KR101897694B1 - 친환경 송전 및 배전 시스템 - Google Patents

Abstract

친환경 송전 및 배전 시스템이 제공된다. 상기 친환경 송전 및 배전 시스템은 기능성 애자와 안테나가 포함된 송전탑에 있어서, 상기 안테나는 상기 송전탑에 설치되어, 상기 송전탑과 연결된 송전 선로에서 발생하는 전자파를 포집하고, 상기 기능성 애자는 본체, 기능성 모듈 및 연결부를 포함하며, 상기 본체는, 내부에 수용공간을 포함하는 프레임, 및 상기 프레임 외측면에 고정되며 원형 구조의 날개가 서로 이격되어 적층되는 애자날개를 포함하며 상기 수용공간에 수납되는 상기 기능성 모듈은, 대기중으로 승화되는 기능성 물질, 및 상기 기능성 물질을 수납하는 케이스를 포함하고, 상기 본체의 일 면에 고정되는 상기 연결부는 상기 프레임 일 면으로부터 돌출되며, 배전 선로 방향으로 연장되는 관통심재, 상기 관통심재를 상기 프레임 일 면에 고정하는 고정대, 및 상기 관통심재와 상기 배전 선로를 체결하는 체결대를 포함하고, 상기 기능성 물질을 수납하는 상기 케이스의 상부 캡은 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 금속층, 상기 제1 열팽창 계수보다 낮은 제2 열팽창 계수를 갖고, 상기 제1 금속층 상에 배치되는 제2 금속층, 및 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층을 관통하는 방출홀(emission hole)을 포함하고, 상기 프레임은 외면에 개구되어 승화된 상기 기능성 물질이 상기 프레임 외부로 방출되도록 유로를 제공하는 통기구를 포함하여, 승화된 상기 기능성 물질이 상기 방출홀을 통해 상기 케이스 내부로부터 방출되어 상기 프레임의 상기 수용공간 내에 제공되고, 상기 수용공간 내의 승화된 상기 기능성 물질은 상기 통기구를 통해 상기 프레임 밖으로 배출되는 것을 포함할 수 있다.

Description

친환경 송전 및 배전 시스템{Eco-friendly Distribution Line and Distribution System}

본 발명은 송전 및 배전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기능성 애자와 안테나가 포함되어 조류 및 해충의 접근을 차단하며, 송전탑에서 발생하는 전자파를 차폐할 수 있는 친환경 송전 및 배전 시스템에 관련된 것이다.

일반적으로 송전 시스템은 변전소에서 송신된 고압의 전류를 가정 및 기업 등 수용가에 분배하는 배전 선로를 포함하는 송전설비 일체를 의미한다.

이때 송전탑 또는 전주 상단에 조류 및 해충이 둥지를 틀어 놓으면, 상기 조류 둥지의 나뭇가지, 볏집, 철사 등 도체물질과 고압의 전압이 합선되어 전기 사고가 발생할 수 있다.

또한 상기 배전 선로에 조류 배설물이 묻을 경우, 상기 조류의 배설물 중 칼륨(K)성분이 비 또는 수증기에 용해되어 상기 배전 선로의 부식을 가속화 시킬 수 있다.

이러한 전기 사고 및 부식은 배전 선로를 통하는 전력이 단전되는 원인이 되며, 상기 단전으로 인하여 생산 활동중인 기업 및 주거지역 등 수용가에 전력이 차단되는 피해가 발생하게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위해 한전에서는 상당한 인력과 비용을 지불하여 조류 퇴치 및 조류 둥지 제거를 위한 추가업무를 수행하고 있다. 일례로, 상기 송전탑 또는 전주에 버드 스파이크를 설치하는 경우도 있지만, 상기 버드 스파이크는 투자비용 대비 효과가 미미할 뿐 만 아니라 도시미관을 헤칠 수 있고, 오염 및 난반사를 유발하여 사고를 유발하는 문제를 야기하기도 한다.

한편, 상기 배전 선로에서 발생되는 전자파는 인체 및 전자기기에 악영향을 끼칠 수 있다. WTO에 따르면, 500kV의 송전선에서 이격거리 91m의 경우에 0.14~0.3마이크로테슬라의 전자파가 발생한다고 한다. 이는 735kV의 송전전압을 사용하는 우리나라의 경우 110m에서 0.3마이크로테슬라의 전자파가 발생한다고 볼 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 전자파에 대한 안전규정을 마련하고 환경 유해인자등에 대한 역학조사를 실시하고 있으나 아직 명확한 기준과 규정이 마련되고 있지 않은 상태이다.

