KR102018081B1 - 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중 송전선로의 중간 접속지점이나 선로가 꺾이는 지점 등과 같이 맨홀을 이용하여 배선되어야 하는 지점에서 맨홀 내부의 침수에 따른 누전, 그로 인해 발생되는 감전 등과 같은 안전사고를 미리 예방하고, 유해가스로 인한 질식사고 등도 미연에 방지할 수 있도록 개선된 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치에 관한 것이다.

Description

지중 송전선로의 누전차단과 감시장치{Underground distribution line device with earth leakage protection function}

본 발명은 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중 송전선로의 중간 접속지점이나 선로가 꺾이는 지점 등과 같이 맨홀을 이용하여 배선되어야 하는 지점에서 맨홀 내부의 침수에 따른 누전, 그로 인해 발생되는 감전 등과 같은 안전사고를 미리 예방하고, 유해가스로 인한 질식사고 등도 미연에 방지할 수 있도록 개선된 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치에 관한 것이다.

전기를 송전하는 송전선로는 철탑 등을 이용하여 공중에 설치되는 것이 일반적이며, 이러한 철탑이 포함되는 전주와 공중 전선은 도시 또는 주변 미관을 해치는 문제점이 있으므로 지중 매설 형태로 교체시공하거나 신설시공하는 추세이다.

종래 지중송전선로 시공법에는 직매식과 관로식, 그리고 전력구식으로 크게 나눌 수 있다.

직매식과 관로식은 전선관의 사용 유무에 따라 다를 뿐 그 시공형태가 유사하다.

이러한 직매식과 관로식은 도 1에 도시된 바와 같이, 케이블 또는 케이블 관로, 중간 접속지점이나 선로가 꺾이는 지점에 사용되는 맨홀(10)은 지하에 매설되고, 변압기(T/R,11)와 개폐기(S/W,12)는 지상에 설치하며, 이 기기들이 설치되는 지점에서만 케이블을 지상으로 인출하여 기기에 연결하는 방식이다.

그런데, 맨홀(10)을 사용해야 하므로 지중 송전선로를 교체 시공하거나 신설 시공할 때 안전사고의 위험이 매우 크다.

