KR101995327B1 - 배전용 케이블 단락 보강 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배전용 케이블 단락 보강 장치에 관한 것으로, 배전용 케이블들을 안정적으로 배선함은 물론 배전용 케이블의 절연물(피복)의 변형을 감지하여 통제실에 안내함과 아울러 능동적으로 변형부분을 보호함으로써 단락을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치는, 배전용 케이블(1)의 배선 방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 배전용 케이블을 지지하는 서포트(10)와; 상기 서포트들 사이에 원주방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 배열되면서 상기 배전용 케이블을 따라 설치되는 레일(50)과; 상기 레일에 상기 배전용 케이블의 배선방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되며 상기 배전용 케이블과의 거리 및 상기 배전용 케이블 주변의 온도를 감지하는 다수의 센서로 구성되는 센서모듈(20)과; 상기 서포트들 중에서 이웃하는 서포트들의 사이에 설치되며 상기 배전용 케이블의 둘레부를 덮어 보호하는 보호관(30)과; 상기 보호관을 구동하는 보호관 구동수단과; 상기 보호관 구동수단 및 센서모듈의 구동을 제어하는 한편, 상기 센서모듈의 다수의 센서에 의해 감지된 현재 감지 값과 기준 값을 비교하여 현재 감지 값이 기준 값을 벗어나면 통제실에 알람을 출력하여 배전용 케이블의 절연물의 변형을 안내하는 동시에 상기 보호관 구동수단의 구동을 제어하여 상기 보호관을 상기 배전용 케이블의 둘레부 중에서 손상부로 이동시켜 상기 손상부를 덮어 보호하는 컨트롤러(40)를 포함한다. 그리고, 본 발명은 배전용 케이블의 주변에서 접근하는 지장물의 거리를 감지하여 지장물의 접근 전에 충돌정보를 예측하여 대처가 가능하도록 지장물측 거리센서를 포함한다.

Description

배전용 케이블 단락 보강 장치{SHORT CIRCUIT REINFORCEMENT UNIT OF ELECTRIC POWER SUPPLY CABLE}

본 발명은 배전용 케이블 단락 보강 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전용 케이블들을 안정적으로 배선함은 물론 배전용 케이블의 절연물(피복)의 변형을 감지하여 통제실에 알람함과 아울러 능동적으로 변형부분을 보호함으로써 단락을 방지하는 배전용 케이블 단락 보강 장치에 관한 것이다.

이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.

일반적으로 배전용 케이블은 전압이 흐르기 때문에 케이블의 도선이 노출되어 다른 도선이나 이물질 등과 접촉됨에 따라 단락사고가 발생하는 문제점이 있으며, 배전용 케이블의 단락 원인으로는 절연물의 자연열화 또는 제작불량, 케이블의 절연물 자연 열화, 케이블 공사의 시공 또는 단말처리 불량, 개폐기의 제작불량 또는 절연물의 자연 열화, 변압기의 제작 불량 또는 절연물의 자연 열화, 계기용 변압기의 절연물 자연 열화, 보수 불량 등이 있다.

배전용 케이블의 단락 방지 등을 위한 특허문헌으로 예를 들어, 특허문헌(대한민국 등록특허 제10-1204407호, 배전용 단락 케이블 보강부재)은 상부커버와 하부커버가 상호 겹침 되어 내부에 공간부가 형성되며 양측 면에 다수개의 결합홈이 형성되는 본체부와, 원통의 형상으로 일 측면에 다수개의 제1연결홈이 형성되며 내부에 제1중공부가 형성되되, 내측에 고정되는 제1조임부재와 상기 제1조임부재와 대응되며 유동하는 제2조임부재로 구성되는 제1조임부와, 외부 일 측에 돌출되며 제1걸림홈이 형성되고 돌출되는 상측 중앙부에 상기 제1중공부와 연결되는 제1관통 홈이 형성되는 제1돌출부와, 상기 제1관통 홈의 내부로 삽입되며 일측에 제1걸림턱이 형성되어 상기 제1걸림홈에 걸림 되는 제1가압부재와, 상기 제1가압부재의 하부와 상기 제2조임부재의 상부를 상호 연결하며 완충작용을 하는 제1탄성부재와, 상기 제1가압부재의 상부를 덮는 보호커버로 구성되는 제1결합부와, 상기 제1결합부와 동일하게 구성되되, 상기 본체부의 타 측에 대칭되어 구성되는 제2결합부와, 상기 제1결합부와 제2결합부의 제1, 2연결홈과 상기 본체부의 결합홈을 상호 결합하는 결합부재로 구성되었다.