따라서 조류 퇴치 기능 및 전자파 포집 기능을 갖는 배전 선로의 개발이 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 조류 및 해충의 접근을 차단하는 기능성 물질을 함유하는 친환경 송전 및 배전 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 송전탑과 연결된 송전 선로에서 발생하는 전자파를 포집하는 친환경 송전 및 배전 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 조류가 접근했을 경우에 기능성 물질을 작동시켜 효율적으로 조류 및 해충의 접근을 차단하는 친환경 송전 및 배전 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 친환경 송전 및 배전 시스템을 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 기능성 애자와 안테나가 포함된 송전탑에 있어서, 상기 안테나는 상기 송전탑에 설치되어, 상기 송전탑과 연결된 송전 선로에서 발생하는 전자파를 포집하고, 상기 기능성 애자는 본체, 기능성 모듈 및 연결부를 포함하며, 상기 본체는, 내부에 수용공간을 포함하는 프레임, 및 상기 프레임 외측면에 고정되며 원형 구조의 날개가 서로 이격되어 적층되는 애자날개를 포함하며 상기 수용공간에 수납되는 상기 기능성 모듈은, 대기중으로 승화되는 기능성 물질, 및 상기 기능성 물질을 수납하는 케이스를 포함하고, 상기 본체의 일 면에 고정되는 상기 연결부는 상기 프레임 일 면으로부터 돌출되며, 배전 선로 방향으로 연장되는 관통심재, 상기 관통심재를 상기 프레임 일 면에 고정하는 고정대, 및 상기 관통심재와 상기 배전 선로를 체결하는 체결대를 포함하고, 상기 기능성 물질을 수납하는 상기 케이스의 상부 캡은 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 금속층, 상기 제1 열팽창 계수보다 낮은 제2 열팽창 계수를 갖고, 상기 제1 금속층 상에 배치되는 제2 금속층, 및 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층을 관통하는 방출홀(emission hole)을 포함하고, 상기 프레임은 외면에 개구되어 승화된 상기 기능성 물질이 상기 프레임 외부로 방출되도록 유로를 제공하는 통기구를 포함하여, 승화된 상기 기능성 물질이 상기 방출홀을 통해 상기 케이스 내부로부터 방출되어 상기 프레임의 상기 수용공간 내에 제공되고, 상기 수용공간 내의 승화된 상기 기능성 물질은 상기 통기구를 통해 상기 프레임 밖으로 배출되는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 애자는 상기 본체 내부에 수납되는 전원부를 추가로 포함하며, 상기 전원부는, 상기 고정대와 상기 프레임의 상기 일 면 사이에 삽입되는 압전소재, 및 상기 압전소재와 연결되며, 상기 상부 캡과 접촉하는 히팅전극을 포함하되, 상기 배전 선로가 움직이면 상기 압전소재가 전기에너지를 생성하고, 상기 히팅전극은 상기 전기에너지를 공급받아 상기 케이스의 상기 상부 캡을 가열하고, 상기 가열로 인해 상기 상부 캡에 위치한 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층에 열변형이 발생되며, 상기 열변형으로 인해 상기 방출홀의 외경이 증가하여, 상기 기능성 물질의 방출이 활성화되는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전원부는, 상기 압전소재에서 발생된 상기 전기에너지를 저장하는 축전기; 및

상기 축전기와 연결되어 상기 축전기에 저장된 상기 전기에너지를 상기 히팅전극으로 전송하는 것을 제어하는 제어부를 추가로 포함하되, 상기 제어부는 유선 또는 무선의 통신수단을 포함하여, 외부에서 상기 히팅전극을 제어하여 상기 방출홀의 외경을 조절하는 것을 포함하는 기능성 애자와 전자파를 차폐할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 안테나는 고분자 물질을 방사 방법에 의해 직조한 섬유층, 및 상기 섬유층 일면에 적층된 도전성 금속층을 추가로 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 섬유층을 방사하는 방법으로 전기방사법(electrospinning), 전기분사법 (electrospray) 및 원심전기방사(centrifugal electrospinning) 법 중 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 금속층의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 친환경 송전 및 배전 시스템은 기능성 애자와 안테나가 포함된 송전탑에 있어서, 상기 안테나는 상기 송전탑에 설치되어, 상기 송전탑과 연결된 송전 선로에서 발생하는 전자파를 포집하고, 상기 기능성 애자는 본체, 기능성 모듈 및 연결부를 포함할 수 있다. 이를 통해 조류 및 상기 해충의 접근으로 인한 전기 사고를 예방할 수 있으며, 상기 조류가 배출하는 배설물로 인해 상기 애자 구조가 부식되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 안테나를 통해 상기 송전 선로에서 발생되는 전자파를 포집하여, 상기 전자파로 인하여 인체 및 전자기기에 주는 피해를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기능형 애자 및 안테나가 포함된 송전탑을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기능성 모듈을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조류 기피제의 방출을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열변형이 발생하였을 때 조류 기피제의 방출을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기능성 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기능형 애자 및 안테나가 포함된 송전탑을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 단면도이고 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기능성 모듈을 설명하기 위한 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 친환경 송전 및 배전 시스템은 조류 및 해충의 접근을 방지하는 기능성 애자(1000)를 포함하여 상기 조류 및 상기 해충의 접근으로 인한 전기 사고를 예방할 수 있다.