이를 테면, 맨홀(10) 침수시 누전에 따른 감전사고의 위험이 매우 높고, 또한 유지보수를 위해 맨홀(10) 진입시 내부의 산소 부족 및 유해가스로 인한 질식사고의 위험도 매우 높다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 지중 송전선로의 중간 접속지점이나 선로가 꺾이는 지점 등과 같이 맨홀을 이용하여 배선되어야 하는 지점에서 맨홀 내부의 침수에 따른 누전, 그로 인해 발생되는 감전 등과 같은 안전사고를 미리 예방하고, 유해가스로 인한 질식사고 등도 미연에 방지할 수 있도록 개선된 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 지중 송전선로의 분기, 중간접속을 위해 지중에 매립되는 맨홀본체(20)와; 상기 맨홀본체(20)의 개방된 상단부를 밀폐하는 맨홀커버(30);를 포함하는 지중 송전선로장치에 있어서;
상기 맨홀커버(30)의 상면에는 일정깊이 설치홈(32)이 요입 형성되며; 상기 설치홈(32)에는 다수의 탄지스프링(33)이 배열되고; 상기 탄지스프링(33)의 상단에는 압전소자(piezoelectric element) 다수개가 내장된 압전판(34)이 안착되며; 상기 압전판(34)의 상면에는 다수의 압전돌기(35)를 가진 가압판(36)이 배치되고; 상기 가압판(36)의 상면에는 차륜 유도판(37)이 일체로 구비되며;
상기 맨홀커버(30)의 하면에는 상기 압전판(34)에서 생성된 전기를 집전하는 ESS(Energy Storage System)(40)가 고정되고;
상기 ESS(40)에는 컨트롤러(50)가 연결되며;
상기 맨홀본체(20)의 둘레 일부에는 직경방향으로 대칭되게 각각 외향돌출되어 내부에 공간을 갖는 돌출부(24)가 마련되고, 상기 돌출부(24)에는 각각 배수펌프(60)와 환기팬(70)이 설치되며, 상기 배수펌프(60)와 환기팬(70)은 상기 컨트롤러(50)에 전기적으로 연결되어 구동 제어되고;
상기 배수펌프(60)의 흡입단에는 맨홀의 바닥면까지 배관된 흡수관(62)이 연결되며, 상기 배수펌프(60)의 배출단에 연결된 배수관(64)은 지중을 따라 배수로와 통하도록 배관되고;
상기 환기팬(70)은 맨홀 내부 공기를 흡입하여 외부로 배출하도록 배출쪽에 배기관(74)을 구비하고, 상기 배기관(74)은 지중을 따라 배수로상의 공기중에 노출되도록 배관되며;
상기 맨홀본체(20)의 내부의 상단부에는 직경방향으로 대칭되게 서로 마주보고 한 쌍의 소화액분무기(80)를 더 구비하고;
상기 맨홀본체(20)의 내주면에는 직경방향으로 서로 대칭되게 위치고정돌기(82)가 돌출되어 상기 소화액분무기(80)가 걸려 안착될 수 있도록 구성되며;
상기 소화액분무기(80)는 'ㄱ' 형상으로 형성되고 내부가 비어 있는 분무기몸체(84)와, 상기 분무기몸체(84)의 수직면 바깥쪽에서 돌출된 'ㄱ' 형상의 걸이구(86)와, 상기 분무기몸체(84)의 내측면에 형성된 다수의 분사공(88)과, 상기 분무기몸체(84)의 표면에 절개형성된 개방부(OPN)를 밀폐하는 커버(COV)와, 상기 개방부(OPN)를 통해 상기 분무기몸체(84)에 내장되는 소화액튜브(TB)로 이루어지고;
상기 소화액튜브(TB)에는 소화액이 채워지며, 상기 소화액은 액상탄산가스 20중량%와, 중탄산나트륨 35중량%와, 제1인산암모늄 10중량%와, 이소티오시안산 알릴 5중량% 및 나머지 물로 이루어져 소화기능을 수행함과 동시에 유해가스 분해제거 기능을 수행하도록 구성되고;
상기 개방부(OPN)의 둘레에는 간격을 둔 이중구조의 돌턱(DT)이 더 형성되고, 상기 커버(COV)의 둘레면에는 상기 돌턱(DT) 사이로 끼워지는 돌턱끼움부(IST)를 형성하여 접착제의 개재하에 상기 돌턱끼움부(IST)를 상기 돌턱(DT) 사이에 끼워넣어 접착 고정하는 것을 특징으로 하는 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치를 제공한다.

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본 발명에 따르면, 지중 송전선로의 중간 접속지점이나 선로가 꺾이는 지점 등과 같이 맨홀을 이용하여 배선되어야 하는 지점에서 맨홀 내부의 침수에 따른 누전, 그로 인해 발생되는 감전 등과 같은 안전사고를 미리 예방하고, 유해가스로 인한 질식사고 등도 미연에 방지할 수 있도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 지중 송전선로의 맨홀 배선예를 보인 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치를 구성하는 누전방지용 안전맨홀의 구현예를 보인 예시도이다.
도 3은 도 2의 요부를 발췌하여 보인 예시적인 확대도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치를 구성하는 누전방지용 안전맨홀의 방염구조를 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 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치는 주기적으로 배수하여 침수를 예방하고 이를 통해 송전선로의 누전에 따른 감전사고를 차단함과 동시에 주기적으로 환기시켜 지중 송전선로의 분기, 신설, 유지 보수를 위해 맨홀 진입시 작업자가 유해가스 중독에 의한 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 지중 송전선로장치는 맨홀의 구조를 새롭게 구성한 것이 특징이며, 이에 따른 맨홀구조는 지중에 매립되는 맨홀본체(20)를 포함한다.

