KR101916334B1

KR101916334B1 - 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치

Info

Publication number: KR101916334B1
Application number: KR1020180045578A
Authority: KR
Inventors: 박은주
Original assignee: (주)대광전력기술
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2019-01-24

Abstract

본 발명은 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중에 매립되어 맨홀의 내부에서 상호 볼트체결에 의해 연결되는 지중전선을 외력, 특히 지진으로부터 효과적으로 보호할 수 있으면서 절연성을 강화시켜 유지 보수시 유발되는 감전사고를 미연에 방지할 수 있도록 개선된 개선된 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치에 관한 것이다.

Description

절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치{Underground distribution line connection with improved insulation}

본 발명은 배전 기술 분야 중 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중에 매립되어 맨홀의 내부에서 상호 볼트체결에 의해 연결되는 지중전선을 외력, 특히 지진으로부터 효과적으로 보호할 수 있으면서 절연성을 강화시켜 유지 보수시 유발되는 감전사고를 미연에 방지할 수 있도록 개선된 개선된 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지중 배전선은 지중에 매설된 지중관로의 내부에 설치되며, 지중관로의 내부에 구비된 절연대에 연결되어 연장되거나 맨홀 내부에서 분기되어 각 건물 또는 주택으로 연결되어 전기를 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고, 배전선은 지중에 매설되기 위해서 지중배전선 보호관 내에서 배전선 간의 접속을 이루게 되는데, 배전선 간의 접속시 작업자의 실수나 혹은 외부의 압력 등에 의해서 배전선이 당겨지게 되면 접속대에 고정된 배전선이 외부로 분리되면서 단선이 일어나게 된다.

이와 같은 종래의 기술로는 국내 등록특허 제10-1185178호(2012.09.17.), '매설용 지중송전 커넥터'가 있으며, 여기에는 각 전선을 전기적으로 안전하게 상호 연결하는 기술이 개시되어 있다.

한편, 맨홀에 설치되어 분기되는 지중 배전선은 서로 맞대준 상태에서 볼트체결시켜 상호 결합하고, 결합된 이음부분에는 외면에 절연테이프를 감아 보호하게 된다.

그런데, 이러한 지중 배전선은 상호 단순연결되어 있어서 겨울철과 같이 지면이 쉽게 냉각되는 경우 지중전선의 내부 구리선과 외면의 피복선은 급속도로 냉각되면서 수축되어 과도한 인장이 발생되고, 이러한 과도한 인장에 의해 상호연결된 이음부분이 쉽게 단락되는 등의 문제가 있으며, 종래에는 이와 같이 과도한 인장이 발생되는 것을 미연에 알려 주는 수단이 없었다.

뿐만 아니라, 최근 급증하고 있는 잦은 지진으로 인해 내진설계가 부족한 지중 배전선의 경우 많은 피해가 예상되고 있다.

더욱이, 지중에 매립되어 맨홀의 내부에서 상호 볼트체결에 의해 연결되는 지중전선의 경우에는 내진에 대한 아무런 대책이 없는 상태이므로 큰 지진이 발생할 경우 전기, 통신 기능 마비로 인한 심각한 문제를 일으킬 수 있다.