구체적으로 기능성 애자(1000)는 기능성 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 기능성 모듈(300)은 내부의 상기 조류 또는 상기 해충의 접근을 막는 기능성 물질(310)이 수납될 수 있다. 상기 기능성 물질(310)은 상기 방출홀(H)를 통해 상기 케이스(110) 내부에 분포되고, 상기 분포된 기능성 물질(310)은 상기 통기구(150)를 통해 상기 프레임(100) 밖으로 배출될 수 있다.

이를 통해, 상기 기능성 애자(1000)는 상기 송전탑(P) 주변에 상기 조류의 접근을 막아 상기 조류 및 상기 조류의 배설물로 인해 발생될 수 있는 누전, 합선등의 전기 사고를 예방할 수 있으며, 상기 조류가 배출하는 배설물로 인해 상기 송전탑 및 상기 애자 구조가 부식되는 것을 방지할 수 있다. 아울러 기존에 조류의 접근을 막기 위하여 설치된 버드 스파이크(bird spike)의 경우, 도시 미관을 해치는 단점이 있었으나, 상기 기능성 애자(1000)를 통하여 도시 미관을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 기능성 애자(1000)에 전원부(400)를 추가하여, 상기 배전 선로(L)의 움직임으로 전기에너지를 생성하고, 이를 열에너지로 전환하여 상기 상부 캡(331)에 공급할 수 있다.

이를 통해, 상기 배전 선로(L)에 상기 조류가 접근한 경우, 상기 상부 캡(331)을 가열하여, 상기 기능성 물질(310)을 추가로 방출하여 효과적으로 상기 조류의 접근을 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 친환경 송전 및 배전 시스템은 전자파를 포집하는 안테나(500)를 더 포함하며, 이를 통해 상기 전자파로 인한 환경오염을 저감할 수 있다.

이하 도 1내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 친환경 송전 및 배전 시스템의 구성이 설명된다.

도1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 제1 실시 예에 따른 친환경 송전 및 배전 시스템은 기능성 애자(1000), 및 안테나(500)를 포함할 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 설명하기로 한다.

상기 기능성 애자(1000)는 본체(100), 연결부(200), 기능성 모듈(300) 및 전원부(400)를 포함할 수 있다.

상기 본체(100)는 상기 기능성 애자(1000)의 프레임으로서 기능할 수 있으며, 내부에 상기 기능성 모듈(300)을 보관하기 위한 소정의 공간을 제공할 수 있다. 이를 위하여 상기 본체(100)는 프레임(110), 및 애자날개(130)를 포함할 수 있다.

상기 프레임(110)은 상기 애자 구조의 프레임으로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(110)은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한 상기 프레임(110) 내부는 소정의 크기를 갖는 수용공간을 제공할 수 있으며, 상기 수용공간에 상기 기능성 모듈(300)을 보관할 수 있다.

실시 예에 따르면. 상기 프레임(110)의 일 면에는 후술할 기능성 물질(310)이 상기 프레임(110) 외부로 방출되도록 유로를 제공하는 통기구(150)를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 통기구(150)는 상기 프레임(110) 상부, 하부, 측면 중 어느 한 곳 이상에 위치하여 상기 프레임(110)을 관통하는 통로를 제공할 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 통기구(150)들은 소정의 간격으로 이격되며, 상기 프레임(110)의 상부 혹은 측면부를 둘러싸는 원 형상으로 배열될 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 프레임(110)의 상부 또는 측면에는 상기 애자날개(130)를 고정할 수 있으며, 상기 애자날개(130)가 고정된 면과 수직되는 면에는 후술할 관통심재(230)를 고정하기 위한 소정의 관통구멍을 제공할 수 있다.

상기 애자날개(130)는 상기 애자의 표면적을 넓혀 절연기능을 향상하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 애자날개(130)는 절연성이 우수한 소재를 사용하여 제작할 수 있으며, 구체적으로 자기, 유리, 폴리머 및 CFRP 중 어느 하나 이상의 소재를 혼합하여 제작할 수 있다.