특허문헌 등의 종래기술은 배전용 케이블의 고정력 증대를 통해 단락을 보강하는 것일 뿐이며 또한, 배전용 케이블의 손상을 모니터링하기 위한 특허문헌들도 있으나 이들 모두 배전용 케이블의 손상을 감지하여 능동적으로 일시적이더라도 보호하는 기술은 없다.

대한민국 등록특허 제10-1204407호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배전용 케이블들을 안정적으로 배선함은 물론 배전용 케이블의 절연물(피복)의 변형을 감지하여 통제실에 얀내함과 아울러 능동적으로 변형부분을 보호함으로써 단락을 방지하는 배전용 케이블 단락 보강 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치는, 배전용 케이블의 배선 방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 배전용 케이블을 지지하는 서포트와; 상기 서포트들 사이에 원주방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 배열되면서 상기 배전용 케이블을 따라 설치되는 레일과; 상기 레일에 상기 배전용 케이블의 배선방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되며 상기 배전용 케이블과의 거리 및 상기 배전용 케이블 주변의 온도를 감지하는 다수의 센서로 구성되는 센서모듈과; 상기 서포트들 중에서 이웃하는 서포트들의 사이에 설치되며 상기 배전용 케이블의 둘레부를 덮어 보호하는 보호관과; 상기 보호관을 구동하는 보호관 구동수단과; 상기 보호관 구동수단 및 센서모듈의 구동을 제어하는 한편, 상기 센서모듈의 다수의 센서에 의해 감지된 현재 감지 값과 기준 값을 비교하여 현재 감지 값이 기준 값을 벗어나면 통제실에 알람을 출력하여 배전용 케이블의 절연물의 변형을 안내하는 동시에 상기 보호관 구동수단의 구동을 제어하여 상기 보호관을 상기 배전용 케이블의 둘레부 중에서 손상부로 이동시켜 상기 손상부를 덮어 보호하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치에 의하면, 배전용 케이블을 서포트를 통해 지지하고 아울러 센서를 이용하여 배전용 케이블의 변화를 감지하여 빠른 보수가 가능하며 또한 보호관을 통해 손상부를 직접 보호하여 보수작업 이전에 단락을 방지하고 단락으로 인한 전력수급 불량과 대형사고를 방지하는 효과가 있다.

그리고, 배전용 케이블 주변의 지장물이 접근하는 것을 감지하여 지장물의 접촉 이전에 대처가 가능하도록 함으로써 배전용 케이블의 보호 효과를 향상한다.

도 1은 본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치의 설치 상태 측면도.
도 2는 본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치의 설치 상태 정면도.
도 3은 본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치에 적용된 서포트와 레일의 연결 구조 및 센서모듈의 설치 부위를 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치의 작동을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치에 적용된 보호관의 세부 구성을 보인 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치에 적용된 보호관 구동수단의 도면.

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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치는, 배전용 케이블(1)을 지지하는 서포트(10), 배전용 케이블(1)의 변형을 감지하기 위한 센서모듈(20), 배전용 케이블(1)의 변형부분을 덮어 보호하는 보호관(30), 제어용 컨트롤러(40)를 기본 구성으로 하고, 이들 구성의 작동을 위하여 레일(50) 및 보호관 구동수단이 함께 갖추어진다.

도 1 내지 도 3에서 보이는 것처럼, 서포트(10)는 배전용 케이블(1)의 둘레부를 감싸 지지하도록 원형의 홀이 구비된 구조이며, 설치가 용이하도록 반원형으로 구성된 2개의 부재가 상하로 배치되어 서로 결합(마주하는 단부가 볼트와 너트로 결합)되어 구성된다.

도면에 도시되지는 않았지만 본 발명은 지중 매설관이나 맨홀이나 배전소 등 안에 설치되어 사용되고, 서포트(10)는 외주면에 상기 지중 매설관이나 맨홀이나 배전소 등에 지지되는 다수의 다리부(11)가 구성된다.

서포트(10)는 배전용 케이블(1)의 배선 방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 배열되며, 이웃하는 것들은 레일(50)을 통해 서로 간격을 유지한 상태로 연결된다. 이를 위하여 서포트(10)는 레일(40)이 고정되는 레일 고정부(12)를 포함한다.

