(20)과; 상기 권취드럼(20)의 좌측 권취부(21)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(21)의 하측에서 좌측으로 인출되는 좌측 와이어로프(30)와; 상기 권취드럼(20)의 우측 권취부(22)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(22)의 상측에서 우측으로 인출되는 우측 와이어로프(40)와; 상기 좌측 와이어로프(30)의 좌측단에 상기 좌측 가공송전케이블(L1)을 연결하는 좌측 케이블 연결수단(50)과; 상기 우측 와이어로프(40)의 우측단에 상기 우측 가공송전케이블(L2)을 연결하는 우측 케이블 연결수단(60)과; 상기 케이싱(10)의 내부에 장착되는 모터본체(71)와, 선단이 전면을 향하는 모터축(72)이 구비된 정역회전 가능한 구동모터(70)와; 상기 구동모터(70)의 회전력을 상기 권취드럼(20)에 전달하는 전동수단(80)과; 상기 케이싱의 내부에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서(90); 및 상기 온도센서(90)의 온도감지신호에 따라 상기 구동모터(70)를 제어하는 제어부(100)를 포함하는 가공송전선로의 복도체 연결구조에 있어서;
상기 좌측 및 우측 케이블 연결수단(50, 60)은 연결판(51, 61)과, 상기 연결판(51, 61)의 중앙에 결합되어 상기 좌측 및 우측 와이어로프(30, 40)가 연결되는 와이어 연결구(52, 62)와, 상기 연결판(51, 61)의 양단부에 결합되는 복수개의 애자 연결구(53, 63)와, 상기 애자(I11, I12, I21, I22)에 결합되어 상기 애자 연결구(53, 63)에 연결되는 복수개의 연결고리(54, 64)를 포함하여 구성되며;
상기 애자(I11, I12, I21, I22)는 상부가 개방된 박스 형상의 애자하우징(200)과, 상기 애자하우징(200)의 개방된 상부를 밀폐하는 애자커버(210)로 이루어지며, 애자커버(210)는 볼트 체결되고, 상기 애자하우징(200)과 애자커버(210)는 고강도 절연성을 갖는 CFRTPC(연속섬유강화열가소성 플라스틱)로 성형되며, 상기 애자커버(210)에는 주입구(220)가 형성되고, 상기 주입구(220)는 주입구마개(230)를 통해 밀폐되며, 상기 애자하우징(200)의 길이방향 양측면 중심에는 후크 형태의 연결고리(54,64)와 걸고리(HK)가 설치되고, 상기 연결고리(54,64)와 걸고리(HK)가 상기 애자하우징(200)으로부터 분리 이탈되지 못하도록 애자하우징(200)의 내부에 배치되는 'ㅓ' 형상의 고정편(240)에 나사결합되는 형태를 가지며, 상기 애자하우징(200) 내부는 내화절연재(300)로 충전되고;
상기 내화절연재(300)는 세라믹 분말 100중량부에 대해, 에틸렌-옥텐 러버(EOR) 10중량부, 1-2mm의 길이로 잘린 폴리프로필렌 필라멘트 6중량부, 디소듐이디티에이 3중량부, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 3중량부, 규화수소 3중량부, 산화나트륨(Na₂O) 4중량부, 이산화규소(SiO₂) 4중량부, 프로필렌아세테이트 5중량부, 폴리에스터 로우 멜팅 화이버 10중량부, 폴리다이아조디페닐아민 5중량부, 아미노프로필트리에톡시실란 5중량부, 지방족 폴리아민 5중량부, 폴리이미드수지 8중량부, 글리세롤 모노스테아레이트 2중량부, 에르소르빈산나트륨 2중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 가공송전선로의 복도체 연결구조를 제공한다.

본 발명에 따르면, 고압의 가스를 사용하지 않고 구동모터의 회전력만으로 가공송전케이블의 장력을 완화시킬 수 있어 송전철탑의 설치비용을 최소화할 수 있으며, 간단하면서도 송전철탑에의 설치가 용이한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가공송전선로의 복도체 연결구조의 바람직한 예를 보인 예시적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 상면에서 본 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 저면에서 본 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 횡단면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다.
도 7은 도 4의 C-C선 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 가공송전케이블의 장력 완화 및 조절 과정을 보인 예시적인 종단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 가공송전선로의 복도체 연결구조를 구현시키는 제어 회로부의 기능블록도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따라 개량된 애자 구조를 보인 예시도이다.
도 12는 일반적인 송전철탑의 예시도이다.
도 13은 종래 기술에 따른 송전선로의 케이블 고정장치를 보인 개요도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 9는 본 발명에 의한 가공송전선로의 복도체 연결구조의 바람직한 실시예를 보인 것이다.