상기 애자날개(130)는 도 2 내지 도 3에서 도시된 바와 같이 상기 프레임(110)의 상부 혹은 측면 중, 상기 프레임(110)이 상기 배전 선로(L)와 연결된 방향과 수직한 면으로부터 돌출될 수 있다. 예를 들어 상기 도 2 내지 도 3에서 개시된 바와 같이 상기 배전 선로(L)가 상기 프레임(110)을 기준으로 Z축 방향으로 이격된 경우, 상기 프레임(110)의 측면, 다른 관점에서 XY평면 방향으로 돌출될 수 있고, 도면에 개시되지 않았으나 상기 배전 선로(L)가 상기 프레임(110)을 기준으로 X 또는 Y방향으로 이격된 경우, 상기 프레임(110)의 상부, 다른 관점에서 YZ 또는 XZ 평면 방향으로 돌출될 수 있다. 이는 상기 애자날개(130)는, 상기 배전 선로(L)와 상기 본체(100)가 연결된 방향과 수직한 방향으로 돌출되어야 상기 배전 선로(L)와 간섭되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 애자날개(130)가 돌출되는 면적을 넓힐 수 있기 때문이다.

상기 연결부(200)는 상기 본체(100)와 상기 배전 선로(L)를 연결하는 역할을 수행할 수 있으며, 이를 위하여 체결대(210), 관통심재(230) 및 고정대(250)를 포함할 수 있다.

상기 체결대(210)는 상기 배전 선로(L)를 에워싸며, 이를 통해 상기 배전 선로(L)에 고정될 수 있다.

상기 관통심재(230)는 상기 프레임(110) 구조 외측으로부터 돌출되며, 상기 배전 선로(L)가 위치한 방향으로 연장될 수 있다. 구체적으로, 상기 관통심재(230)의 일 면은 상기 프레임(110)의 일 면 중, 과 상기 프레임(110)과 상기 배전 선로(L)가 마주 보는 면에 고정되고, 상기 프레임(110)에 고정되지 않은 다른 일 면은 상기 체결대(210)에 고정될 수 있다. 이를 통해 상기 관통심재(230)는 상기 프레임(110)을 상기 배전 선로(L)에 연결하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 고정대(250)는 상기 프레임(110) 내면에 위치하여 상기 관통심재(230)를 상기 프레임(110)에 체결하는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로 상기 고정대(250)는 상기 프레임(110)의 내면 중 상기 프레임(110)과 상기 관통심재(230)가 접하는 면에 위치하여, 상기 프레임(110) 일 면에 상기 관통심재(230)가 고정할 수 있도록 결합력을 제공할 수 있다. 이를 통해 상기 프레임(110)은 상기 배전 선로(L)와 연결될 수 있다.

상기 기능성 모듈(300)은 상기 기능성 애자(1000)에 접근하는 조류 및 상기 해충을 차단하는 역할을 수행할 수 있으며, 이를 위하여 기능성 물질(310) 및 케이스(330)를 포함할 수 있다.

상기 기능성 물질(310)은 상기 조류 및 상기 해충의 접근을 차단할 수 있는 화학물질로 되어있으며, 승화를 통해 대기중으로 방출될 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질(310)은 안트라닐산 메틸(methyl anthranilate) 시나몬(cinnamon), 알데히드(aldehyde) 및 펜티온(fenthion) 중 어느 하나 이상을 제공할 수 있으며, 화합물질 또는 천연물질로 제작될 수 있다.

상기 케이스(330)는 상기 기능성 물질(310)을 보관하며, 상기 프레임(110)의 상기 수용공간에 보관될 수 있다. 이를 통해 상기 케이스(330)는 상기 기능성 물질(310)이 외부로 노출되지 않도록 보호할 수 있다.

상기 케이스(330)는 상부에 상기 기능성 물질(310)이 방출되는 양을 조절할 수 있는 상부 캡(331)을 포함할 수 있으며, 상기 상부 캡(331)은 제1 금속층(331a), 제2 금속층(331b), 및 방출홀(H)을 포함할 수 있다.

상기 제1 금속층(331a)은 소정 부피를 갖는 플레이트 형상으로 제작할 수 있으며, 상기 케이스(330)의 상단 방향, 예를 들면 +Z 축 방향으로 배열되어 상기 케이스의 상부를 덮을 수 있다.

상기 제1 금속층(331a)은 상기 제1 열평창 계수를 갖는 금속재료로 제작될 수 있다.

상기 제2 금속층(331b)은 소정 부피를 갖는 플레이트 형상으로 제작할 수 있으며, 상기 제1 금속층(331a)의 상단에 배치될 수 있다.