레일 고정부(12)는 레일(40)의 단부가 삽입되는 홈의 형태이면서 삽입된 레일(40)의 고정을 위하여 체결구(핀 등)가 체결되는 구성이며, 여기서, 배전용 케이블(1)의 배선방향에 맞춰 레일(40)을 설치하기 위하여 레일(40)은 레일 고정부(12)에 각도 조정 가능하게 연결된다.

레일(50)은 센서모듈(20)의 설치 및 보호관(30)의 이동을 위한 지지기반이며, 막대 형태로 구성되어 배전용 케이블(1)의 원주방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 다수개(도 2에는 4개로 예로 들어 도시됨)가 적용되며, 전술한 것처럼 길이방향의 양측이 이웃하는 서포트(10)의 레일 고정부(12)에 체결구로 고정된다.

레일(50)은 서포트(10)들의 다양한 간격에 맞춰 공용되도록 길이가 조절되는 구조가 바람직하다.

센서모듈(20)은 배전용 케이블(1)의 변형을 확인하기 위하여 배전용 케이블(1)의 상태를 감지하는 것이며, 바람직하게 배전용 케이블(1)의 절연물{1b, 도선(1a)을 감싸 보호하는 피복}의 변형을 확인하기 위한 거리센서를 기본으로 하고, 더불어 배전용 케이블(1) 주변의 온도를 감지하기 위한 온도센서를 포함한다.

센서(거리센서, 온도센서)는 다수개가 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되며, 도면에서는 3개의 센서 즉 제1 내지 제3센서(21,22,23)가 띠(24)를 통해 설치되는 것으로 도시되었다.

제1 내지 제3센서(21,22,23)는 각각 거리와 온도를 감지하여 감지 값을 컨트롤러(40)에 전송하며, 각각의 위치는 보호관(30)의 위치 제어를 위하여 컨트롤러(40)에 설정되어 있다.

띠(24)는 레일(50)에 배전용 케이블(1)을 향해 개방되는 홈(51)에 삽입 장착되며, 즉, 제1 내지 제3센서(21,22,23)는 하나의 띠(24)를 통해 설치 사용된다.

이와 같은 구성의 센서모듈(20)은 배전용 케이블(1)의 모든 부분에서 손상을 확인할 수 있도록 배전용 케이블(1)의 원주방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 다수개가 설치되며, 레일(50)을 매개로 하여 설치된다.

보호관(30)은 레일(50)을 통해 서포트(10)들 사이를 왕복 이동하도록 설치되며, 컨트롤러(40)의 제어를 받는 보호관 구동수단을 통해 배전용 케이블(1)의 둘레부 중에서 손상부의 위치로 이동되어 배전용 케이블(1)의 손상부를 감싸 보호한다.

평상 시 보호관(30)은 배전용 케이블(1)의 둘레부를 감싸지 않아 배전용 케이블(1)의 발열을 유도하지 않아 열화를 유발하지 아니하고 배전용 케이블(1)에 손상부가 발생한 경우 손상부만 덮어 단락 등을 방지한다.

보호관(30)은 센서의 수량에 관계없이 가장 먼저 발생하는 손상부를 보호하도록 1개가 구성되는 것도 가능하고, 센서의 수량과 동일한 수량으로 구성되는 것도 가능하다. 또한, 1개의 보호관(30)은 일측의 서포트(10)에서부터 타측의 서포트(10)까지 전체를 덮을 수 있는 주름관의 형태가 바람직하다.

도 5에서 보이는 것처럼, 보호관(30)은 배전용 케이블(1)과의 사이를 통해 먼지 등이 침투하는 것을 봉쇄하기 위하여 레일(50)에 설치되는 보호관 본체(31), 보호관 본체(31)의 안쪽에 연결되는 보호링(32), 보호관 본체(31)를 지지기반으로 하여 보호링(32)을 배전용 케이블(1)의 둘레부에 밀착되도록 탄력 지지하는 탄성부재로서 코일스프링(33)으로 구성된다.

보호관 본체(31)는 절연재질이 바람직하고 링 형태, 2개의 반원형이 결합되는 형태 등이 가능하며, 단 코일스프링(33)에 의해 보호링(32)이 탄성 변형되도록 탄성 변형되지 않도록 구성된다.

보호링(32)은 보호관 본체(31)의 안쪽에 설치, 즉 배전용 케이블(1)의 둘레부와 대향되도록 설치되며 다수의 코일스프링(33)을 통해 보호관 본체(31)에 연결되고 코일스프링(33)의 탄성력에 의해 배전용 케이블(1)의 둘레부에 밀착되도록 탄성 변형되는 재질로 구성된다.