그리고, 상기 맨홀본체(20)의 개방된 상단부는 맨홀커버(30)에 의해 밀폐된다.

이때, 상기 맨홀커버(30)는 맨홀본체(20)의 내경에 형성된 걸림턱(22)에 안착되는 방식으로 밀폐된다.

그런데, 맨홀커버(30)는 긴밀한 씰링구조를 갖는 것이 아니라 단순히 덮여지는 것이므로 틈새가 있어 맨홀 내부로 외부공기 및 빗물 등이 침투할 수 있는 것이 일반적이다.

아울러, 맨홀은 통상 도심의 도로 상에 설치되는 것이 많아 차량 통행에 따라 맨홀커버(30)가 차륜에 의해 수없이 많은 압력을 받는다.

본 발명은 이점에 착안하여 맨홀 자체적으로 전기를 생산할 수 있는 시스템을 갖춤으로써 상용전원을 사용하지 않고도 배수와 환기를 주기적으로 수행할 수 있도록 구성한 점에 특징이 있다.

이의 구현을 위해, 상기 맨홀커버(30)의 상면에는 일정깊이 설치홈(32)이 요입 형성된다.

그리고, 상기 설치홈(32)에는 다수의 탄지스프링(33)이 배열되고, 상기 탄지스프링(33)의 상단에는 압전판(34)이 안착되며, 상기 압전판(34)의 상면에는 다수의 압전돌기(35)를 가진 가압판(36)이 배치되고, 상기 가압판(36)의 상면에는 차륜 유도판(37)이 일체로 구비된다.

이때, 상기 차륜유도판(37)의 양단은 설치시 지면과 약간의 간격을 갖고 공간(S)을 형성하도록 핀(Fin:지느러미) 형상을 갖도록 하여 탄성복귀력을 증대시킬 수 있도록 구성됨이 특히 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 압전판(34)은 공지의 압전소자(piezoelectric element) 다수개가 내장된 판으로서 압력변화에 의해 압전현상을 일으키면서 전기를 생성하는 공지의 압전소자를 통해 전기를 생산하도록 구성된 것이다.

따라서, 차량이 차륜유도판(37)을 통과하면서 가압하는 압력변화에 따라 전기가 생산되게 되며, 생산된 전기는 맨홀커버(30)의 하면에 고정된 ESS(Energy Storage System)(40)에 집전되도록 배선된다.

특히, 상기 ESS(40)에는 컨트롤러(50)가 연결되어 배수 혹은 환기에 필요한 구동을 제어하도록 구성된다.

한편, 상기 맨홀본체(20)의 둘레 일부에는 직경방향으로 대칭되게 각각 외향돌출되어 내부에 공간을 갖는 돌출부(24)가 마련되고, 상기 돌출부(24)에는 각각 배수펌프(60)와 환기팬(70)이 설치되며, 상기 배수펌프(60)와 환기팬(70)은 상기 컨트롤러(50)에 전기적으로 연결되어 구동 제어된다.

이 경우, 상기 배수펌프(60)의 흡입단에는 맨홀의 바닥면까지 배관된 흡수관(62)이 연결되고, 상기 배수펌프(60)의 배출단에 연결된 배수관(64)은 지중을 따라 배수로(미도시)와 통하도록 배관된다.

또한, 상기 환기팬(70)은 맨홀 내부 공기를 흡입하여 외부로 배출하도록 구성되는데, 이를 위해 배출쪽에 배기관(74)을 구비하고, 이 배기관(74)이 지중을 따라 배수로(미도시)상의 공기중에 노출되도록 배관된다.