상기 제2 금속층(331a)은 상기 제2 열평창 계수를 갖는 금속재료로 제작될 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 제2 금속층(331b)의 제2 열팽창 계수는 상기 제1 금속층(331a)의 제1 열팽창 계수보다 낮은 금속으로 제조될 수 있다. 예를 들어 제1 금속층(331a)은 비교적 열팽창 계수가 높은 니켈-망간-철, 니켈-몰리브덴-철, 또는 니켈-망간-구리 중 어느 하나의 합금이 사용될 수 있으며, 반면에 상기 제2 금속층(331b)은 비교적 열팽창 계수가 낮은 철-니켈의 합금이 사용될 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 제2 금속층(331b)을 철-니켈 합금으로 제조할 경우, 철 50~70중량%와 니켈 30~50중량%로 구성될 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 케이스(330) 상단을 기준으로 상기 제1 금속층(331a), 제2 금속층(331b)이 순차적으로 예를 들어, +Z 축 방향으로 배치될 수 있다.

상기 방출홀(H)은 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)를 관통하는 관통구를 제공할 수 있다. 이를 통해 승화된 상기 기능성 물질(310)이 상기 케이스(330) 내부로부터 방출되어, 상기 프레임(110)의 상기 수용공간 내에 제공될 수 있다.

실시 예에 따르면 상기 방출홀(H)는 상기 케이스 상단과 평행한 방향 예를 들어, X 또는Y 축 방향으로 연장될 수 있으며, 이를 통해 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)에 열변형이 발생될 때 유격을 제공할 수 있다.

상기 전원부(400)는 상기 기능성 애자(1000)와 상기 배전 선로(L)사이의 물리적에너지를 전기에너지로 전환하고, 상기 전기에너지를 이용하여 상기 상부 캡(333)을 가열하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 전원부(400)는 압전소재(410) 및 히팅전극(470)을 포함할 수 있다.

상기 압전소재(410)는 상기 고정대(210)과 상기 프레임(110)의 일 면이 마주보는 위치에 삽입될 수 있으며, 구체적으로 상기 압전소재(410)의 일 면은 관통소재(230)가 상기 프레임(110)에 고정된 면에 접할 수 있으며, 상기 압전소재(410)의 다른 일 면은 상기 고정대(210)에 접하여, 상기 관통소재(230)를 감쌀 수 있다.

상기 히팅전극(470)은 상기 상부 캡(333)과 접촉할 수 있으며, 구체적으로 상기 상부 캡(333)의 외부를 에워쌀 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 히팅전극(470)은 상기 압전소재(410)와 전기적으로 연결되어 상기 압전소재(410)로부터 전기에너지를 공급받아 상기 상부 캡(333)을 가열할 수 있다. 구체적으로, 상기 배전 선로(L)가 움직이면, 상기 압전소재(410)는 상기 배전 선로(L)의 움직임을 전기에너지를 전환할 수 있으며, 상기 전환된 전기에너지를 상기 히팅전극(470)으로 공급할 수 있다. 상기 히팅전극(470)은 상기 압전소재(410)로부터 공급받은 상기 전기에너지를 통해 상기 케이스(330)의 상기 상부 캡(333)을 가열할 수 있다.

이 때, 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)은 상기 가열로 인해 열변형이 발생되며, 상기 열변형으로 인해 상기 기능성 모듈(300)이 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환될 수 있다. 즉, 상기 전원부(400)는 상기 배전 선로(L)의 움직임을 통해 전기에너지를 생성하고, 생성된 전기에너지로 상기 상부 캡(333)을 가열하여, 상기 기능성 물질(310)이 방출되는 것을 활성화 할 수 있다.

상기 안테나(500)는 상기 송전탑(P) 외면에 노출되며, 상기 송전탑(P)의 바깥쪽 방향, 예를 들면 XY 평면 방향으로 연장되는 플레이트 또는 원 형상을 포함할 수 있다.

상기 안테나(500)는 상기 송전탑(P)에서 발생하는 전자파를 차폐하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 안테나(500)는 고분자 물질을 방사 방법에 의해 직조한 섬유층 및 상기 섬유층 일면에 적층된 도전성 금속층을 포함할 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 안테나(500)의 상기 섬유층을 방사하는 방법으로 전기방사법(electrospinning), 전기분사법 (electrospray) 및 원심전기방사(centrifugal electrospinning) 법 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

실시 예에 따르면 상기 안테나(500)의 상기 금속층의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

이상 본 발명의 제1 실시 예에 따른 친환경 송전 및 배전 시스템을 설명하였다. 이하 도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시 에에 따른 기능성 모듈(300)의 동작 상태가 설명된다.

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조류 기피제의 방출을 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열변형이 발생하였을 때 조류 기피제의 방출을 설명하기 위한 단면도이다.

도 5를 참고하면, 상기 기능성 모듈(300) 주변에 온도가 낮아 열변형이 발생하지 않은 경우, 상기 상부 캡(331)은 상기 방출홀(H)의 넓이를 최소화 하는 상태를 가질 수 있다. 상기 상태를 제1 상태로 정의할 수 있다.

상기 제1 상태에서, 상기 방출홀(H)을 통하여 상기 승화된 기능성 물질(310v)이 상기 기능성 모듈(300)밖으로 방출되는 것을 최소화 할 수 있다.