본 실시예는 a상, b상, c상의 가공송전케이블이 2개의 소도체로 이루어진 복도체 방식 송전선로를 예시하는 것이다.

또한, 본 실시예는 a상, b상, c상의 가공송전케이블에 대하여 공통으로 적용되는 것이므로 하나의 상에 대하여 도시 및 설명하기로 한다.

가공송전케이블은 각각 복수개의 소도체(L11, L12)와 소도체(L21, L22)로 이루어져 송전철탑의 암(A)의 좌측 및 우측에 애자(I1, I2)를 통해 절연상태로 지지되는 좌측 가공송전케이블(L1) 및 우측 가공송전케이블(L2)로 이루어진다.

상기 좌측 가공송전케이블(L1)의 소도체(L11) 및 소도체(L12)는 각각 우측 가공송전케이블(L2)의 소도체(L21) 및 소도체(L22)에 점퍼선으로 연결되는 것으로 도면에서는 이에 대한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 "C"는 소도체(L11)와 소도체(L21), 소도체(L12)와 소도체(L22)에 점퍼선을 접속하기 위한 접속구이다.

본 실시예에 따른 가공송전선로의 복도체 연결구조는, 송전철탑의 암(A)에 장착되는 케이싱(10)과; 상기 케이싱(10)의 내부에 수평으로 회전 가능하게 지지되며, 상기 좌측 가공송전케이블(L1)에 대응하는 좌측 권취부(21)와 상기 우측 가공송전케이블(L2)에 대응하는 우측 권취부(22)를 가지는 권취드럼(20)과; 상기 권취드럼(20)의 좌측 권취부(21)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(21)의 하측에서 좌측으로 인출되는 좌측 와이어로프(30)와; 상기 권취드럼(20)의 우측 권취부(22)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(22)의 상측에서 우측으로 인출되는 우측 와이어로프(40)와; 상기 좌측 와이어로프(30)의 좌측단에 상기 좌측 가공송전케이블(L1)을 연결하는 좌측 케이블 연결수단(50)과; 상기 우측 와이어로프(40)의 우측단에 상기 우측 가공송전케이블(L2)을 연결하는 우측 케이블 연결수단(60)과; 상기 케이싱(10)의 내부에 장착되는 모터본체(71)와, 선단이 전면을 향하는 모터축(72)이 구비된 정역회전 가능한 구동모터(70)와; 상기 구동모터(70)의 회전력을 상기 권취드럼(20)에 전달하는 전동수단(80)과; 상기 케이싱의 내부에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서(90); 및 상기 온도센서(90)의 온도감지신호에 따라 상기 구동모터(70)를 제어하는 제어부(100)를 포함하여 구성된다.

상기 케이싱(10)은 하면에 개방되고 하단 가장자리에 결합용 플랜지(11a)가 형성된 상부 케이싱(11)과, 상면이 개방되고 상단 가장자리에 결합용 플랜지(12a)가 형성된 하부 케이싱(12)로 구성되며, 상부 케이싱(11)과 하부 케이싱(12)은 결합용 플랜지(11a, 12a)를 관통하는 결합볼트(13)와 이에 체결되는 결합너트(14)에 의하여 하나로 결합된다.

상기 상부 케이싱(11)의 상면에는 상기 송전철탑의 암(A)이 삽입되는 장착관(15)을 일체로 형성하여 이 장착관(15)에 암(A)을 삽입하고, 장착관(15)과 암(A)을 관통하는 장착볼트(16)와 이에 체결되는 장착너트(17)에 의하여 암(A)에 장착할 수 있도록 구성된다.

상기 권취드럼(20)은 양단에 드럼축(23a, 23b)이 구비된 원통형으로 형성되며, 상기 좌측 권취부(21)와 우측 권취부(22)를 구분하기 위한 중간 플랜지(24)와 전후방 플랜지(25, 26)가 구비된다.

상기 좌측 와이어로프(30)는 우측단이 권취드럼(20)의 전방 플랜지(25) 측에 고정되고 좌측 권취부(21)에 시계방향으로 권취되며, 우측 와이어로프(40)는 좌측단이 권취드럼(20)의 후방 플랜지(26) 측에 고정되고 우측 권취부(22)에 반시계방향으로 권취된다.