그러면, 일정조건, 이를 테면 맨홀 내부의 수위정보(수위 감시장치 또는 수위 계측센서 이용, 일반적으로 알 수 있는 구성이어서 도면에 도시하지 않음) 혹은 공기질센서(공기질 감시장치 이용, 일반적으로 알 수 있는 구성이어서 도면에 도시하지 않음) 등을 통해 검출한 정보를 활용하여 컨트롤러(50)가 판독한 후 배수펌프(60) 혹은 환기팬(70)을 구동하여 배수 또는 환기시키게 된다.

이것은 예시적인 것으로서 감시장치 센서를 이용하여 구동할 수도 있고, 주기적으로 무조건 구동되도록 설계될 수도 있다.

이러한 감시장치로 침수에 의한 단전이나 누전, 합선 등을 예방할 수 있고, 유지 보수를 위해 작업자가 들어갈 때 가스중독에 의한 안전사고도 미리 예방할 수 있다.

다른 한편, 본 발명에서는 도 4 내지 도 5의 예시와 같이, 지중 송전선로가 구현되는 맨홀본체(20)의 내부의 상단부에는 직경방향으로 대칭되게 서로 마주보고 한 쌍의 소화액분무기(80)를 더 구비한다.

상기 소화액분무기(80)는 착탈식으로 구성되는데, 이를 위해 상기 맨홀본체(20)의 내주면에는 직경방향으로 서로 대칭되게 위치고정돌기(82)가 돌출되어 상기 소화액분무기(80)가 걸려 안착될 수 있도록 구성된다.

아울러, 상기 소화액분무기(80)는 'ㄱ' 형상으로 형성되고 내부가 비어 있는 분무기몸체(84)와, 상기 분무기몸체(84)의 수직면 바깥쪽에서 돌출된 'ㄱ' 형상의 걸이구(86)와, 상기 분무기몸체(84)의 내측면에 형성된 다수의 분사공(88)과, 상기 분무기몸체(84)의 표면에 절개형성된 개방부(OPN)를 밀폐하는 커버(COV)와, 상기 개방부(OPN)를 통해 상기 분무기몸체(84)에 내장되는 소화액튜브(TB)로 이루어진다.

이때, 상기 소화액튜브(TB)에는 소화액이 채워지고, 상기 소화액은 액상탄산가스 20중량%와, 중탄산나트륨 35중량%와, 제1인산암모늄 10중량%와, 이소티오시안산 알릴 5중량% 및 나머지 물로 이루어진다.

이 경우, 액상탄산가스는 이산화탄소 발생에 따른 소화작용을 촉진하고, 중탄산나트륨은 65℃ 이상으로 가열될 때 이산화탄소를 방출하면서 탄산나트륨으로 변하면서 소화기능을 촉진하게 되며, 제1인산암모늄은 대표적인 소화약제이고, 이소티오시안산 알릴은 신속히 휘발되면서 화재시 발생되는 유해가스를 신속하게 분해 제거하기 위해 첨가된다.

따라서, 맨홀본체(20) 내부에서 누전에 의해 화재가 발생하여 열이 올라가게 되면 소화액튜브(TB)가 팽창하다가 터지게 되고, 이때 소화액이 분사공(88)을 타고 비산되면서 발생된 화재를 초기에 진압하게 된다.

여기에서, 상기 커버(COV)는 소화액튜브(TB)를 장입시킨 후에 완전히 밀봉되어 쉽게 분리되지 않는 강고한 결합을 유지해야 하므로 도시와 같이, 개방부(OPN) 둘레에 간격을 둔 이중구조의 돌턱(DT)이 더 형성되고, 커버(COV)의 둘레면에는 상기 돌턱(DT) 사이로 끼워지는 돌턱끼움부(IST)를 형성하여 접착제의 개재하에 상기 돌턱끼움부(IST)를 상기 돌턱(DT) 사이에 끼워넣어 접착 고정함으로써 강고한 고정구조를 이룰 수 있게 된다.