구체적으로 상기 제1 상태인 경우, 상기 상부 캡(331)의 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)은 상기 케이스(330) 상부를 덮는 방향, 예를 들면 X 축 방향으로 연장되는 상태를 가질 수 있다. 이를 통해 상기 X 축 방향으로 연장된 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)은 상기 방출홀(H)의 넓이를 최소화 할 수 있다.

이 경우, 상기 기능성 물질(310)이 승화되어 상기 승화된 기능성 물질(310v)로 변화하는 것을 최소화 할 수 있으며, 상기 기능성 물질(310)이 소비되는 양을 줄일 수 있다.

도 6을 참고하면, 상기 기능성 모듈(300) 주변에 온도가 높아 열변형이 발생한 경우, 상기 상부 캡(331)은 상기 방출홀(H)의 넓이를 증가시키는 상태를 가질 수 있다. 상기 상태를 제2 상태로 정의할 수 있다.

상기 제2 상태에서, 상기 방출홀(H)을 통하여 상기 승화된 기능성 물질(310v)이 상기 기능성 모듈(300)밖으로 방출되는 것을 최대화 할 수 있다.

구체적으로 상기 제2 상태인 경우, 상기 상부 캡(331)의 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)은 상기 케이스(330) 상부를 개방하는 방향, 예를 들면 +Z 축 방향으로 변형될 수 있다. 이를 통해 상기 +Z 축 방향으로 변형된 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)은 상기 방출홀(H)의 넓이를 증가시킬 수 있다.

이 경우, 상기 기능성 물질(310)의 승화가 활성화 되어 상기 승화된 기능성 물질(310v)이 더 많이 생성되며, 이를 통해 상기 기능성 물질(310)의 소비량을 증가할 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 기능성 모듈(300)의 상기 제1 상태와 상기 제2 상태를 전환하여 상기 기능성 물질(310)의 소비량을 조절할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 상태 또는 상기 제2 상태로 전이가 발생하는 온도를 전이온도라고 정의하였을 때, 상기 전이온도를 상기 기능성 애자(1000)가 설치된 지점의 주간과 야간 온도 차이 중 특정 지점으로 조절하여, 상기 조류 및 상기 해충의 접근이 활발한 주간에는 상기 기능성 모듈(300)을 상기 제2 상태로 전환하여 조류의 접근을 차단하며, 반대로 조류의 접근이 침체된 야간에는 상기 기능성 모듈(300)을 상기 제1 상태로 전환하여 상기 기능성 물질(310)의 소비량을 조절할 수 있다.

또한, 상기와 동일한 방법으로 상기 전이온도를 상기 기능성 애자 (1000)가 설치된 지점의 여름과 겨울의 온도 차이 중 특정 온도로 설정하여 여름에 활성화되는 해충의 접근을 차단하는 기능을 더 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 기능성 물질(310)의 조성으로 모기, 진드기, 거미, 및 벌을 차단할 수 있는 물질을 추가로 더 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기능성 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.

도 7을 참고하면 상기 기능성 모듈(300)은 상기 상부 캡(331)에 상기 케이스(330)를 덮는 구조를 제공할 수 있다. 구체적으로 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)은 상기 케이스(330) 일 측면에서부터 연장되어 상기 케이스의 상면을 차단하는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 기능성 물질(310)은 상기 제1 금속층(331a) 및 상기 제2 금속층(331b)에 열변형이 발생할 때만 방출될 수 있으며, 상기 열변형이 발생하지 않은 경우, 상기 기능성 물질(310)이 기화되어 방출되는 것을 차단할 수 있다. 이를 통해 상기 기능성 물질(310)을 더 효율적으로 보관할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 단면도이다.

도 8을 참조하면, 도 2의 제1 실시 예와 달리, 상기 기능성 애자(1000)의 상기 전원부(400)는 축전기(430)와 제어부(450)를 더 포함할 수 있다.

상기 축전기(430)는 상기 프레임(110)의 수용공간에 제공되며, 상기 축전기(430)의 일 면은 상기 압전소재(410)와 전기적으로 연결 될 수 있다.

상기 축전기(430)는 상기 압전소재(410)에서 발생된 상기 전기에너지를 저장할 수 있으며, 저장된 상기 전기에너지를 상기 히팅전극(470)으로 공급할 수 있다.

상기 제어부(450)는 상기 프레임(110)의 수용공간에 제공되며, 상기 제어부(430)의 일 면은 상기 축전기(430)와 전기적으로 연결 될 수 있다.

