KR102045900B1 - 전선용 착빙 방지 장치 - Google Patents

전선용 착빙 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전선용 착빙 방지 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전선용 착빙 방지 장치는 전선의 적어도 일부 영역을 감싸는 장치몸체;와, 상기 장치몸체를 감싸는 발열유닛; 및 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛 중 적어도 하나에 구비되어 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛을 상기 전선에 고정시키는 고정유닛;을 포함하되, 상기 발열유닛은, 자성을 가지는 물질로 구비되어 상기 전선을 흐르는 전류에 의해 열을 발생시킬 수 있다.

Description

전선용 착빙 방지 장치{FREEZING PREVENTION APPARATUS FOR ELECTRIC WIRE}
본 발명은 전선용 착빙 방지 장치에 관한 것이다.
도 1에는 옥외에 설치된 송,배전선(이하, '전선'이라 함)이 도시되어 있는데 옥외에 설치된 전선(1)은 기후에 따라 큰 영향을 받을 수 있다. 특히, 온도가 영하권으로 하강하고, 폭설이 내리기도 하는 동절기에는 전선(1)에 눈(2)이 쌓이기도 하고, 쌓인 눈이 일부 녹았다가 다시 얼어 착빙(icing)되기도 한다.
전선(1)에 발생한 착빙 또는 빙설(이하, '착빙'이라 함)은 전선의 중량을 증가시켜 전선의 이도를 변화시키기도 하고, 전선의 손상 또는 파손을 유발하기도 한다. 전선의 손상 또는 파손이 발생하여 수리를 진행하게 되면 수리비용이 발생할 뿐만 아니라, 곳곳에 정전을 유발하기도 하여 고객의 불편을 초래하기도 한다.
특히, 착빙이 자주 발생하는 지역에서는 전선도약(sleet jump) 즉, 전선 위에 쌓여있는 착빙이 어떠한 원인으로 떨어지게 되면서 팽팽했던 전선이 장력을 잃어 반동에 의해 높게 튀어오르는 현상에 의한 단락사고의 발생 위험성이 현저히 높아지게 되는데 이를 그대로 방치하면 향후 초대형 정전사고를 발생시킬 위험성이 매우 높아지게 된다.
게다가, 강원권의 산악지대는 기상악화 또는 폭설 등으로 수리 및 복구작업을 수행하기에 용이한 환경도 아니어서 이러한 초대형 정전사고를 사전에 방지하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다.
JP 1995-235218 A (1995.09.05)
본 발명은 전선에 발생하는 착빙을 사전에 방지하고, 송,배전선로의 안전성을 확보하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 송,배전선로의 유지보수비용을 절감하여 제조원가 절감에 기여하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 전선용 착빙 방지 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전선용 착빙 방지 장치는 전선의 적어도 일부 영역을 감싸는 장치몸체;와, 상기 장치몸체를 감싸는 발열유닛; 및 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛 중 적어도 하나에 구비되어 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛을 상기 전선에 고정시키는 고정유닛;을 포함하되, 상기 발열유닛은, 자성을 가지는 물질로 구비되어 상기 전선을 흐르는 전류에 의해 열을 발생시키고, 상기 장치몸체는, 탄성을 가진 재질로 구비되고, 단부가 상기 발열유닛 방향으로 연장되어 상기 발열유닛의 외주를 덮도록 절곡된 절곡돌기;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛은, 분할형으로 제공되고, 상기 고정유닛은, 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛을 결합하여 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛이 상기 전선을 둘레방향으로 감싸게 할 수 있다.
또한, 상기 장치몸체는, 상기 전선을 상기 전선의 둘레방향으로 일정 영역 감싸는 제1장치몸체; 및 상기 전선에서 상기 제1장치몸체에 의해 감싸진 영역 이외를 감싸는 제2장치몸체;를 포함하고, 상기 발열유닛은, 상기 제1장치몸체의 외주를 감싸는 제1발열체; 및 상기 제2장치몸체의 외주를 감싸는 제2발열체;를 포함할 수 있다.
그리고 바람직하게 상기 발열유닛은, 알루미늄을 포함하는 재질로 구비되고, 상기 절곡돌기가 삽입되도록 오목하게 형성된 돌기삽입홈;을 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 절곡돌기 및 상기 돌기삽입홈은, 상기 전선의 둘레방향으로 복수개가 형성될 수 있다.