좌측 와이어로프(30)와 우측 와이어로프(40)를 좌측 권취부(21)와 우측 권취부(22)에 고정하는 방법은 권취드럼에 와이어로프를 고정하는 통상적인 방법을 사용하므로 이에 대한 도시 및 설명은 생략한다.

상기 좌측 및 우측 케이블 연결수단(50, 60)은 연결판(51, 61)과, 상기 연결판(51, 61)의 중앙에 결합되어 상기 와이어로프(30, 40)가 연결되는 와이어 연결구(52, 62)와, 상기 연결판(51, 61)의 양단부에 결합되는 복수개의 애자 연결구(53, 63)와, 상기 애자(I11, I12, L21, L22)에 결합되어 상기 애자 연결구(53, 63)에 연결되는 복수개의 연결고리(54, 64)를 포함하여 구성된다.

도시된 예에서는 가공송전케이블(L1, L2)이 2개씩의 소도체(L11, L12, L21, L22)로 이루어지는 예를 보인 것으로, 연결판(51, 61)이 막대형으로 형성되고 좌측 애자 연결구(53, 63)와 연결고리(54, 64)가 2개로 구성되어 있으나, 4개씩의 소도체 또는 6개씩의 소도체로 이루어지는 경우에는 연결판(51, 61)을 사각형 또는 육각형으로 형성하고, 애자 연결구(53, 63)와 연결고리(54, 64)를 4개 또는 6개로 구성할 수 있다.

상기 와이어 연결구(52, 62)는 고리부(52a, 62a)와 볼트부(52b, 62b)가 일체로 형성된 아이(I)볼트를 사용하며, 볼트부(52b, 62b)를 연결판(51, 61)의 중앙부에 관통시키고 볼트부(52b, 62b)에 너트(52c, 62c)를 체결하는 것에 의하여 연결판(51, 61)에 결합할 수 있다.

상기 애자 연결구(53, 63)는 반고리부(53a, 63a)와 한 쌍의 볼트부(53b, 63b)가 일체로 형성된 U자형 볼트를 사용하며, 볼트부(53b, 63b)를 연결판(51, 61)의 양단부에 관통시키고 볼트부(53b, 63b)에 너트(53c, 63c)를 체결하는 것에 의하여 연결판(51, 61)에 결합할 수 있다.

이때, 볼트부(53b, 63b)를 연결판(51, 61)에 관통시키기 전에 애자(I11, I12, L21, L22)에 결합되어 있는 연결고리(54, 64)에 애자 연결구(53, 63)를 걸어 끼운 상태에서 볼트부(53b, 63b)를 연결판(51, 61)에 관통시킴으로써 애자 연결구(53, 63)와 연결고리(54, 64)를 연결할 수 있다.

또한, 상기 와이어 연결구(52, 62)에 와이어로프(30, 40)를 연결함에 있어서는 좌측 와이어로프(30)의 좌측단과 우측 와이어로프(40)의 우측단을 와이어 연결구(52, 62)의 고리부(52a, 62a)에 끼우고 구부려서 고리를 만든 다음 클립(55, 65)을 이용하여 와이어로프(30, 40)를 조임으로써 와이어로프(30, 40)와 와이어 연결구(52, 62)를 견고하게 연결할 수 있다.

상기 클립(55, 65)은 와이어로프(30, 40)를 밑에서 감싸는 클립본체(55a, 65a)와 클립본체(55a, 65a)를 관통하는 U자형 볼트(55b, 65b) 및 U자형 볼트(55b, 65b)에 체결되는 조임너트(55c, 65c)로 구성되는 것을 사용할 수 있다.

상기 구동모터(70)는 모터본체(71)에 일체로 형성된 모터베이스(73)를 관통하는 장착볼트(73)를 상부 케이싱(11)의 하면에 체결하는 것에 의하여 장착할 수 있다.

이를 위하여, 상부 케이싱(11)의 하면에는 모터베이스(73)에 대응하는 위치에 상부 케이싱(11)의 여타 부분의 두께보다 두꺼운 마운트부(74)를 일체로 형성할 수 있다.