상기 제어부(450)는 상기 축전기(430)와 연결될 수 있으며, 상기 축전기(430) 내부에 저장된 상기 전기에너지를 상기 히팅전극(470)으로 전송하는 것을 제어할 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 제어부(450)는 유선 또는 무선의 통신수단을 추가로 제공할 수 있다. 이를 통해 외부의 사용자는 상기 제어부(450)에 내장된 상기 통신수단을 통해 상기 축전기(430)가 상기 히팅전극(470)에 상기 전기에너지를 공급하여 상기 히팅전극(470)이 상기 상부 캡(333)을 가열할 수 있도록 제어할 수 있다. 다시 말해, 상기 외부의 사용자는 상기 제어부(450)를 통해 상기 기능성 모듈(300)의 상태를 제1 상태로 전환할 수 있으며, 이를 통해 상기 기능성 물질(310)의 배출량을 증가시킬 수 있다.

상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 상기 축전기(430) 및 상기 제어부(450)가 제공되지 않은 경우, 상기 기능성 물질(310)이 낭비될 수 있다. 예를 들면, 상기 배전 소자(L)의 움직임이 바람 등 외부환경에 의해 발생하는 경우, 상기 기능성 물질(310)은 상기 조류가 없는 상황에서 방출되어 상기 기능성 물질(310)이 낭비될 수 있다. 또한, 상기 제어부(450)에 상기 유무선 통신 수단이 제공되지 않은 경우, 상기 기능성 애자(1000)의 주변 상황에 따른 즉발적인 대처가 어렵다는 단점이 있다.

하지만, 상술된 바와 같이, 상기 기능성 애자(1000)에 상기 축전기(430)와 상기 제어부(450)가 제공되며, 상기 제어부(450)를 통해 상기 기능성 모듈(300)을 외부에서 작동할 수 있다. 이에 따라, 상기 기능성 모듈(300)의 낭비를 줄일 수 있으며, 효율적으로 사용할 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 전원부(400)는 상기 프레임(110) 외면에 고정되는 태양전지판 또는 풍차를 더 포함할 수 있다. 이를 통해 상기 축전기(430)는 상기 태양전지판 또는 상기 풍차를 통해 생산되는 상기 전기에너지를 추가적으로 저장할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 단면도이다.

도 9를 참조하면, 도 8의 제3 실시 예와 달리, 상기 프레임(110)은 내부에 상기 수용공간을 분리하는 중간 분리막(111)을 추가로 제공할 수 있으며, 상기 중간 분리막(111)을 통해 상기 배전 선로(L)와 인접한 프레임과 상기 배전 선로(L)와 이격된 프레임으로 구분할 수 있다.

이 때, 상기 배전 선로(L)와 인접한 프레임을 제1 수용공간(111a)으로 정의하고, 상기 제1 수용공간을 사이에 두고 상기 배전 선로(L)와 이격된 상기 프레임을 제2 수용공간(111b)으로 정의할 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 제1 수용공간(111a)은 상기 기능성 모듈(300)을 수납할 수 있으며, 상기 제2 수용공간(111b)은 상기 축전지(430)를 수납할 수 있다.

또한, 상기 제2 수용공간(111b)은 제어부(450)를 추가로 더 수납할 수 있다.

이를 통해, 상기 중간 분리막(111)은 상기 축전지(430)와 상기 기능성 모듈(300)을 분리 수납하여 상기 축전기(430)에 저장된 상기 전기에너지가 상기 기능성 모듈(300)을 손상시키는 것을 차단할 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 제2 수용공간(111b) 내면에 절연 물질을 추가로 도포하여 상기 축전기(430)에 저장된 상기 전기에너지가 외부로 방전되는 것을 차단할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 기능성 애자를 설명하기 위한 단면도이다.

도 10을 참조하면, 도 9의 제4 실시 예와 달리, 상기 기능성 애자(1000)는 커버부(600)를 더 포함할 수 있다.

상기 커버부(600)는 상기 프레임(110)의 상기 통기구(150)가 외부로 노출되면서 빗물 또는 이물질이 유입되는 것을 차폐할 수 있다. 이를 위하여 상기 커버부(600)는 커버 지지대(610) 및 프레임 커버(630)를 더 포함할 수 있다.

상기 커버 지지대(610)는 프레임 상부로부터 돌출되며 상기 프레임(110) 상부 방향, 예를 들어 +Z 축 방향으로 연장되는 한 쌍의 기둥 형상을 포함할 수 있다.

실시 예에 따르면, 상기 커버 지지대(610)는 원통 또는 다각형 중 어느 하나의 형상을 포함할 수 있다.

상기 프레임 커버(630)는 상기 커버 지지대(610) 상면에 고정되며, 플레이트 또는 원형 구조로 제공될 수 있다. 구체적으로 상기 프레임 커버(630)는 상기 프레임(110)의 측면 방향, 예를 들어 XY평면으로 연장될 수 있다.