한편 다른 측면으로서의 본 발명은 전선의 적어도 일부 영역을 감싸는 발열유닛의 외주를 감싸는 장치몸체; 및 상기 장치몸체 또는 상기 발열유닛에 구비되어 상기 장치몸체 또는 상기 발열유닛을 상기 전선에 고정시키는 고정유닛;을 포함하되, 상기 발열유닛은, 자성을 가지는 물질로 구비되어 상기 전선을 흐르는 전류에 의해 열을 발생시키고, 상기 장치몸체는, 탄성을 가지는 재질로 구비되어 상기 발열유닛을 상기 전선의 중심방향으로 가압하는 전선용 착빙 방지 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 고정유닛은, 몸체부가 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛 중 적어도 하나를 관통하는 고장력볼트; 및 상기 고장력볼트에 체결되는 너트부재;를 포함할 수 있다.
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본 발명에 따르면 전선에 발생하는 착빙을 사전에 방지할 수 있고 송,배전선로의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 작업자의 작업 안전성을 확보할 수 있고, 인명피해를 사전에 방지할 수 있다.
더하여, 송,배전선로의 유지보수비용을 절감할 수 있다.
도 1은 통상의 전선의 착빙 상태를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전선용 착빙 방지 장치가 전선에 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 3은 전선용 착빙 방지 장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 전선용 착빙 방지 장치가 전선에 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 전선용 착빙 방지 장치의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 고정유닛의 정면도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 고정유닛의 작동상태도이다.
본 발명의 실시 예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
도 2에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전선용 착빙 방지 장치(100)가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 전선용 착빙 방지 장치(100)는 전선(20)의 적어도 일부 영역에 배치될 수 있고, 전선(20)의 길이방향(22)으로 복수개가 마련될 수 있으며, 복수개가 마련되는 경우 각각의 전선용 착빙 방지 장치는 상호 일정거리 이격되어 구비될 수 있다.
전선(20)의 일측에 제1 전선용 착빙 방지 장치(100a)가 마련되면, 상기 제1 전선용 착빙 방지 장치(100a)로부터 일정 간격 이격되어 제2 전선용 착빙 방지 장치(100b)가 마련될 수 있고, 제3 전선용 착빙 방지 장치(100c)도 이와 같이 마련될 수 있다.
다만, 전선용 착빙 방지 장치(100)의 개수, 상호 이격되는 간격 및 설치 위치는 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 착빙이 발생하는 위치, 발생 빈도 및 착빙 또는 빙설의 양 등을 고려하여 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.
본 발명에 따른 전선용 착빙 방지 장치(100)는 전선(20)을 상기 전선(20)의 둘레방향(21)으로 감싸는 장치몸체(110), 상기 장치몸체를 감싸는 발열유닛(120) 및 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛 중 적어도 하나에 구비되어 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛을 상기 전선(20) 상에 고정시키는 고정유닛(130)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 발열유닛(120)은 자성을 가지는 물질로 구비되어 상기 전선(20)을 흐르는 전류에 의해 열을 발생시키도록 제공될 수 있다.
즉, 전선(20) 전류에 의해 발생하는 자계에 의해 상기 전선(20)을 감고 있는 발열유닛(120)에 히스테리시스 손실 또는 와전류 손해를 유도하고, 이때 발생하는 발열작용에 의해 내리는 눈 또는 고착된 얼음을 녹일 수 있다.
히스테리시스란, 자성을 가진 물질에 자계를 걸면 내부의 자속밀도가 증가하다가 다시 자계를 0으로 하여도 내부 자속이 완전히 0이 되지 않는 현상으로 인해 외부의 자계가 계속해서 +,-로 바뀌면 자성을 갖는 물질 내부에서 손실이 발생하는 것을 일컫는 말이며, 이때에는 열이 발생하게 된다.
아울러, 히스테리시스 손실은 히스테리시스 루프의 내부면적에 대응되며, 자성을 갖는 물질 내부의 자속밀도와 주파수의 곱에 비례하므로 자연환경 및 기후변화에 따라 필요한 적정 발열량을 설정하고, 설정된 양만큼 발열할 수 있도록 발열유닛(120)의 재질 및 체적 등을 채택할 수 있다.