또한, 단순히 절연테이프에 의한 절연구조로는 누전의 위험이 크기 때문에 이를 테면 유지 보수와 같은 작업도중 감전사고의 발생 가능성이 매우 높다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1523286호(2015.05.20.) '지중 배전선로의 단선 및 합선방지를 위한 접속대'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 지중에 매립되어 맨홀의 내부에서 상호 볼트체결에 의해 연결되는 지중전선을 외력, 특히 지진으로부터 효과적으로 보호할 수 있으면서 절연성을 강화시켜 유지 보수시 유발되는 감전사고를 미연에 방지할 수 있도록 개선된 개선된 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 맨홀(1) 내부에 설치된 지중전선(L1,L2) 배선용 고정대(11)를 포함하고, 상기 맨홀(1)을 내진가능하게 한 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치에 있어서;
상기 맨홀(1)이 설치될 지면을 맨홀(1)보다 크게 굴착하여 설치공간을 만들고, 이 설치공간에는 상부가 개방된 사각 박스 형상의 콘크리트구조체인 맨홀벽(100)이 안착되며, 상기 맨홀벽(100)과 간격을 두고 합성수지물로 성형된 완충벽인 내장케이스(110)가 내장되고, 상기 내장케이스(110)의 바닥면을 제외한 내벽면에는 일정간격을 두고 격자 형태로 다수의 내진완충유닛(200)이 설치되며, 상기 맨홀벽(100)과 내장케이스(110) 사이에는 내진충전물(120)이 충전되고;
상기 내진충전물(120)은 알로펜(Allophane) 분말 20중량%와, 황토 20중량%와, 실리카겔 15중량% 및 나머지 모래로 이루어지며;
상기 내진완충유닛(200)은 둘레면에 나사산이 형성되어 상기 내장케이스(110)의 장착홈(112)에 나사고정되는 'ㄷ' 형상의 고정구(210)와, 상기 고정구(210)의 밀폐면 중심에 관통형성된 돌출안내공(220)과, 상기 고정구(210)의 내부에 장입되고 상기 돌출안내공(220)을 통해 돌출되는 돌출부(232)를 갖는 'ㅏ' 형상의 탄성유동구(230)와, 상기 탄성유동구(230)의 후면에 탄지되는 코일스프링(240)과, 상기 코일스프링(240)을 탄압하면서 상기 고정구(210)의 개방단에 나사체결되는 스프링고정편(250)으로 이루어지고;
상기 지중전선(L1,L2)에는 탄성절연관(400)이 씌워지되, 상기 탄성절연관(400)은 상기 맨홀(1)을 관통하여 맨홀(1) 외부로 노출되게 끼워지며, 코일형 탄성스프링(410)과, 상기 코일형 탄성스프링(410)이 삽입되는 절연튜브(420)로 구성되고, 상기 절연튜브(420)는 플렉시블한 네오프렌고무로 형성되며;
상기 맨홀벽(100)을 구성하는 콘크리트구조체는 내진성능을 갖도록 칼슘설포알루미네이트 4중량%와, 크레실 글리시드 에테르(Cresyl glycidyl ether) 3.5중량%와, 이산화티타늄(titanium dioxide) 2.5중량%와, 에폭시 수지(Epoxy Resins) 10중량%와, 메타인산염 2.5중량%와, 메틸실리코네이트 2.5중량%와, 알긴산암모늄 2.5중량%와, 인산에스테르나트륨염 3.5중량%와, 모래 15중량%와, 시멘트 20중량% 및 나머지 물로 이루어진 콘크리트조성물로 성형되고;
상기 내장케이스(110)는 상부가 개방된 사각박스 형상이며, 내부식성, 내화학성, 내약품성 및 내구성을 갖출 수 있도록 소르비탄올리베이트(Sorbitan Olivate) 8.0중량%와, 히드록시프롤린(hydroxyproline) 2.5중량%와, 부틸 프로-2-에노에이트(butyl prop-2-propenoate) 15중량%와, 우르솔산(Ursolic acid) 10중량%와, 이소헥사데칸 2.5중량%와, 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate) 5.0중량%와, 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether) 8.5중량%와, 메타크릴산 3.5중량%와, 질화규소 2.5중량%와, 소성된 산화이테르븀 4.5중량%와, 알루미나 1.5중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 성형조성물로 성형되며;
상기 맨홀(1)의 바닥면 중심에 고정대고정원판(300)을 안착시키고, 상기 고정대고정원판(300)의 상면 원중심에는 상기 고정대(11)의 하단이 볼트 고정되며, 상기 고정대고정원판(300)은 제1,2반원형커버(310,320) 한 쌍에 의해 고정되고, 상기 제1,2반원형커버(310,320)는 상기 맨홀(1) 바닥면에 앵커볼트로 고정되어 하나의 원판을 형성하면서 중심에는 내경이 형성되며, 상기 내경은 상기 고정대고정판(300) 보다 작게 형성되고, 상기 고정대고정판(300)의 외경과 제1,2반원형커버(31,320)가 형성하는 내부공간(340) 사이에는 원주방향으로 60도 간격을 두고 다수개의 코일스프링(330)이 설치된 것을 특징으로 하는 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 지중에 매립되어 맨홀의 내부에서 상호 볼트체결에 의해 연결되는 지중전선을 외력, 특히 지진으로부터 효과적으로 보호할 수 있으면서 절연성을 강화시켜 유지 보수시 유발되는 감전사고를 미연에 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지중 배전선로의 설치예를 보인 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지중 배전선로의 요부를 따로 발췌하여 보인 요부사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지중 배전선로의 구성요소 간에 상호연결관계를 보인 블럭도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 지중 배전선로의 작동관계도이다.
도 6은 본 발명에 따른 맨홀 설치구조의 예시적인 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 내진완충유닛의 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 고정대의 내진구조를 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 지중전선 절연 구조를 보인 예시도이다.

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 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 맨홀(1)의 바닥면에 고정되고, 보호구(20)가 상하로 왕복이송 가능하도록 가이드 해주는 지지부(10)와; 지지부(10)에 수직왕복이송 가능하게 설치되고, 내부에는 상호 볼트에 의해 체결된 지중전선(L1,L2)이 수용되어져 보호되는 보호구(20)와; 일단이 보호구(20)의 저면에 고정되고, 타단이 지지부(10)의 삽입홈(11a)에 삽입되어 보호구(20)를 일방향으로 탄발지지하는 스프링(S)과; 지지편(12)에 설치되어 상하로 왕복이송되는 보호구(20)에 의해 동작이 온/오프되는 스위치(30)와; 맨홀(1)의 내부에 설치되어 화재시 발생되는 열을 감지하는 화재감지센서(40)와; 스위치(30)로부터 동작신호를 수신받아 비상신호를 출력하고, 화재감지센서(60)로부터 화재감지신호를 수신받아 동작신호를 출력하는 제어부(50)와; 제어부(50)에 의해 작동제어되어 제어부(50)로부터의 비상신호와 화재감지신호를 외부로 무선송출하는 송신부(60)와; 제어부(50)의 동작신호에 의해 작동제어되는 분사밸브(71)을 갖추고서, 내부에 충진된 소화액을 분사밸브(71)을 통해 맨홀(1) 내부로 분사하여 화재지역에 살포하는 소화전(70)과; 맨홀(1)의 측벽에 회동가능하게 설치되어 지중전선(L1,L2)의 피복이 손상되지 않도록 가이드하는 한 쌍의 회전롤러(80)로 구성된다.