실시 예에 따르면 상기 프레임 커버(630)의 외경은 상기 프레임(110)의 외경과 같거나 클 수 있다.

실시 에에 따르면, 상기 프레임 커버(630)은 상기 프레임의 상부 방향, 예를 들어 +Z 축 방향에 배치되어, 빗물 또는 이물질이 상기 통기구(150)를 통해 상기 프레임(110) 내부의 상기 수용공간에 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이를 통해 상기 수용공간에 수납된 상기 기능성 모듈(300)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100: 본체
110: 프레임
130: 애자날개
200: 연결부
300: 기능성 모듈
310: 기능성 물질
330: 케이스
400: 전원부
410: 압전소재
470: 히팅전극
500: 안테나
1000: 기능형 애자

Claims (6)

1. 기능성 애자와 안테나가 포함된 송전탑에 있어서,
   상기 안테나는 상기 송전탑에 설치되어, 상기 송전탑과 연결된 배전 선로에서 발생하는 전자파를 포집하고,
   상기 기능성 애자는 본체, 기능성 모듈 및 연결부를 포함하며,
   상기 본체는,
   내부에 수용공간을 포함하는 프레임; 및
   상기 프레임 외측면에 고정되며 원형 구조의 날개가 서로 이격되어 적층되는 애자날개;를 포함하며
   상기 수용공간에 수납되는 상기 기능성 모듈은,
   대기중으로 승화되는 기능성 물질; 및
   상기 기능성 물질을 수납하는 케이스;를 포함하고,
   상기 본체의 일 면에 고정되는 상기 연결부는,
   상기 프레임 일 면으로부터 돌출되며, 배전 선로 방향으로 연장되는 관통심재;
   상기 관통심재를 상기 프레임 일 면에 고정하는 고정대; 및
   상기 관통심재와 상기 배전 선로를 체결하는 체결대;를 포함하고,
   상기 기능성 물질을 수납하는 상기 케이스의 상부 캡은,
   제1 열팽창 계수를 갖는 제1 금속층;
   상기 제1 열팽창 계수보다 낮은 제2 열팽창 계수를 갖고, 상기 제1 금속층 상에 배치되는 제2 금속층; 및
   상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층을 관통하는 방출홀(emission hole)을 포함하고,
   상기 프레임은 외면에 개구되어 승화된 상기 기능성 물질이 상기 프레임 외부로 방출되도록 유로를 제공하는 통기구를 포함하여,
   승화된 상기 기능성 물질이 상기 방출홀을 통해 상기 케이스 내부로부터 방출되어 상기 프레임의 상기 수용공간 내에 제공되고, 상기 수용공간 내의 승화된 상기 기능성 물질은 상기 통기구를 통해 상기 프레임 밖으로 배출되는 것을 포함하되,
   상기 기능성 애자는 상기 본체 내부에 수납되는 전원부를 추가로 포함하며,
   상기 전원부는,
   상기 고정대와 상기 프레임의 상기 일 면 사이에 삽입되는 압전소재; 및
   상기 압전소재와 연결되며, 상기 상부 캡과 접촉하는 히팅전극;을 포함하되,
   상기 배전 선로가 움직이면 상기 압전소재가 전기에너지를 생성하고, 상기 히팅전극은 상기 전기에너지를 공급받아 상기 케이스의 상기 상부 캡을 가열하고, 상기 가열로 인해 상기 상부 캡에 위치한 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층에 열변형이 발생되며, 상기 열변형으로 인해 상기 방출홀의 외경이 증가하여, 상기 기능성 물질의 방출이 활성화되는 것을 포함하는 친환경 송전 및 배전 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 전원부는,
   상기 압전소재에서 발생된 상기 전기에너지를 저장하는 축전기; 및
   상기 축전기와 연결되어 상기 축전기에 저장된 상기 전기에너지를 상기 히팅전극으로 전송하는 것을 제어하는 제어부를 추가로 포함하되,
   상기 제어부는 유선 또는 무선의 통신수단을 포함하여, 외부에서 상기 히팅전극을 제어하여 상기 방출홀의 외경을 조절하는 것을 포함하는 친환경 송전 및 배전 시스템.
   
4. 제1 항 또는 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 안테나는,
   고분자 물질을 방사 방법에 의해 직조한 섬유층; 및
   상기 섬유층 일면에 적층된 도전성 금속층을 추가로 더 포함하는 친환경 송전 및 배전 시스템.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 섬유층을 방사하는 방법으로 전기방사법(electrospinning), 전기분사법 (electrospray) 및 원심전기방사(centrifugal electrospinning) 법 중 하나를 포함하는 친환경 송전 및 배전 시스템.
   
6. 제4 항에 있어서,
   상기 금속층의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 중 하나 이상을 포함하는 친환경 송전 및 배전 시스템.
   
   

Images