20: 맨홀본체 30: 맨홀커버
40: ESS 50: 컨트롤러
60: 배수펌프 70: 환기팬

Claims (1)

1. 지중 송전선로의 분기, 중간접속을 위해 지중에 매립되는 맨홀본체(20)와; 상기 맨홀본체(20)의 개방된 상단부를 밀폐하는 맨홀커버(30);를 포함하는 지중 송전선로장치에 있어서;
   상기 맨홀커버(30)의 상면에는 일정깊이 설치홈(32)이 요입 형성되며; 상기 설치홈(32)에는 다수의 탄지스프링(33)이 배열되고; 상기 탄지스프링(33)의 상단에는 압전소자(piezoelectric element) 다수개가 내장된 압전판(34)이 안착되며; 상기 압전판(34)의 상면에는 다수의 압전돌기(35)를 가진 가압판(36)이 배치되고; 상기 가압판(36)의 상면에는 차륜 유도판(37)이 일체로 구비되며;
   상기 맨홀커버(30)의 하면에는 상기 압전판(34)에서 생성된 전기를 집전하는 ESS(Energy Storage System)(40)가 고정되고;
   상기 ESS(40)에는 컨트롤러(50)가 연결되며;
   상기 맨홀본체(20)의 둘레 일부에는 직경방향으로 대칭되게 각각 외향돌출되어 내부에 공간을 갖는 돌출부(24)가 마련되고, 상기 돌출부(24)에는 각각 배수펌프(60)와 환기팬(70)이 설치되며, 상기 배수펌프(60)와 환기팬(70)은 상기 컨트롤러(50)에 전기적으로 연결되어 구동 제어되고;
   상기 배수펌프(60)의 흡입단에는 맨홀의 바닥면까지 배관된 흡수관(62)이 연결되며, 상기 배수펌프(60)의 배출단에 연결된 배수관(64)은 지중을 따라 배수로와 통하도록 배관되고;
   상기 환기팬(70)은 맨홀 내부 공기를 흡입하여 외부로 배출하도록 배출쪽에 배기관(74)을 구비하고, 상기 배기관(74)은 지중을 따라 배수로상의 공기중에 노출되도록 배관되며;
   상기 맨홀본체(20)의 내부의 상단부에는 직경방향으로 대칭되게 서로 마주보고 한 쌍의 소화액분무기(80)를 더 구비하고;
   상기 맨홀본체(20)의 내주면에는 직경방향으로 서로 대칭되게 위치고정돌기(82)가 돌출되어 상기 소화액분무기(80)가 걸려 안착될 수 있도록 구성되며;
   상기 소화액분무기(80)는 'ㄱ' 형상으로 형성되고 내부가 비어 있는 분무기몸체(84)와, 상기 분무기몸체(84)의 수직면 바깥쪽에서 돌출된 'ㄱ' 형상의 걸이구(86)와, 상기 분무기몸체(84)의 내측면에 형성된 다수의 분사공(88)과, 상기 분무기몸체(84)의 표면에 절개형성된 개방부(OPN)를 밀폐하는 커버(COV)와, 상기 개방부(OPN)를 통해 상기 분무기몸체(84)에 내장되는 소화액튜브(TB)로 이루어지고;
   상기 소화액튜브(TB)에는 소화액이 채워지며, 상기 소화액은 액상탄산가스 20중량%와, 중탄산나트륨 35중량%와, 제1인산암모늄 10중량%와, 이소티오시안산 알릴 5중량% 및 나머지 물로 이루어져 소화기능을 수행함과 동시에 유해가스 분해제거 기능을 수행하도록 구성되고;
   상기 개방부(OPN)의 둘레에는 간격을 둔 이중구조의 돌턱(DT)이 더 형성되고, 상기 커버(COV)의 둘레면에는 상기 돌턱(DT) 사이로 끼워지는 돌턱끼움부(IST)를 형성하여 접착제의 개재하에 상기 돌턱끼움부(IST)를 상기 돌턱(DT) 사이에 끼워넣어 접착 고정하는 것을 특징으로 하는 지중 송전선로의 누전차단과 감시장치.
   

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