이때, 지중에 매립되는 맨홀(1)은 콘크리트구조체로서 상부가 개구되고, 개구된 상측으로 맨홀커버(2)가 개폐가능하게 설치되며, 측벽(즉, 둘레면)에는 내부로 진입되는 지중전선(L1,L2)의 피복을 보호함과 동시에 배선할 수 있도록 매설된 배선관(3)이 설치된다.

또한, 상기 맨홀(1)의 바닥면에 입설되고, 보호구(20)가 상하로 왕복이송 가능하도록 가이드 해주는 지지부(10)는, 상부가 개구된 삽입홈(11a)을 갖추고서 맨홀(1)의 바닥면에 고정되는 고정대(11)와, 고정대(11)의 상면에 돌출되게 형성되되, 내측면에 수직방향의 안내홈(12a)을 갖추고서 상호 대향되게 배치되는 한 쌍의 지지편(12)으로 이루어진다.

그리고, 상기 지지부(10)에 수직왕복이송 가능하게 설치되고, 내부에는 상호 볼트에 의해 체결된 지중전선(L1,L2)이 수용되어져 보호되는 보호구(20)는, 안내홈(12a)에 삽입되는 가이드편(21a)을 갖추고서 고정대(11)의 수직방향으로 왕복이동가능하게 고정되는 제1캡(21)과; 제1캡(21)에 회전가능하게 설치되어 내부에 수용된 지중전선(L1,L2)을 감쌀 수 있도록 형성되되, 상부 중앙에는 주입공(22a)이 형성된 제2캡(22)과; 주입공(22a)을 통해 내부에 주입되어 상호 연결된 지중전선(L1,L2)의 이음부를 덮어 절연하는 밀봉제(SC)로 이루어진다.

아울러, 상기 제1캡(21)과 제2캡(22)이 절첩되어 맞대어지는 부분에는 고정봉(21b)과 고정봉(21b)에 대응되는 고정홈(22b)을 형성하여 상호 결합가능하도록 구성된다.

또한, 상기 제1캡(21)의 저면에는 하방으로 돌출되고 외주면으로 스프링(S)이 장전되는 단봉(구체적으로 도시하지 아니함)이 일체로 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 주입공(22a)을 통해 내부로 주입되어 이음부를 덮어 절연할 수 있도록 된 밀봉제(SC)는, 일정시간이 경과하면 경화되어 소정의 탄성을 유지함과 동시에 이음부를 보호할 수 있게 해주는 실리콘으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 양 측단에 수평으로 돌출되는 가이드편(21a)은 평면에서 본 모양이‘ㅜ’형상으로 지지편(12)의 안내홈(12a)에 삽입되었을 때 수직 왕복이송되는 보호구(20)가 외향으로 이탈되지 않고 안정적으로 슬라이딩될 수 있도록 해주는 것이다.

상기 스프링(S)은 지지부(10)의 고정대(11)에 돌출되게 입설되어 보호구(20)의 단봉(구체적으로 도시하지 아니함)에 고정되어져 상기 보호구(20)를 일방향으로 탄발지지해준다.

상기 지지부(10)의 지지편(12)에는 스위치(30)가 설치되며, 상기 스위치(30)는 통상의 리밋스위치(Limit Switch)로 한 쌍의 지지편(12) 사이를 왕복이동하는 보호구(20)에 의해 수평하게 돌출된 조작편(구체적으로 도시하지 아니함)이 축 중심으로 회동되어져 제한위치로의 보호구(20)의 이동을 감지하게 되는 것이다.

본 실시 예의 경우 상기 제한위치는 보호구(20)가 수직하게 하강되어 지중전선(L1,L2)의 인장력이 최대가 되는 위치를 의미한다.

따라서, 제한위치까지 이동된 보호구(20)를 스위치(30)가 감지하게 되면, 스위치(30)로부터 출력된 감지신호는 제어부(50)로 입력되게 되고, 제어부(50)는 감지신호를 입력받아 비상신호를 출력하여 송신부(60)로 전달하게 되며, 비상신호를 전달받은 송신부(60)는 무선으로 작업자가 상주하고 있는 중앙통제실(구체적으로 도시하지 아니함)로 비상신호를 송출하여 줌으로서, 작업자가 수신받은 비상신호를 통해 현재의 지중전선(L1,L2)의 상태를 판단하여 신속하게 대응할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 맨홀(1)의 내부에는 화재감지센서(40)가 설치되며, 본 실시 예의 경우 상기 화재감지센서(40)는 통상의 열 감지센서로, 지중전선(L1,L2)의 과도한 수축으로 인해 도선에 일부분가 끊어져 전기합선에 따른 화재가 발생되거나 또는 노후로 인해 보호기능을 상실한 피복선의 내측으로 침투수가 유입되어 전류가 흐르는 도선과 접촉됨으로써, 누전 및 합선에 따른 화재가 일어나는 경우, 화재시 발생되는 고온의 열을 열 감지센서 즉, 화재감지센서(40)가 감지하여 제어부(50)로 화재감지신호를 전달하게 된다.

따라서, 화재감지센서(40)로부터 화재감지신호를 전달받은 제어부(50)는 맨홀(1)의 내부에 설치되어 있는 소화전(70)의 분사밸브(71)로 소화전동작신호를 전달하여 분사밸브(71)을 통해 소화액이 맨홀(1) 내부로 분사될 수 있도록 함과 동시에 화재감지신호를 출력하여 송신부(60)로 전달한다.