이와 같은 구조의 보호관(30)은 배전용 케이블(1)의 손상부가 열화로 인하여 홈의 형태인 경우 보호링(32)이 손상부 안에 밀착됨으로써 먼지 등의 침투를 봉쇄하는 것이 가능하다.

보호링(32)은 배전용 케이블(1)의 국부적인 손상부에도 효과적으로 적용되도록 다수의 판재가 링형태로 결합되어 사용되는 것이 바람직하다.

상기 보호관 구동수단은 도 6에서 보이는 것처럼, 구동모터(60), 보호관(30)의 이동 경로를 따라 궤도형으로 배선되며 보호관(30)에 고정되는 구동와이어(61)로 구성된다.

구동모터(60)는 컨트롤러(40)의 제어를 통해 양방향으로 회전하고 아울러 관리자의 수동 스위치 조작에 의해서도 양방향으로 회전한다.

구동와이어(61)는 구동풀리(62)와 종동풀리(63)를 통해 배선된다. 구동풀리(62)와 종동풀리(63)는 레일(50)의 양쪽 끝 또는 이웃하는 서포트(10)에 각각 설치되며, 이 중에서 구동풀리(62)는 구동모터(60)와 연결되어 구동와이어(61)를 양방향으로 회전시킨다.

구동와이어(61)는 센서모듈(20)의 센싱을 간섭하지 않는 위치에 배선되며 클램프 등을 통해 보호관(30)이 고정된다.

상기 보호관 구동수단은 다수의 레일(50) 중에서 하나 이상의 레일(50)에 적용된다.

컨트롤러(40)는 센서모듈(20)의 제1 내지 제3센서(21,22,23)와 통신하여 이들의 감지 값을 저장 및 관리하고 감지 값과 기준 값의 비교를 통해 보호관(30)의 이동을 결정 및 상기 보호관 구동수단의 구동을 제어함으로써 보호관(30)을 배전용 케이블(1)의 손상부로 이동시키고, 또한, 통제실의 서버에 알람을 송출하여 긴급 보수가 이루어지도록 한다.

본 발명은 배전용 케이블(1)의 손상과 함께 외부로부터 지장물이 접촉하는 것을 막아 지장물과의 접촉으로 인한 손상을 방지하도록 다수의 지장물측 거리센서(25)가 더 포함된다.

지장물측 거리센서(25)는 레일(50)의 바깥쪽 면에 설치되며 지장물의 접근으로 인한 거리 정보를 감지하고 컨트롤러(40)는 지장물측 거리센서(25)의 감지 값과 기준 값의 비교를 통해 감지 값이 기준 값을 벗어나는 경우 즉, 지장물이 접촉이 예상되는 거리에 접근하는 경우 통제실의 서버에 알람을 출력한다. 또한, 컨트롤러(40)는 지장물이 배전용 케이블(1)에 접촉하지 못하도록 보호관(30)을 접근 위치로 이동시킨다.

따라서, 다수의 지장물측 거리센서(25)의 위치 정보 및 위치 정보에 따른 보호관(30)의 이동 거리는 컨트롤러(40)에 저장되어 관리된다.

본 발명에 의한 배전용 케이블 단락 보강 장치의 작용은 다음과 같다.

도 1은 평상 시 배전용 케이블(1)의 설치 상태이고, 보호관(30)은 일측의 서포트(10)에 붙은 상태이다.

센서모듈(20)의 제1 내지 제3센서(21,22,23)들은 각각 배전용 케이블(1)과의 거리 및 배전용 케이블(1) 주변의 온도를 감지하고, 이 감지 값은 컨트롤러(40)에 의해 관리되며, 즉 감지 값과 기준 값의 비교, 비교 결과에 따른 보호관(30)의 가동 판단 등이 관리된다.

예를 들어, 도 4에서 보이는 것처럼, 제2센서(22)의 감지 위치에서 배전용 케이블(1)에 손상부가 발생하는 경우 제2센서(22)에 의한 감지 값은 기준 값(범위로 설정 가능)을 벗어나게 되고, 예를 들어 절연물(1b)의 열화로 인하여 제2센서(22)의 거리센서에 의해 감지되는 거리가 달라지게 되고 또한 온도가 달라지게 됨으로써 감지 값이 기준 값을 벗어나게 된다.