상기 전동수단(80)은 상기 케이싱(10)의 내부에 회전 가능하게 지지되어 구동모터(70)의 모터축(71)과 일체로 회전하도록 구성되는 제1 웜(81)과, 상기 제1 웜(81)에 맞물리도록 상기 케이싱(10)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제1 웜휠(82)과, 상기 제1 웜휠(82)과 일체로 회전하도록 상기 케이싱(10) 내부에 회전 가능하게 지지되는 제2 웜(83)과, 상기 제2 웜(83)에 맞물림과 아울러 상기 권취드럼(20)과 일체로 회전하도록 상기 케이싱(10)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제2 웜휠(84)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 웜(81)은 구동모터(70)의 모터축(72)과 일체로 형성하거나 별도로 형성하여 통상적인 샤프트 커플러(shaft coupler)에 의하여 일체로 회전하도록 결합할 수 있다.

상기 제1 웜휠(82)과 제2 웜(83)은 일체로 형성하거나 별도로 형성하여 통상적인 키(key) 또는 스플라인(spline) 결합에 의하여 일체로 회전하도록 결합할 수 있다.

상기 제2 웜휠(84)은 상기 권취드럼(20)의 후방측 드럼축(23b)에 고정 결합할 수 있다.

도면에서 "B1"은 모터축(72)을 지지하기 위하여 상부 케이싱(11)에 일체로 형성되는 축받이편이고, "B2"는 상기 제1 웜휠(82)과 제2 웜(83)을 지지하기 위하여 상부 케이싱(11)과 하부 케이싱(12)에 일체로 형성된 축받이이며, "B3"은 드럼축(23)을 지지하기 위하여 하부 케이싱(12)에 일체로 형성된 축받이이고, "B4"는 제2웜(84)의 축(84a)을 지지하기 위하여 하부 케이싱(12)에 일체로 형성된 축받이이다.

상기 축받이(B1)와 모터축(72) 사이, 축받이(B2)와 제2 웜(83) 사이, 축받이(B3)와 드럼축(23) 사이 및 축받이(B4)와 제2 웜휠(84)의 축(84a) 사이에는 각각 메탈부싱(metal bushing)이나 베어링(미도시)을 삽입할 수 있다.

상기 온도감지센서(90)는 상부 케이싱(11)의 내부에 모듈 형태로 고정 설치할 수 있다.

상기 제어부(90)는 콘트롤박스 형태로 구성하여 상부 케이싱(11)의 내부에 설치할 수 있다.

상기 제어부(100)는 온도감지센서(90)에 의하여 감지된 주변온도에 따라 구동모터(70)에 대하여 정회전 명령을 출력하거나 역회전 명령을 출력하도록 구성되는데 연간기온 분포로 보아 중간 기온범위에서는 구동모터(70)에 대하여 정회전 명령이나 역회전 명령을 내리지 않으며, 높은 기온범위에서는 구동모터(70)에 대하여 정회전 명령을 내리고, 낮은 기온범위에서는 구동모터(70)에 대하여 역회전 명령을 내리도록 구성된다.

즉, 제어부(100)는 대체적으로 기온이 중간 기온범위로 유지되는 봄, 가을에는 구동모터(70)는 거의 작동하는 일이 없게 되며, 기온이 높은 기온범위로 유지되는 여름에는 구동모터(70)가 정회전하게 되고, 기온이 낮은 기온범위로 유지되는 겨울에는 구동모터(70)가 역회전하게 되도록 구성된다.

여기서 정회전은 구동모터(70)를 정면에서 보았을 때 반시계방향으로 회전하는 것을 말하며, 역회전은 구동모터(70)를 정면에서 보았을 때 시계방향으로 회전하는 것을 말한다.

상기 구동모터(70)와 온도감지센서(90) 및 제어부(1000)에 필요한 전원은 송전철탑에 설치되어 전류를 생성하는 태양전지유닛(SC)과 태양전지유닛(SC)에서 생성된 전류를 충전하였다가 공급하는 배터리(B)에 의하여 공급받도록 구성할 수 있다.

배터리(B)는 송전철탑의 하부에 설치되는 배전용 캐비닛(미도시) 내에 설치할 수 있다. 또한, 상기 제어부(100)도 배전용 캐비닛 내에 설치할 수도 있다.

배전용 캐비닛에 설치된 배터리(B)의 전원은 송전철탑에 설치되는 전선보호관(미도시)의 내부를 통과하는 전선에 의하여 공급할 수 있다.

여기서는 태양전지유닛과 배터리, 배전용 캐비닛 및 배선 등은 기능 블록도(도 12 참조)로서 도시하고, 설명하며, 기계적인 도시 및 설명은 생략한다.