상기 소화전(70)은, 외면이 단단한 철제용기로 되어 있고, 내부에는 소화약제와 압축공기 또는 높은 압력으로 액화된 불연성가스(질소, 이산화탄소, 할로겐가스)가 충진되며, 용기의 일측에는 내부에 충진된 소화약제와 불연성가스의 유출을 단속하는 분사밸브(71)이 설치된다.

본 실시 예의 경우, 제어부(50)로부터 소화전동작신호가 입력되면 분사밸브(71)의 입구는 개방되고, 이때 철제용기의 내부에 충진된 소화약제와 불연성가스가 내압에 의해 분사밸브(71)의 입구를 통해 맨홀(1) 내부로 분사되어 화재지역을 일순간 진압하게 되는 것이며, 이를 통해 화재발생에 따른 피해를 최소화할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 화재감지센서(40)로부터 화재감지신호를 전달받은 제어부(50)는 맨홀(1)의 내부에 설치되어 있는 소화전(70)의 분사밸브(71)로 소화전동작신호를 전달하여 분사밸브(71)을 통해 소화액(소화약제와 불연성가스)이 맨홀(1) 내부로 분사될 수 있도록 함과 동시에 화재감지신호를 출력하여 송신부(60)로 전달하게 되며, 화재감지신호를 전달받은 송신부(60)는 무선으로 작업자가 상주하고 있는 중앙통제실(구체적으로 도시하지 아니함)로 화재감지신호를 송신하여 줌으로서, 작업자가 수신받은 화재감지신호를 통해 맨홀(1) 내부에 배선된 다른 전선들이 전소(全燒) 되지 않도록 후속조치에 따른 신속한 대응을 할 수 있게 되는 것이다.

상기 지중전선(L1,L2)의 피복이 손상되지 않도록 가이드해주는 한 쌍의 회전롤러(80)는, 맨홀(1)의 내벽에 일단이 고정되고 타단이 내향으로 돌출되는 브라켓(구체적으로 도시하지 아니함)과, 브라켓(구체적으로 도시하지 아니함)의 말단에 공회전 가능하게 설치되는 롤러(구체적으로 도시하지 아니함)로 이루어진다.

위와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기온변화가 적은 계절 즉, 봄과 가을의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 지중전선(L1,L2)이 상호 체결되어 내부에 인입된 보호구(20)는 지지부(10)의 중앙에 입설된 스프링(S)에 의해 항시 탄발된 상태를 유지하게 된다.

하지만, 겨울철에는 지중전선(L1,L2)을 이루는 구리선과 이를 감싸고 있는 피복선이 수축되면서 인장력이 발생되고, 이로 인하여 상호 연결되어 있는 지중전선(L1,L2)은 서로 반대방향으로 당겨지게 된다.

이와 같이 지중전선(L1,L2)이 서로 반대방향으로 인장력이 발생되면, 지중전선(L1,L2)이 상호 체결되어 내부에 인입된 보호구(20)는 지지부(10)를 따라 서서히 수직으로 하강하게 되면서 보호구(20)의 저면에 배치된 스프링(S)을 압착하게 된다.

상기 과정을 좀 더 상세히 설명하면, 지지부(10)의 안내홈(12a)에 삽입된 보호구(20)의 가이드편(21a)이 지중전선(L1,L2)에 발생되는 인장력에 의해 수직하강하게 되고, 보호구(20)의 저면에 배치된 스프링(S)은 서서히 가압되게 되며, 이때 지지편(12)의 제한위치에 설치된 스위치(30)의 조작편(구체적으로 도시하지 아니함)은 하강하는 보호구(20)에 의해 축 중심으로 회전되면서 감지신호를 제어부(50)로 전달된다.

상기 제어부(50)는 스위치(30)의 감지신호를 전달받아 비상신호를 출력하게 되고, 출력된 비상신호는 지상에 노출된 송신부(60)를 통해 작업자가 상주하고 있는 중앙통제실(구체적으로 도시하지 아니함)로 비상신호를 송신하게 된다.

따라서, 작업자는 수신받은 비상신호를 통해 현재의 지중전선(L1,L2)의 상태를 쉽게 인지하여 신속하게 후속조치를 할 수 있게 되는 것이다.

한편, 맨홀(1)의 내부에 배선된 지중전선(L1,L2)은, 기온변화에 따른 인장과 수축이 반복적으로 일어나면서 내부에 응력이 발생하게 된다.

상기와 같은 상태로 일정기간이 경과하게 되면 반복적인 인장과 수축으로 인해 도선에 일부분가 끊어져 전기합선사고를 일어나거나 또는 노후로 인해 보호기능을 상실한 피복선의 내측으로 침투수가 유입되어 전류가 흐르는 도선과 접촉됨으로써, 누전 및 합선에 따른 화재가 발생하게 된다.

따라서, 전기합선으로 인하여 맨홀(1) 내부에서 화재가 발생되면, 맨홀(1)의 내부에 설치된 화재감지센서(40)가 화재시 유발되는 열을 감지하여 제어부(50)로 화재감지신호를 전달하고, 화재감지센서(40)로부터 화재감지신호를 전달받은 제어부(50)는 맨홀(1)의 내부에 설치되어 있는 소화전(70)의 분사밸브(71)로 소화전동작신호를 전달하여 분사밸브(71)을 통해 소화액이 맨홀(1) 내부로 분사될 수 있도록 함과 동시에 화재감지신호를 출력하여 송신부(60)로 전달한다.

