KR102163507B1 - 크로스 아암, 및 그것을 포함하는 앵글 타워 및 텐션 타워 - Google Patents

크로스 아암, 및 그것을 포함하는 앵글 타워 및 텐션 타워 Download PDF

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Abstract

일단이 타워 본체(101)에 연결되고 타워 본체(101)와는 반대측의 타단은 자유단인 크로스 아암(110)이 제공된다. 자유단은 단부 연결 부재(111) 및 세장 부재(112)를 포함한다. 세장 부재(112)는 단부 연결 부재(111)에 고정된다. 수평 투영에 있어서, 세장 부재(112)는 단부 연결 부재(111)로부터 돌출하고, 도선(103)은 세장 부재(112)에 연결된다. 세장 부재(112)와 크로스 아암(110)의 중심선 사이의 각도는 도선(103)과 크로스 아암(110)의 중심선 사이의 각도보다 더 크다. 크로스 아암(110)의 자유단에는 점퍼 장치(120)가 추가로 제공되는데, 점퍼 장치(120)는 단부 연결 부재(111) 상에 수평으로 배열되며, 점퍼선을 매다는데 사용된다. 세장 부재를 사용하면, 선회 각도가 충족되는 상황 하에서 도선과 타워 본체 사이의 거리를 증가시킬 수 있어서, 크로스 아암의 길이를 증가시킬 필요 없이, 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극에 대한 요건이 충족된다. 점퍼 장치를 단부 연결 부재에 수평으로 배열하면, 점퍼 장치가 수직 방향으로 공간을 점유하지 않기 때문에, 와이어 층 간 간격이 감소하여, 타워 본체의 크기를 줄일 수 있다.