이하, 가공송전선로의 복도체 연결구조에 의하여 소도체(L11, L12, L21, L22)로 이루어진 가공송전케이블(L1, L2)의 장력을 완화하는 과정을 설명한다.

소도체(L11, L12, L21, L22)로 이루어진 가공송전케이블(L1, L2)은 온도에 따라 신축하게 되는데 과도하게 신장되는 경우 밑으로 처지는 현상이 발생하게 되고, 과도하게 수축되는 경우 장력이 증가하게 되어 송전철탑(T)에 대한 가공송전케이블(L1, L2)의 지지상태가 불안정하게 될 수 있다.

이에 대응하기 위하여 본 발명에서는 권취드럼(20), 좌측 와이어로프(30), 우측 와이어로프(40), 연결수단(50, 60), 구동모터(70)와 전동수단(80), 온도센서(90) 및 제어부(100)에 의하여 가공송전케이블(L1, L2)의 신축을 보상할 수 있다.

도 8의 (a)는 봄, 가을과 같이 중간 기온범위일 때 가공송전케이블(L1, L2)이 정상범위 이상으로 신축하지 않은 상태를 보인 것이고, 도 8의 (b)는 여름과 같이 높은 기온범위일 때 정상범위 이상으로 신장한 가공송전케이블(L1, L2)을 당겨서 가공송전케이블(L1, L2)의 처짐을 보상한 상태를 보인 것이며, 도 8의 (c)는 겨울과 같이 낮은 기온벙위일 때 정상범위 이상으로 수축한 가공송전케이블(L1, L2)을 밀어내어 가공송전케이블(L1, L2)의 장력을 보상한 상태를 보인 것이다.

봄, 가을과 같이 기온이 중간 기온범위에 있는 경우에는 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 권취드럼(20)에 대한 좌, 우측 와이어로프(30, 40)의 감김 정도가 중간 정도로 되어 좌, 우측 와이어로프(30, 40)에 권취드럼(20)에 대하여 더 감길 수 있는 여유와 풀릴 수 있는 여유를 가지는 상태로 유지된다.

여름과 같이 가공송전케이블(L1, L2)을 구성하는 소도체(L11, L12, L21, L22)가 신장될 정도의 높은 기온범위에 있는 경우에는 온도감지센서(90)가 이를 감지하여 온도감지신호를 출력하게 되고, 제어부(100)는 온도감지센서(90)로부터 전달받은 온도감지신소에 따라 정회전(반시계방향 회전) 명령을 출력하게 되며, 구동모터(70)가 정면에서 볼 때 정방향(반시계방향)으로 회전하게 된다.

구동모터(70)가 정면에서 볼 때 반시계방향으로 회전하면, 모터축(72)과 일체로 회전하는 제1 웜(81)이 정면에서 볼 때 반시계방향으로 회전하게 되고, 제1 웜(81)에 맞물려 있는 제1 웜휠(82)이 평면에서 볼 때 시계방향으로 회전하게 되며, 제1 웜휠(82)과 일체로 회전하는 제2 웜(83)이 평면에서 볼 때 시계방향으로 회전하게 되고, 제2 웜(83)에 맞물려 있는 제2 웜휠(84)이 정면에서 볼 때 반시계방향으로 회전하게 된다.

이에 따라 제2 웜휠(84)이 권취드럼(20)의 후방측 드럼축(23b)에 고정 결합되어 있으므로 권취드럼(20)이 반시계방향으로 회전하게 되며, 권취드럼(20)의 좌측 권취부(21)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(21)의 하측에서 좌측으로 인출되어 있는 좌측 와이어로프(30)와 권취부(22)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(21)의 상측에서 우측으로 인출되어 있는 우측 와이어로프(40)가 권취부(21, 22)에 각각 감기게 된다.

좌, 우측 와이어로프(30, 40)가 권취부(21, 22)에 권취됨에 따라 좌, 우측 와이어로프(30, 40)에 각각 연결수단(50, 60)과 애자(I11, I12, I21, I22)를 통해 연결되어 있는 가공송전케이블(L1, L2)을 구성하는 소도체(L11, L12, L21, L22)가 당겨지게 된다.

이에 따라, 신장된 가공송전케이블(L1, L2)을 구성하는 소도체(L11, L12, L21, L22)가 밑으로 처지지 않고 송전철탑(T)의 암(A)에 안정적으로 지지된 상태를 유지하게 된다.