상기 제어부(50)로부터 소화전동작신호가 입력되면 분사밸브(71) 입구는 개방되고, 이때 철제용기의 내부에 충진된 소화약제와 불연성가스는 내압에 의해 분사밸브(71) 입구를 통해 맨홀(1) 내부로 분사되어 화재지역을 일순간 진압하게 된다.

나아가, 화재감지센서(40)로부터 화재감지신호를 전달받은 송신부(60)는 무선으로 작업자가 상주하고 있는 중앙통제실(구체적으로 도시하지 아니함)로 화재감지신호를 송신하여 줌으로서, 작업자가 수신받은 화재감지신호를 통해 맨홀(1) 내부에 배선된 다른 전선들이 전소(全燒) 되지 않도록 후속조치에 따른 신속한 대응을 할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 맨홀(1)의 측벽에 설치되어 지중전선(L1,L2)에 맞대어져 있는 한 쌍의 회전롤러(80)는 외향으로 이동하려는 지중전선(L1,L2)에 의해 공회전되고, 지중전선(L1,L2)의 피복이 맨홀(1) 벽체에 장입된 배선관(3)에 의해 손상되지 않도록 가이드역활을 해주게 된다.

따라서, 지중전선(L1,L2)에 가해지고 있던 인장상태가 해제되면, 스프링(S)을 가압하고 있던 보호구(20)는 스프링(S)에 의해 서서히 탄발되어 초기상태로 복귀하게 된다.

이에 더하여, 본 발명은 단순히 지면을 굴착한 후 맨홀(1)을 매입하던 종래 방식에서 벗어나 내진설계가 가능하도록 도 6과 같은 맨홀 설치구조를 갖는다.

도 6에 따르면, 맨홀(1)이 설치되기 전에 맨홀(1)이 설치될 지면을 맨홀(1)보다 크게 굴착하여 설치공간을 만들고, 이 설치공간에는 콘크리트구조체인 맨홀벽(100)이 안착된다.

이때, 상기 맨홀벽(100)은 상부가 개방된 사각 박스 형상이다.

특히, 상기 맨홀벽(100)을 구성하는 콘크리트구조체는 내진성능을 갖도록 칼슘설포알루미네이트 4중량%와, 크레실 글리시드 에테르(Cresyl glycidyl ether) 3.5중량%와, 이산화티타늄(titanium dioxide) 2.5중량%와, 에폭시 수지(Epoxy Resins) 10중량%와, 메타인산염 2.5중량%와, 메틸실리코네이트 2.5중량%와, 알긴산암모늄 2.5중량%와, 인산에스테르나트륨염 3.5중량%와, 모래 15중량%와, 시멘트 20중량% 및 나머지 물로 이루어진 콘크리트조성물로 성형된다.

여기에서, 상기 칼슘설포알루미네이트(calcium sulfo-aluminate)는 3CaO·3Al₂O₃·CaSO의 화합물로서, 수화하여 에트링가이트(ettringite)를 생성하는 것으로 응결 촉진과 초기 강도 확보를 위해 첨가된다.

또한, 상기 크레실 글리시드 에테르는 에폭시수지의 안정적인 바인딩성을 유지하기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 이산화티타늄은 에폭시수지와의 결합에 의해 물에 대한 저항성을 강화시켜 방수성, 방습성을 강화시키기 위해 첨가된다.

아울러, 상기 에폭시 수지는 분자 내에 에폭시기를 갖는 열경화성 수지의 총칭으로서 내후성과 인장강도 향상을 위해 첨가된다.

또한, 상기 메타인산염은 콘크리트 표면에서의 산화방지 기능을 강화시키기 위해 첨가되고, 상기 메틸실리코네이트는 발수성을 유지하면서 인장강도를 높이기 위해 첨가되며, 상기 알긴산암모늄은 구조체의 안정성과 점도 조절을 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 인산에스테르나트륨염은 결정을 미세화하여 구조체의 강성, 열변형성을 강화하기 위해 첨가된다.

이와 같은 조성으로 이루어진 맨홀벽(100)은 기존 콘크리트에 비해 더 높은 인장강도를 갖기 때문에 내진성능을 높일 수 있다.

그리고, 상기 맨홀벽(100)과 간격을 두고 합성수지물로 성형된 완충벽인 내장케이스(110)가 내장된다.

상기 내장케이스(110)는 상부가 개방된 사각박스 형상이며, 내부식성, 내화학성, 내약품성 및 내구성을 갖출 수 있도록 소르비탄올리베이트(Sorbitan Olivate) 8.0중량%와, 히드록시프롤린(hydroxyproline) 2.5중량%와, 부틸 프로-2-에노에이트(butyl prop-2-propenoate) 15중량%와, 우르솔산(Ursolic acid) 10중량%와, 이소헥사데칸 2.5중량%와, 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate) 5.0중량%와, 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether) 8.5중량%와, 메타크릴산 3.5중량%와, 질화규소 2.5중량%와, 소성된 산화이테르븀 4.5중량%와, 알루미나 1.5중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 성형조성물로 성형된다.