Description

크로스 아암, 및 그것을 포함하는 앵글 타워 및 텐션 타워
본 개시는 송전 및 변전 장치 기술 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 크로스 아암(cross arm), 및 그것을 포함한 앵글 타워(angle tower) 및 텐션 타워(tension tower)에 관한 것이다.
가공 송전선에서는, 송전탑이 도선을 지지하는 기능을 한다. 구체적으로는, 도선이 송전탑에 고정된 크로스 아암에 의해 지지되어 있다. 특정의 연결 수단이 도선을 송전탑의 크로스 아암의 자유단에 매달고 있다.
앵글 타워는, 라인의 경로 방향을 변경할 필요가 있을 때에 그 경로 방향을 바꾸기 위해서 사용되는 송전탑이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 앵글 타워(10)는 외측 코너(11) 및 내측 코너(12)를 갖는다. 내측 코너(12)에 있는 도선(13)은 앵글 타워(10)로부터 멀어지는 경향이 있고, 외측 코너(11)에 있는 도선(14)은 먼저 앵글 타워(10)에 접근하고 그 후에 앵글 타워(10)로부터 멀어지는 경향이 있다. 도선과 앵글 타워(10) 사이의 최소 전기적 간극(electrical clearance)에 대한 요건이 있다. 일반적으로, 도선과 앵글 타워(10) 사이의 거리는 전기적 간극 요건을 충족하기 위해서 크로스 아암의 길이를 증가시킴으로써 증가하지만, 과도하게 긴 크로스 아암은 제조상의 어려움을 증대시킨다.
텐션 타워는 보통 불균형의 장력을 견디기 위해 사용되는데, 도선에 작용하는 힘은 일반적으로 텐션 스트링(tension string)에 의해 타워 본체에 전달된다. 텐션 타워는 라인 텐션 타워(line tension tower), 앵글 타워 및 터미널 타워(terminal tower)를 포함하는데, 이것은 도선 및 접지선에 의해 발생하는 수평 하중을 견딜 수 있다. 텐션 타워 양측의 도선들은 점퍼선(jumper wire)에 의해 연결될 필요가 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 텐션 타워(20)에서는, 점퍼선은 내장 애자련(tension insulator string)(21) 및 관련 장착구(fitting)를 사용함으로써 실행될 필요가 있다. 내장 애자련(21) 및 장착구를 사용하면 크로스 아암(22) 사이의 수직 간격이 매우 커지고, 타워 헤드(23)가 대형의 복잡한 구조를 갖게 되어, 유지보수 및 설치에 불편함이 있다. 이는 텐션 타워(20)의 비용이 높아지고 도선에 의해 생기는 하중 및 타워 헤드에 작용하는 풍하중이 커지며 타워 본체가 무거워지는 결과를 초래한다.
종래 기술의 단점을 고려하여, 본 개시의 하나의 목적은 크로스 아암의 길이를 증가시키는 일 없이 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극이 충족될 수 있도록 도선을 지지하기 위해 앵글 타워에 사용되는 크로스 아암을 제공하는 것이다. 본 개시의 다른 목적은 내장 애자 및 장착구들 사이의 복잡한 연결을 생략할 수 있도록 도선을 지지하기 위해 텐션 타워에 사용될 수 있는 크로스 아암을 제공하는 것이다. 그에 따라, 도선들의 층간 간격이 좁아지고, 텐션 타워의 타워 헤드의 크기가 작아진다. 그 결과, 구조가 단순화되며 비용이 줄어든다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 개시는 아래와 같은 기술적 해결책을 채용한다.
본 개시의 일 태양에 따르면, 앵글 타워에 적용되는 크로스 아암이 제공된다. 상기 앵글 타워는 타워 본체를 포함한다. 상기 크로스 아암의 일단은 상기 타워 본체에 연결되고, 상기 타워 본체로부터 멀리 있는 상기 크로스 아암의 타단은 도선을 연결하기 위한 자유단이다. 상기 자유단은 단부 연결 부재(end connecting member) 및 상기 단부 연결 부재에 고정된 세장 부재(elongate member)를 포함한다. 수평 투영(horizontal projection)에서, 상기 세장 부재는 상기 단부 연결 부재로부터 외측으로 연장된다. 상기 도선은 상기 세장 부재에 연결된다. 상기 세장 부재와 상기 크로스 아암의 중심선 사이의 각도는 상기 도선과 상기 크로스 아암의 중심선 사이의 각도보다 더 크다.
도선과 타워 본체 사이의 최소 전기적 간극에 대한 요건이 있다. 이 전기적 간극은 도선에서 타워 본체까지의 최단 공간 거리(space distance)에 관련된다. 최소 전기적 간극은 섬락(flashover)의 유발을 회피하여 개인의 안전을 보장할 수 있다. 본 개시에 따르면, 수평 투영에 있어서, 상기 세장 부재는 상기 자유단으로부터 상기 타워 본체와 평행한 방향 또는 상기 타워 본체로부터 멀어지는 방향으로 외측으로 연장됨으로써, 코너에 있는 2개의 도선의 2개의 매달림 지점(hanging point) 사이의 거리가 증가할 수 있다. 그러면, 도선과 타워 본체 사이의 거리가 증가할 수 있다(즉, 크로스 아암의 길이를 바꾸지 않고서도 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극이 증가한다).