한편, 겨울과 같이 가공송전케이블(L1, L2)을 구성하는 소도체(L11, L12, L21, L22)가 수축될 정도로 낮은 기온 범위에 있는 경우에는 온도감지센서(90)가 이를 감지하여 온도감지신호를 출력하게 되고, 제어부(100)는 온도감지센서(90)의 온도감지신호에 따라 역회전(시계방향 회전) 명령을 출력하게 되며, 구동모터(70)가 정면에서 볼때 역방향(반시계방향)으로 회전하게 된다.

구동모터(70)가 정면에서 볼 때 시계방향으로 회전하게 되면, 모터축(72)과 일체로 회전하는 제1 웜(81)이 정면에서 볼 때 시계방향으로 회전하게 되고, 제1 웜(81)에 맞물려 있는 제1 웜휠(82)이 평면에서 볼 때 반시계방향으로 회전하게 되며, 제1 웜휠(82)과 일체로 회전하는 제2 웜(83)이 평면에서 볼 때 반시계방향으로 회전하게 되고, 제2 웜(83)에 맞물려 있는 제2 웜휠(84)이 정면에서 볼 때 시계방향으로 회전하게 된다.

이에 따라, 제2 웜휠(84)이 권취드럼(20)의 후방측 드럼축(23b)에 고정 결합되어 있으므로 권취드럼(20)이 시계방향으로 회전하게 되며, 권취드럼(20)의 좌측 권취부(21)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(21)의 하측에서 좌측으로 인출되어 있는 좌측 와이어로프(30)와 권취부(22)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(21)의 상측에서 우측으로 인출되어 있는 우측 와이어로프(40)가 권취부(21, 22)에서 각각 풀리게 된다.

좌, 우측 와이어로프(30, 40)가 권취부(21, 22)에 풀림에 따라 좌, 우측 와이어로프(30, 40)에 각각 연결수단(50, 60)과 애자(I11, I12, I21, I22)를 통해 연결되어 있는 가공송전케이블(L1, L2)을 구성하는 소도체(L11, L12, L21, L22)에 대한 견인력이 감소하게 된다.

이에 따라, 수축된 가공송전케이블(L1, L2)을 구성하는 소도체(L11, L12, L21, L22)가 자중에 의하여 처지게 되면서 장력이 완화되어 가공송전케이블(L1, L2)을 구성하는 소도체(L11, L12, L21, L22)가 송전철탑(T)의 암(A)에 안정적으로 지지된 상태를 유지하게 된다,

상기 애자(I11, I12, I21, I22)는 일반적인 세라믹 적층형 구조의 경우 파손되기 쉽고, 설치하기 어렵기 때문에 설치를 쉽게 하면서 절연파괴가 일어나지 않도록 합성수지박스 형태로 개량될 수 있다.

이를 위해, 본 발명에서는 도 10 및 도 11과 같이, 상부가 개방된 박스 형상의 애자하우징(200)과, 상기 애자하우징(200)의 개방된 상부를 밀폐하는 애자커버(210)로 이루어지는데, 애자커버(210)는 볼트 체결되는 형태로 고정될 수 있다.

이때, 상기 애자하우징(200)과 애자커버(210)는 고강도 절연성을 갖는 합성수지인 CFRTPC(연속섬유강화열가소성 플라스틱)로 성형된다.

그리고, 상기 애자커버(210)에는 주입구(220)가 형성되며, 상기 주입구(220)는 주입구마개(230)를 통해 밀폐된다.

또한, 상기 애자하우징(200)의 길이방향 양측면 중심에는 후크 형태의 연결고리(54,64)와 걸고리(HK)가 설치되는데, 상기 연결고리(54,64)는 애자연결구(53,63)와 결속되기 위한 수단이고, 상기 걸고리(HK)는 소도체(L11,L12,L21,L22)와 결속되기 위한 수단이다.

이 경우, 상기 연결고리(54,64)와 걸고리(HK)도 CFRTPC로 성형되며, 상기 애자하우징(200)으로부터 쉽게 분리 이탈되지 않도록 하기 위해 애자하우징(200)의 내부에 배치되는 'ㅓ' 형상의 고정편(240)에 나사결합되는 형태를 갖는다.

즉, 상기 고정편(240)에는 나사체결부(242)가 돌출되며, 상기 연결고리(54,64)와 걸고리(HK)의 단면에는 상당한 깊이로 나사체결홈(244)이 형성된다.