이 경우, 상기 소르비탄올리베이트는 소르비톨에서 유래된 헥시톨안하이드라이드와 올리브오일에서 유래된 지방산의 모노에스터로서 계면활성 강화에 따른 천연유화 기능을 증대시켜 성형성을 좋게 하기 위해 첨가되며, 상기 히드록시프롤린은 젤라틴 가수 분해물에서 라이네케염으로서 후술되는 건조공정에서 열을 받게 되면 젤라틴화되면서 수지조성물의 유연성을 증대시켜 성형자유도를 높이기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 부틸 프로-2-에노에이트는 조성물에 연성, 충격보강 및 바인딩성 강화기능을 제공하면서 휨강도를 증대시키기 위해 첨가되며, 상기 우르솔산은 침상의 흡수성이 우수한 분체로서 무기물 표면에 폴리머 입자를 흡착시켜 완충성, 굴곡특성 및 내구성과 내크랙성을 강화시키기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 이소헥사데칸은 성형품의 표면에 부착되는 이물질을 분리 제거하는데 기여하도록 첨가되며, 상기 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)는 고열팽창을 억제하고 조성물들 사이의 바인딩력을 강화시키기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)는 슬립성을 증대시켜 성형자유도을 더욱 강화시키며, 상기 메타크릴산은 산에 강하기 때문에 내부식성을 유지하기 위해 첨가되고, 상기 질화규소는 무정형의 나노입자 크기의 질화붕소를 분산시킨 것으로 열충격을 흡수하여 미소 크랙이 발생하는 것을 억제하고 내침식성을 강화시키기 위해 첨가된다.

아울러, 소성된 산화이테르븀은 희토류 금속으로서 결정립 미세화를 통해 내구성을 증대시키면서 내화학성과 내약품성을 증대시키기 위해 첨가되며, 상기 알루미나(alumina)는 알루미늄의 산화물로서 내열성 향상을 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 폴리카보네이트수지는 베이스 수지로서, 내스크래치성, 내크랙성을 강화 유지시키기 위해 첨가된다.

또한, 상기 내장케이스(110)의 바닥면을 제외한 내벽면에는 일정간격을 두고 격자 형태로 다수의 내진완충유닛(200)이 설치되는데, 상기 내진완충유닛(200)은 후술한다.

나아가, 상기 맨홀벽(100)과 내장케이스(110) 사이에는 내진충전물(120)이 충전된다.

상기 내진충전물(120)은 알로펜(Allophane) 분말 20중량%와, 황토 20중량%와, 실리카겔 15중량% 및 나머지 모래로 이루어진다.

이때, 상기 알로펜 분말은 다공질의 알로펜 점토광물을 0.01mm 이하의 입도를 갖도록 분쇄하여 미분화시킨 것으로, 알로펜은 화산재의 풍화과정에서 생기는 점토광물로서 예외적으로 결정구조를 갖지 않는 이른 바, 비정질점토이다. 특히, 알로펜은 다공질의 미세한 입자들로 이루어져 있어 뛰어난 습도 조절기능도 구현하면서 완충에 의한 내진기능을 달성하는데 효과적이다.

그리고, 황토와 모래는 대표적인 토양대용 충전물이며, 실리카겔은 이들 사이에 공극을 유지하면서 완충성을 강화시키기 위한 물질이다.

아울러, 상기 내장케이스(110) 내부에는 앞서 설명한 맨홀(1)이 삽입 설치된다.

한편, 상기 내장케이스(110)에 고정되고, 상기 맨홀(1)과의 간격을 유지하면서 탄성완충시키는 내진완충유닛(200)은 도 7의 예시와 같다.

도 7에 따르면, 상기 내진완충유닛(200)은 둘레면에 나사산이 형성되어 상기 내장케이스(110)의 장착홈(112)에 나사고정되는 'ㄷ' 형상의 고정구(210)와, 상기 고정구(210)의 밀폐면 중심에 관통형성된 돌출안내공(220)과, 상기 고정구(210)의 내부에 장입되고 상기 돌출안내공(220)을 통해 돌출되는 돌출부(232)를 갖는 'ㅏ' 형상의 탄성유동구(230)와, 상기 탄성유동구(230)의 후면에 탄지되는 코일스프링(240)과, 상기 코일스프링(240)을 탄압하면서 상기 고정구(210)의 개방단에 나사체결되는 스프링고정편(250)으로 이루어진다.

이때, 상기 스프링고정편(250)은 'ㅑ' 형상으로 형성되어 일측면 중앙에 스프링수납홈(252)을 더 갖춤으로써 코일스프링(240)의 일단을 더 안정적으로 고정할 수 있으며, 반대면 중심에는 공구홈(254)이 더 요입형성되어 공구, 이를 테면 드라이버 등을 이용하여 회전조작시킬 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 돌출부(232)는 선단이 라운드 가공되어 접촉시 접촉면과의 마찰을 최소화시키기 때문에 맨홀(1)의 외벽이 쉽게 깍여 나가지 않도록 하면서 완충에 따른 내진 기능을 득(得)하도록 작용한다.

즉, 지진 발생으로 충격에너지가 전달될 때 돌출부(232)가 맨홀(1) 외벽과 접촉된 상태에서 밀려 들어가기 때문에 그 시간만큼 충격을 완화시켜 충격에너지에 의해 맨홀(1)이 파손되는 것을 막게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 도 8의 예시와 같이, 맨홀(1)의 바닥면 중심에 고정대고정원판(300)을 안착시키고, 상기 고정대고정원판(300)의 상면 원중심에는 상기 고정대(11)의 하단이 볼트 고정된다.