바람직하게 상기 발열유닛(120)은 알루미늄을 포함하는 합금금속으로 제공될 수 있다. 이와 같이 구비되는 발열유닛(120)에 따르면 통상 대전류 가압시 경부하(70A 기준)에서는 5℃ 이상, 중부하(120A)에서는 10℃ 이상의 열을 발생시킬 수 있어 눈이 내릴 때에도 눈이 전선(20)에 닿기 전에 발열유닛(120)에 먼저 닿게 되고, 발열유닛(120)에 닿은 눈은 발열유닛(120)으로부터 발생된 열에 의하여 녹아내리게 되므로 전선(20)에 착빙이 방지하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 3을 참조로 하여 전선용 착빙 방지 장치(100)를 보다 상세히 설명하면, 장치몸체(110) 및 발열유닛(120)은 분할형으로 제공될 수 있다. 먼저, 상기 장치몸체(도 2의 110)는 전선(도 2의 20)을 둘레방향(도 2의 21)으로 일정 영역 감싸는 제1 장치몸체(111) 및 상기 제1 장치몸체(111)에 의해 감싸진 영역 이외에 나머지 영역을 감싸는 제2 장치몸체(112)로 분할될 수 있다.
또한, 발열유닛(도 2의 120)은 상기 제1 장치몸체(111)를 감싸는 제1 발열체(121) 및 상기 제2 장치몸체(112)를 감싸는 제2 발열체(122)로 분할될 수 있다.
이와 같이 장치몸체(도 2의 110) 및 발열유닛(도 2의 120)을 분할되게 하면 산악지대, 고지대 등에서 송,배전선을 설치할 때 설치 편의성을 높이고, 설치시간을 단축할 수 있는 효과가 있어 작업자의 작업 안전성을 용이하게 확보할 수 있게 된다.
이때, 제1,2 발열체(121,122)의 재질은 전술한 바와 같이 알루미늄을 포함하는 재질일 수 있고, 제1,2 장치몸체(111,112)의 재질은 고전압용 전도성 실리콘 고무 화합물(HCR-Heated Cure Rubber)일 수 있다.
상기 제1,2 장치몸체(111,112)의 재질을 이와 같이 구비하면 상기 제1,2 장치몸체는 일정수준의 탄성을 가지게 되는데, 이때 제1,2 장치몸체(111,112)에 제1,2 발열체(121,122)의 두께에 대응되는 체결홈(114)을 각각 마련하면 제1,2 발열체(121,122)를 상기 체결홈(114)에 끼워넣음으로써 제1,2 장치몸체(111,112) 상에 제1,2 발열체(121,122)를 용이하게 고정할 수 있다.
여기서 제1,2 발열체(121,122)와 체결홈(114) 간의 공차가 넉넉하지 않더라도 제1,2 장치몸체(111,112)가 탄성을 가진 재질로 구비되기 때문에 그 탄성에 의하여 일정 순간에 체결홈(114)의 형상이 변형될 수 있기 때문에 제1,2 발열체(121,122)의 체결을 더욱 용이하게 할 수 있다.
더하여, 제1,2 장치몸체(111,112)의 외주에 제1,2 발열체(121,122)를 더욱 견고하게 결합하기 위하여 상기 제1,2 장치몸체(111,112)는 각각 절곡돌기(113)를 포함할 수 있다.
상기 절곡돌기(113)는 상기 제1,2 장치몸체(111,112)의 단부가 상기 제1,2 발열체(121,122) 방향으로 각각 연장되어 제1,2 발열체(121,122)를 덮도록 절곡되어 형성된 것으로서, 도 3에서 보이는 바와 같이 'ㄱ' 또는 'ㄴ'의 형상을 가질 수 있다.
또한, 제1,2 발열체(121,122)는 상기 절곡돌기(113)가 삽입되도록 오목하게 형성된 돌기삽입홈(123)을 각각 포함할 수 있다.
따라서, 탄성을 가진 절곡돌기(113)가 제1,2 발열체(121,122)의 돌기삽입홈(123)에 삽입되어 상기 제1,2 발열체(121,122)를 전선(20)의 중심방향(도 2의 23)으로 가압할 수 있게 되며, 이에 따라 제1,2 발열체(121,122) 및 제1,2 장치몸체(111,112) 간의 결합이 더욱 견고해지게 된다.