때문에, 고정편(240)은 애자하우징(200)의 내벽면에 밀착되어 강한 버팀력을 제공하고, 나사결합부는 깊게 형성되므로 연결고리(54,64)와 걸고리(HK)는 쉽게 분리 이탈되지 않는다.

이렇게 구성하게 되면 설치하기도 쉽고, 파손도 쉽게 일어나지 않아 효과적이다.

특히, 절연파괴를 막기 위해 상기 애자하우징(200) 내부는 내화절연재(300)로 충전된다.

이때, 상기 내화절연재(300)는 주입구(220)를 통해 주입되며, 주입이 완료되면 주입구(220)는 주입구마개(230)로 밀봉된다.

여기에서, 상기 내화절연재(300)는 세라믹 분말 100중량부에 대해, 에틸렌-옥텐 러버(EOR) 10중량부, 1-2mm의 길이로 잘린 폴리프로필렌 필라멘트 6중량부, 디소듐이디티에이 3중량부, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 3중량부, 규화수소 3중량부, 산화나트륨(Na₂O) 4중량부, 이산화규소(SiO₂) 4중량부, 프로필렌아세테이트 5중량부, 폴리에스터 로우 멜팅 화이버 10중량부, 폴리다이아조디페닐아민 5중량부, 아미노프로필트리에톡시실란 5중량부, 지방족 폴리아민 5중량부, 폴리이미드수지 8중량부, 글리세롤 모노스테아레이트 2중량부, 에르소르빈산나트륨 2중량부로 이루어진다.

이때, 상기 세라믹 분말은 절연기능 강화를 위한 기본성분이며, 상기 에틸렌-옥텐 러버는 충격 특성을 향상시키고 성형 수축을 억제하여 기계적 물성을 증대시키기 위해 첨가된다.

또한, 상기 폴리프로필렌 필라멘트는 폴리프로필렌을 용융방사하여 만든 섬유로서 0.2-0.5㎛의 입경을 가짐이 바람직하고, 길이는 1-2mm를 유지하도록 하여 인장력을 높여 내구성을 증대시키기 위해 첨가되며; 상기 디소듐이디티에이는 일종의 규석으로서 표면에서의 잔류 물질 고착을 저해하고 분해하여 오염을 방지하기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 에틸렌글리콜모노메틸에테르는 접착성을 강화시키기 위해 첨가되며, 부착력을 강하게 하여 내구성을 높이기 위해 첨가되고; 상기 규화수소(silane)는 n개의 규소 원자에 2n+2개의 수소 원자가 결합한 화합물ㆍ탄화수소의 탄소 대신 규소가 결합한 모양으로 접착성과 발수성을 증대시키기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 산화나트륨은 이산화규소와 반응하여 규산염을 형성함으로써 내화도를 높이는 기능을 수행하는데, 특히 산화나트륨은 산화방지기능도 수행하며, 이산화규소는 유리화반응을 통해 쇄상격자를 이루면서 내화성을 높이기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 프로필렌아세테이트는 독성이 낮은 유기용매의 일종이고, 상기 폴리에스터 로우 멜팅 화이버는 0.5mm의 길이를 갖는 단섬유 형태로 사용되며 내구력을 높이기 위해 첨가된다.

또한, 상기 폴리다이아조디페닐아민은 자외선 반응에 따른 부착력 증대를 위해 첨가되며, 상기 아미노프로필트리에톡시실란은 첨가되는 수지와 무기계 난연제의 커플링을 위해 첨가되는 것으로 결합성, 접착성, 표면강도를 높이기 위해 첨가되고, 상기 지방족 폴리아민은 경화를 촉진하기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 폴리이미드수지는 대표적인 내열성 수지로서, 내열성을 증대시키기 위해 첨가되며, 상기 글리세롤 모노스테아레이트는 활제로 첨가되고, 상기 에르소르빈산나트륨은 산화 방지를 위해 첨가된다.

아울러, 절연성은 통전상태 확인 결과 완벽한 절연 기능을 유지하였고, 내화정도는 내화액을 코팅한 다음 건축물의 내장재료 및 구조의 불연성 테스트 방법인 KS F2271에 의해 검측한 결과, 난연 2등급을 만족시켰으므로 충분한 내화성을 확보하고 있는 것으로 확인되었다.