그리고, 상기 고정대고정원판(300)은 단면이 'ㄱ' 형상에 가까운 제1,2반원형커버(310,320) 한 쌍에 의해 분리취출되지 않게 고정되는데, 상기 제1,2반원형커버(310,320)는 상기 맨홀(1) 바닥면에 앵커볼트로 고정되어 하나의 원판을 형성하게 되며, 그 중심에는 내경이 형성되는데, 상기 내경은 상기 고정대고정판(300) 보다 작다.

때문에, 상기 고정대고정판(300)은 상기 제1,2반원형커버(310,320)에 의해 구속되게 되고, 고정대고정판(300)의 외경과 제1,2반원형커버(31,320)가 형성하는 내부공간(340) 사이에는 코일스프링(330)이 설치된다.

이때, 상기 코일스프링(330)은 원주방향으로 60도 간격을 두고 다수개 설치된다.

따라서, 상기 고정대고정판(300)은 다수의 코일스프링(330)에 의해 센터링된 상태를 유지하다가 지진 등에 의해 외력이 전달되게 되면 외력이 진행하는 방향으로 탄성완충되면서 슬립되어 외력을 흡수분산시키게 되어 고정대(11)의 파손을 방지하며, 외력이 소멸되면 코일스프링(330)의 복귀력에 의해 다시 센터링되게 된다.

이와 같이, 본 발명은 고정대고정판(300)을 내진 가능하게 설계함으로써 지중전선(L1,L2)이 파단되는 것을 막을 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 도 9의 예시와 같이, 지중전선(L1,L2)의 피복을 감싸 절연성을 강화시킴으로써 탄성변형력을 제공하면서 단락발생을 억제하고, 전기절연특성을 유지하여 유지 보수 작업시 작업자가 감전사고로부터 안전하게 보호받을 수 있도록 구성된다.

예컨대, 도 9에 따르면, 지중전선(L1,L2)에는 탄성절연관(400)이 씌워진다.

즉, 상기 지중전선(L1,L2)이 상기 제1,2캡(21,22)에 연결되기 전에 지중전선(L1,L2) 각각에 상기 탄성절연관(400)을 일정길이 먼저 끼운 다음 지중전선(L1,L2)을 상기 제1,2캡(21,22)에 접속함으로서 탄성절연관(400)을 용이하게 설치할 수 잇다.

이때, 상기 탄성절연관(400)은 상기 맨홀(1)을 관통하여 맨홀(1) 외부로 노출되게 끼워짐이 바람직하다.

또한, 상기 탄성절연관(400)은 코일형 탄성스프링(410)과, 상기 코일형 탄성스프링(410)이 삽입되는 절연튜브(420)로 구성된다.

이 경우, 상기 절연튜브(420)는 플렉시블한 튜브로서, 주소재는 네오프렌고무이다.

특히, 상기 탄성절연관(400)은 코일형 탄성스프링(410)을 포함하고 있기 때문에 굴신 복원성이 우수하여 쉽게 파단되지 않도록 유도하는 특징이 있어 단선을 예방하고, 그로 인해 단락이나 합선 혹은 감전사고를 예방하는데 기여하게 된다.

뿐만 아니라, 절연성 강화를 위해 상기 고정대(11)도 절연성수지물로 성형되는데, 상기 절연성수지물은 로즈마린산(Rosmarinic Acid) 1.5중량%와, EGCG(Epigallocatechin gallate) 1.5중량%와, 수용성 아크릴변성 우레탄-알키드수지 2.5중량%와, 육수화질산아연(Zn(NO₃)₂ㆍ6H₂O) 2.5중량%, 폴리우레탄수지를 데실에테르로 수용화시킨 수지액 3.5중량%와, 아세트산나트륨(CH₃COONaㆍ3H₂O) 3.5중량%와, 100 마이크론 크기의 미세중공체(microscopic hollow sphere) 분말 4.5중량%와, 디아릴프탈레이트 1.5중량%와, 리그닌 1.5중량%와, 글리세린 2.5중량%, 수산화알루미늄-멜라민 혼합액 12.5중량% 및 나머지 폴리우레탄수지로 이루어진다.

여기에서, 상기 로즈마린산(Rosmarinic Acid)과 EGCG(Epigallocatechin gallate)는 항미생물성을 강화시켜 오염이 생기지 않도록 하기 위해 첨가되며, 상기 수용성 아크릴변성 우레탄-알키드수지는 점착성을 부여하여 조성물간 바인딩성을 강화하고, 초발수성을 발현시키기 위해 첨가된다.

그리고, 육수화질산아연은 공융점 형성에 따른 열보지력을 높여 내열 안정성을 강화시키기 위해 첨가되고, 폴리우레탄수지를 데실에테르로 수용화시킨 수지액은 조성물간 바인딩성과 내후성을 유지하기 위해 사용된다.

아울러, 아세트산나트륨은 공융점 형성에 따른 축열성을 강화시켜 내구성과 내열성을 증대시키기 위해 첨가되며, 100 마이크론 크기의 미세중공체(microscopic hollow sphere) 분말은 폐쇄 공기층의 세라믹 피막을 형성하여 용융점이 약 1,800℃까지 견딜 수 있는 난연성, 방염성을 강화시키기 위해 첨가된다.