이때, 상기 절곡돌기(113) 및 돌기삽입홈(123)은 각각 일대일 대응되게 구비될 수 있고, 복수개가 마련될 수 있으나 이들의 개수는 반드시 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 절곡돌기 및 돌기삽입홈의 형상 또한 본 발명에 의해 한정되지 않으며 작업자 및 작업환경에 의해 적절히 변경되어 적용될 수 있다.
한편, 상기 제1,2 장치몸체(111,112) 및 제1,2 발열체(121,122)를 전선(도 2의 20)에 고정하기 위해 고정유닛(130)이 사용될 수 있다.
고정유닛(130)은 제1,2 장치몸체 및 제1,2 발열체 중 적어도 하나를 관통하는 고장력볼트(131) 및 상기 고장력볼트(131)에 체결되는 너트부재(137)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에서는 상기 고장력볼트(131)가 삽입될 수 있도록 제1,2 발열체(121,122)의 단부를 연장하고, 여기에 관통공(124)을 뚫어 상기 관통공(124)에 고장력볼트(131)가 삽입될 수 있도록 하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 것으로서 고장력볼트 및 너트부재 이외의 다른 체결수단을 사용할 수도 있음은 물론이며, 상기 고장력볼트(131) 및 너트부재(137)의 구체적인 체결방법에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 도 4 및 도 5에는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 전선용 착빙 방지 장치(100)가 도시되어 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 전선용 착빙 방지 장치(100)는 전선(20)의 적어도 일부 영역을 감싸는 발열유닛(120)의 외주를 감싸는 장치몸체(110) 및 상기 장치몸체(110) 또는 상기 발열유닛(120)에 구비되어 상기 장치몸체 또는 상기 발열유닛을 상기 전선(20)에 고정시키는 고정유닛(130)을 포함할 수 있고, 전술한 바와 같이, 전선용 착빙 방지 장치(100)는 전선(20)의 길이방향(22)으로 구비되는 제1,2,3 전선용 착빙 방지 장치(100a,100b,100c)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예의 구체적인 구성은 이하에서 설명하는 사항 이외에는 전술한 실시 예와 동일할 수 있고, 이들 실시 예의 차이는 도 5에서 보이듯, 발열유닛(120)과 장치몸체(110)의 체결 위치가 변경된 것이다.
즉, 발열유닛(120)을 전선(도 4의 20)의 외주에 직접 접촉시켜 감고, 상기 발열유닛(120)의 외부에 장치몸체(110)를 감을 수 있는데, 이와 같은 본 발명에 따르면 장치몸체(110)의 탄성에 의하여 상기 장치몸체(110)는 상기 발열유닛(120)을 전선(도 4의 20)을 상기 전선의 중심방향(도 4의 23)으로 가압하게 된다.
이에 따라 발열유닛(120)과 전선(도 4의 20)이 밀착력이 더욱 증대되고, 열손실을 저감할 수 있어 착빙 방지 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다. 아울러, 발열유닛(120)을 전선(도 4의 20)에 직접 접촉시킴으로써 전선(20) 사이사이에 착빙이 발생하는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 10을 참조로 하여 고정유닛(130)에 관해 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 도 6에서 보이듯, 고장력볼트(도 5의 131)는 머리부(133)와 나사산을 포함하는 몸체부(132)를 포함할 수 있고, 상기 몸체부(132)에는 회동부재(134) 및 힌지(135)가 구비되며, 몸체부(132)의 나사산에 맞물리는 나사홈(미도시)을 구비하는 너트부재(137)가 체결될 수 있다.
몸체부(132)와 너트부재(137)의 결합력을 더욱 견고하게 하기 위하여 도 7에서 보이듯, 몸체부(132)의 내부에 회동공간(132a)을 마련하고, 상기 회동공간(132a)에 연결되는 가압부재(136)를 마련한다.
그리고 몸체부(132)의 길이방향으로 스프링(138)을 마련하여 상기 가압부재(136)에 닿게 함으로써 완충작용을 수행하게 할 수 있고, 회동부재(134)는 상기 회동공간(132a) 내에서 회전이동할 수 있도록 힌지(135) 결합할 수 있다.
그러면 도 8에서 보이듯, 너트부재(137)를 몸체부(132)를 따라 회전할수록 너트부재(137)가 머리부(133) 쪽으로 이동하게 되는데 이 과정에서 일부가 몸체부(132)의 외부로 노출된 회동부재(134)를 밀어올리게 된다.