10 : 케이싱 20 : 권취드럼
70 : 구동모터 80 : 전동수단
90 : 온도센서 100 : 제어부

Claims

각각 복수개의 소도체(L11, L12)와 소도체(L21, L22)로 이루어지는 좌측 가공송전케이블(L1) 및 우측 가공송전케이블(L2)을 송전철탑의 암(A)의 좌측 및 우측에 애자(I11, I12, I21, I22)를 통해 절연상태로 지지하는 것으로서, 송전철탑의 암(A)에 장착되는 케이싱(10)과; 상기 케이싱(10)의 내부에 수평으로 회전 가능하게 지지되며, 상기 좌측 가공송전케이블(L1)에 대응하는 좌측 권취부(21)와 상기 우측 가공송전케이블(L2)에 대응하는 우측 권취부(22)를 가지는 권취드럼(20)과; 상기 권취드럼(20)의 좌측 권취부(21)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(21)의 하측에서 좌측으로 인출되는 좌측 와이어로프(30)와; 상기 권취드럼(20)의 우측 권취부(22)에 오른나사식으로 권취되어 권취부(22)의 상측에서 우측으로 인출되는 우측 와이어로프(40)와; 상기 좌측 와이어로프(30)의 좌측단에 상기 좌측 가공송전케이블(L1)을 연결하는 좌측 케이블 연결수단(50)과; 상기 우측 와이어로프(40)의 우측단에 상기 우측 가공송전케이블(L2)을 연결하는 우측 케이블 연결수단(60)과; 상기 케이싱(10)의 내부에 장착되는 모터본체(71)와, 선단이 전면을 향하는 모터축(72)이 구비된 정역회전 가능한 구동모터(70)와; 상기 구동모터(70)의 회전력을 상기 권취드럼(20)에 전달하는 전동수단(80)과; 상기 케이싱의 내부에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서(90); 및 상기 온도센서(90)의 온도감지신호에 따라 상기 구동모터(70)를 제어하는 제어부(100)를 포함하는 가공송전선로의 복도체 연결구조에 있어서;
상기 좌측 및 우측 케이블 연결수단(50, 60)은 연결판(51, 61)과, 상기 연결판(51, 61)의 중앙에 결합되어 상기 좌측 및 우측 와이어로프(30, 40)가 연결되는 와이어 연결구(52, 62)와, 상기 연결판(51, 61)의 양단부에 결합되는 복수개의 애자 연결구(53, 63)와, 상기 애자(I11, I12, I21, I22)에 결합되어 상기 애자 연결구(53, 63)에 연결되는 복수개의 연결고리(54, 64)를 포함하여 구성되며;
상기 애자(I11, I12, I21, I22)는 상부가 개방된 박스 형상의 애자하우징(200)과, 상기 애자하우징(200)의 개방된 상부를 밀폐하는 애자커버(210)로 이루어지며, 애자커버(210)는 볼트 체결되고, 상기 애자하우징(200)과 애자커버(210)는 고강도 절연성을 갖는 CFRTPC(연속섬유강화열가소성 플라스틱)로 성형되며, 상기 애자커버(210)에는 주입구(220)가 형성되고, 상기 주입구(220)는 주입구마개(230)를 통해 밀폐되며, 상기 애자하우징(200)의 길이방향 양측면 중심에는 후크 형태의 연결고리(54,64)와 걸고리(HK)가 설치되고, 상기 연결고리(54,64)와 걸고리(HK)가 상기 애자하우징(200)으로부터 분리 이탈되지 못하도록 애자하우징(200)의 내부에 배치되는 'ㅓ' 형상의 고정편(240)에 나사결합되는 형태를 가지며, 상기 애자하우징(200) 내부는 내화절연재(300)로 충전되고;
상기 내화절연재(300)는 세라믹 분말 100중량부에 대해, 에틸렌-옥텐 러버(EOR) 10중량부, 1-2mm의 길이로 잘린 폴리프로필렌 필라멘트 6중량부, 디소듐이디티에이 3중량부, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 3중량부, 규화수소 3중량부, 산화나트륨(Na₂O) 4중량부, 이산화규소(SiO₂) 4중량부, 프로필렌아세테이트 5중량부, 폴리에스터 로우 멜팅 화이버 10중량부, 폴리다이아조디페닐아민 5중량부, 아미노프로필트리에톡시실란 5중량부, 지방족 폴리아민 5중량부, 폴리이미드수지 8중량부, 글리세롤 모노스테아레이트 2중량부, 에르소르빈산나트륨 2중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 가공송전선로의 복도체 연결구조.