이처럼 제2센서(22)의 감지 값이 기준 값을 벗어나는 경우 컨트롤러(40)는 보호관 구동수단을 제어하여 보호관(30)을 제2센서(22)의 감지 위치로 이동시켜 손상부를 감싸도록 함으로써 배전용 케이블(1)의 손상부에 다른 케이블이 접촉되거나 먼지 등의 이물질이 침투하는 것을 막아 단락을 보호한다.

보호관(30)의 초기 위치에서부터 제1 내지 제3센서(21,22,23)까지의 거리는 미리 저장되어 있으며, 컨트롤러(40)는 손상부를 감지한 센서의 정보와 저장된 보호관(30)의 이동 거리 정보의 비교를 통해 보호관(30)의 이동 거리를 제어한다.

통제실의 관리자는 알람을 통해 배전용 케이블(1)의 손상 정보를 확인하며, 배전용 케이블(1)의 긴급 보수가 이루어지도록 한다. 보수 현장에서 관리자는 스위치를 조작하여 보호관(30)을 원위치로 복귀시키고 손상부를 확인한 후 보수한다.

한편, 지장물측 거리센서(25)는 주변에서 접근하는 지장물과의 거리를 감지하여 감지 값을 컨트롤러(40)에 제공하고, 컨트롤러(40)는 지장물측 거리센서(25)에 의한 감지 값이 기준 값보다 적으면 즉 지장물이 접촉 위치에 접근한 것으로 판단되면 통제실의 서버에 알람을 송출한다. 또한, 보호관(30)을 지장물측 거리센서(25)의 위치로 이동시켜 배전용 케이블(1)을 감싸 지장물과의 접촉(충돌)을 막는다.

1 : 배전용 케이블,
10 : 서포트, 20 : 센서모듈
21,22,23 : 제1 내지 제3센서, 24 : 띠
30 : 보호관, 31 : 보호관 본체
32 : 보호링, 33 : 코일스프링
40 : 컨트롤러,

Claims (4)

1. 배전용 케이블(1)의 배선 방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 배전용 케이블을 지지하는 서포트(10)와;
   상기 서포트들 사이에 원주방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 배열되면서 상기 배전용 케이블을 따라 설치되는 레일(50)과;
   상기 레일에 상기 배전용 케이블의 배선방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되며 상기 배전용 케이블과의 거리 및 상기 배전용 케이블 주변의 온도를 감지하는 다수의 센서로 구성되는 센서모듈(20)과;
   상기 서포트들 중에서 이웃하는 서포트들의 사이에 설치되며 상기 배전용 케이블의 둘레부를 덮어 보호하는 보호관(30)과;
   상기 보호관을 구동하는 보호관 구동수단과;
   상기 보호관 구동수단 및 센서모듈의 구동을 제어하는 한편, 상기 센서모듈의 다수의 센서에 의해 감지된 현재 감지 값과 기준 값을 비교하여 현재 감지 값이 기준 값을 벗어나면 통제실에 알람을 출력하여 배전용 케이블의 절연물의 변형을 안내하는 동시에 상기 보호관 구동수단의 구동을 제어하여 상기 보호관을 상기 배전용 케이블의 둘레부 중에서 손상부로 이동시켜 상기 손상부를 덮어 보호하는 컨트롤러(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전용 케이블 단락 보강 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 보호관은 상기 레일에 연결되는 보호관 본체(31), 상기 보호관 본체의 안쪽에 연결되며 상기 배전용 케이블의 절연물의 표면에 밀착되는 절연재질의 보호링(32), 상기 보호관 본체를 지지기반으로 하여 상기 보호링을 상기 배전용 케이블의 둘레부에 밀착되도록 탄력 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전용 케이블 단락 보강 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 레일에 설치되며 상기 배전용 케이블의 둘레부를 향해 다가오는 지장물을 감지하는 지장물측 거리센서(25)를 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 지장물측 거리센서의 감지 값과 기준 범위의 비교를 통해 지장물이 기준 범위 이내에 근접되면 알람을 출력함과 아울러 상기 보호관을 이동시켜 상기 지장물과 상기 배전용 케이블의 접촉을 차단하는 것을 특징으로 하는 배전용 케이블 단락 보강 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 보호링은 다수의 판재가 링의 형태로 조립되는 것을 특징으로 하는 배전용 케이블 단락 보강 장치.
   
   
   
   
   

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