이때, 회동부재(134)는 몸체부(132) 내부의 가압부재(136)에 걸리면서 힌지(135)에 의해 상기 회동부재(134)가 회동공간(132a) 내에서 회전이동하게 되며, 도 9에서 보이듯, 너트부재(137)가 지나가는 동안 상기 회동부재(134)는 회동공간(132a) 내로 도피하고 있게 된다.
이어, 도 10에서 보이듯, 너트부재(137)가 회동부재(134)를 완전히 통과하면 회동부재(134)는 힌지(135)에 의해 다시 회전하면서 일부가 몸체부(132)의 외부로 돌출되어 너트부재(137)의 하단에 걸리게 된다.
이처럼 회동부재(134)의 일부를 너트부재(137)에 걸리게 구성하면 의도치 않게 너트부재(137)와 몸체부(132)가 분리되는 것을 방지할 수 있고, 고장력볼트(도 5의 131)와 너트부재(137)의 결합력을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시 예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1, 20 : 전선 2 : 눈
100 : 전선용 착빙 방지 장치 110 : 장치몸체
111 : 제1 장치몸체 112 : 제2 장치몸체
113 : 절곡돌기 114 : 체결홈
120 : 발열유닛 121 : 제1 발열체
122 : 제2 발열체 123 : 돌기삽입홈
124 : 관통공 130 : 고정유닛
131 : 고장력볼트 132 : 몸체부
133 : 머리부 137 : 너트부재

Claims (9)

  1. 전선의 적어도 일부 영역을 감싸는 장치몸체;
    상기 장치몸체를 감싸는 발열유닛; 및
    상기 장치몸체 및 상기 발열유닛 중 적어도 하나에 구비되어 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛을 상기 전선에 고정시키는 고정유닛;을 포함하되,
    상기 발열유닛은,
    자성을 가지는 물질로 구비되어 상기 전선을 흐르는 전류에 의해 열을 발생시키고,
    상기 장치몸체는,
    탄성을 가진 재질로 구비되고,
    단부가 상기 발열유닛 방향으로 연장되어 상기 발열유닛의 외주를 덮도록 절곡된 절곡돌기;를 포함하는 전선용 착빙 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치몸체 및 상기 발열유닛은,
    분할형으로 제공되고,
    상기 고정유닛은,
    상기 장치몸체 및 상기 발열유닛을 결합하여 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛이 상기 전선을 둘레방향으로 감싸게 하는 전선용 착빙 방지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장치몸체는,
    상기 전선을 상기 전선의 둘레방향으로 일정 영역 감싸는 제1장치몸체; 및
    상기 전선에서 상기 제1장치몸체에 의해 감싸진 영역 이외를 감싸는 제2장치몸체;를 포함하고,
    상기 발열유닛은,
    상기 제1장치몸체의 외주를 감싸는 제1발열체; 및
    상기 제2장치몸체의 외주를 감싸는 제2발열체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전선용 착빙 방지 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발열유닛은,
    알루미늄을 포함하는 재질로 구비되고,
    상기 절곡돌기가 삽입되도록 오목하게 형성된 돌기삽입홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전선용 착빙 방지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절곡돌기 및 상기 돌기삽입홈은,
    상기 전선의 둘레방향으로 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 전선용 착빙 방지 장치.
  7. 전선의 적어도 일부 영역을 감싸는 발열유닛의 외주를 감싸는 장치몸체; 및
    상기 장치몸체 또는 상기 발열유닛에 구비되어 상기 장치몸체 또는 상기 발열유닛을 상기 전선에 고정시키는 고정유닛;을 포함하되,
    상기 발열유닛은,
    자성을 가지는 물질로 구비되어 상기 전선을 흐르는 전류에 의해 열을 발생시키고,
    상기 장치몸체는,
    탄성을 가지는 재질로 구비되어 상기 발열유닛을 상기 전선의 중심방향으로 가압하는 전선용 착빙 방지 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 고정유닛은,
    몸체부가 상기 장치몸체 및 상기 발열유닛 중 적어도 하나를 관통하는 고장력볼트; 및
    상기 고장력볼트에 체결되는 너트부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전선용 착빙 방지 장치.
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