또한, 디아릴프탈레이트는 인성을 개선하여 크랙을 방지하고 내열성과 치수안정성을 증대시키기 위해 첨가되며, 리그닌은 수지물의 유연성을 증가시키기 위한 것이고, 글리세린은 성형체의 연질화를 유도하기 위한 것이며, 수산화알루미늄-멜라민 혼합액은 내열성과 난연성을 강화시키기 위한 것으로 수산화알루미늄과 멜라민은 대표적인 내열제 및 난연제이고, 폴리우레탄수지는 신축변형성과 점착안정성을 갖는 베이스수지이다.

이와 같은 구성을 통해 절연 안전성을 높일 수 있다.

1; 맨홀 10: 지지부
20: 보호구 30: 스위치
40: 화재감지센서 50: 제어부
60: 송신부 70: 소화전
80: 회전롤러

Claims

맨홀(1) 내부에 설치된 지중전선(L1,L2) 배선용 고정대(11)를 포함하고, 상기 맨홀(1)을 내진가능하게 한 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치에 있어서;
상기 맨홀(1)이 설치될 지면을 맨홀(1)보다 크게 굴착하여 설치공간을 만들고, 이 설치공간에는 상부가 개방된 사각 박스 형상의 콘크리트구조체인 맨홀벽(100)이 안착되며, 상기 맨홀벽(100)과 간격을 두고 합성수지물로 성형된 완충벽인 내장케이스(110)가 내장되고, 상기 내장케이스(110)의 바닥면을 제외한 내벽면에는 일정간격을 두고 격자 형태로 다수의 내진완충유닛(200)이 설치되며, 상기 맨홀벽(100)과 내장케이스(110) 사이에는 내진충전물(120)이 충전되고;
상기 내진충전물(120)은 알로펜(Allophane) 분말 20중량%와, 황토 20중량%와, 실리카겔 15중량% 및 나머지 모래로 이루어지며;
상기 내진완충유닛(200)은 둘레면에 나사산이 형성되어 상기 내장케이스(110)의 장착홈(112)에 나사고정되는 'ㄷ' 형상의 고정구(210)와, 상기 고정구(210)의 밀폐면 중심에 관통형성된 돌출안내공(220)과, 상기 고정구(210)의 내부에 장입되고 상기 돌출안내공(220)을 통해 돌출되는 돌출부(232)를 갖는 'ㅏ' 형상의 탄성유동구(230)와, 상기 탄성유동구(230)의 후면에 탄지되는 코일스프링(240)과, 상기 코일스프링(240)을 탄압하면서 상기 고정구(210)의 개방단에 나사체결되는 스프링고정편(250)으로 이루어지고;
상기 지중전선(L1,L2)에는 탄성절연관(400)이 씌워지되, 상기 탄성절연관(400)은 상기 맨홀(1)을 관통하여 맨홀(1) 외부로 노출되게 끼워지며, 코일형 탄성스프링(410)과, 상기 코일형 탄성스프링(410)이 삽입되는 절연튜브(420)로 구성되고, 상기 절연튜브(420)는 플렉시블한 네오프렌고무로 형성되며;
상기 맨홀벽(100)을 구성하는 콘크리트구조체는 내진성능을 갖도록 칼슘설포알루미네이트 4중량%와, 크레실 글리시드 에테르(Cresyl glycidyl ether) 3.5중량%와, 이산화티타늄(titanium dioxide) 2.5중량%와, 에폭시 수지(Epoxy Resins) 10중량%와, 메타인산염 2.5중량%와, 메틸실리코네이트 2.5중량%와, 알긴산암모늄 2.5중량%와, 인산에스테르나트륨염 3.5중량%와, 모래 15중량%와, 시멘트 20중량% 및 나머지 물로 이루어진 콘크리트조성물로 성형되고;
상기 내장케이스(110)는 상부가 개방된 사각박스 형상이며, 내부식성, 내화학성, 내약품성 및 내구성을 갖출 수 있도록 소르비탄올리베이트(Sorbitan Olivate) 8.0중량%와, 히드록시프롤린(hydroxyproline) 2.5중량%와, 부틸 프로-2-에노에이트(butyl prop-2-propenoate) 15중량%와, 우르솔산(Ursolic acid) 10중량%와, 이소헥사데칸 2.5중량%와, 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate) 5.0중량%와, 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether) 8.5중량%와, 메타크릴산 3.5중량%와, 질화규소 2.5중량%와, 소성된 산화이테르븀 4.5중량%와, 알루미나 1.5중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 성형조성물로 성형되며;
상기 맨홀(1)의 바닥면 중심에 고정대고정원판(300)을 안착시키고, 상기 고정대고정원판(300)의 상면 원중심에는 상기 고정대(11)의 하단이 볼트 고정되며, 상기 고정대고정원판(300)은 제1,2반원형커버(310,320) 한 쌍에 의해 고정되고, 상기 제1,2반원형커버(310,320)는 상기 맨홀(1) 바닥면에 앵커볼트로 고정되어 하나의 원판을 형성하면서 중심에는 내경이 형성되며, 상기 내경은 상기 고정대고정원판(300) 보다 작게 형성되고, 상기 고정대고정원판(300)의 외경과 제1,2반원형커버(31,320)가 형성하는 내부공간(340) 사이에는 원주방향으로 60도 간격을 두고 다수개의 코일스프링(330)이 설치된 것을 특징으로 하는 절연 기능을 향상시킨 지중 배전선로 연결장치.