바람직하게는, 상기 세장 부재가 상기 단부 연결 부재의 양측에 배열된다. 코너에 있는 2개의 도선은 단부 연결 부재의 양측에 배열된 세장 부재에 각각 매달릴 수 있어서, 도선과 타워 본체 사이의 거리가 증가할 수 있다.
바람직하게는, 1개의 상기 세장 부재가 상기 단부 연결 부재 상에 배열되고, 코너에 있는 2개의 도선은 상기 세장 부재의 양단에 각각 연결된다. 세장 부재는 단부 연결 부재에 일체로 장착될 수 있고, 단부 연결 부재는 단지 자유단에 고정되기만 하면 된다.
바람직하게는, 상기 세장 부재가 복수 부분의 지지체에 의해 접합되어 있다. 지지체의 적절한 개수는 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극 요건을 충족하는 데 필요한 소망의 길이를 갖는 세장 부재를 조립하도록 선택될 수도 있다. 또한, 세장 부재가 길어야 할 필요가 있는 경우, 그러한 세장 부재를 다수-부분 지지체의 형태로 조립하는 것은 유연성이 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 보강 부재가 상기 세장 부재에 배열된다. 보강 부재의 배열은 세장 부재의 강도(strength) 및 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 보강 부재가 상기 세장 부재 및 상기 단부 연결 부재에 연결된다. 보강 부재, 세장 부재 및 단부 연결 부재는 세장 부재의 강도를 더욱 향상시키는 안정적인 삼각형 구조를 형성할 수도 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 보조 부재가 상기 보강 부재와 상기 세장 부재 사이에 배열되며, 상기 보조 부재는 상기 보강 부재 및 상기 세장 부재에 연결된다. 보조 부재의 배열은 세장 부재의 강성(rigidity)을 더욱 증가시킨다.
바람직하게는, 상기 세장 부재가 상기 앵글 타워의 외측 코너에 배열된다. 외측 코너에서는, 코너에 있는 도선이 먼저 타워 본체에 접근하고 그 후에 타워 본체로부터 멀어지므로, 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극이 요건을 충족하지 않기가 쉽다. 앵글 타워의 외측 코너에 세장 부재를 배열하면 외측 코너에서의 2개의 도선과 타워 본체 사이의 거리를 증가시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 크로스 아암이 복합재 크로스 아암(composite cross arm)이다.
본 개시에 따르면, 또한 앵글 타워가 제공된다. 앵글 타워는 타워 본체 및 상술한 크로스 아암을 포함한다. 앵글 타워는 크로스 아암의 길이를 증가시키지 않고서도 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극에 대한 요건을 충족할 수 있다.
본 개시의 다른 태양에 따르면, 텐션 타워에 적용되는 크로스 아암이 제공된다. 상기 텐션 타워는 타워 본체를 포함한다. 상기 크로스 아암의 일단은 상기 타워 본체에 연결되고, 타워 본체로부터 멀리 있는 상기 크로스 아암의 타단은 도선을 연결하기 위한 자유단이다. 상기 자유단에는 단부 연결 부재 및 점퍼 장치(jumper device)가 제공된다. 상기 점퍼 장치는 상기 단부 연결 부재 상에 수평으로 배열되며, 점퍼선이 매달려 있도록 구성된다.
점퍼 장치는 단부 연결 부재 상에 수평으로 배열되므로, 점퍼 장치가 수직 공간을 차지하지 않을 것이며, 따라서 도선의 층간 간격을 좁힐 수 있다. 그리고, 내장 애자 및 장착구들 사이의 복잡한 연결을 생략할 수 있다. 따라서, 텐션 타워의 타워 헤드의 크기가 감소하여, 구조가 단순화되고 비용이 감소한다.
바람직하게는, 상기 점퍼 장치는 복합재 지주 애자(composite post insulator)이고, 상기 복합재 지주 애자의 일단은 상기 단부 연결 부재에 연결되며, 상기 복합재 지주 애자의 타단에는 상기 점퍼선이 매달려 있다. 점퍼 장치는 크로스 아암의 전기장을 최적화할 수 있는 복합재 지주 애자로서 구성된다.
바람직하게는, 상기 복합재 지주 애자에는 연결용 장착구에 의해 상기 점퍼선이 매달린다. 이는 연결 및 설치가 편리하다.
바람직하게는, 상기 텐션 타워가 앵글 타워이다. 상기 단부 연결 부재는 추가로 세장 부재에 연결된다. 수평 투영에 있어서, 상기 세장 부재는 상기 단부 연결 부재로부터 외측으로 연장된다. 상기 도선은 상기 세장 부재에 연결된다. 상기 세장 부재와 상기 크로스 아암의 중심선 사이의 각도는 상기 도선과 상기 크로스 아암의 중심선 사이의 각도보다 더 크다.
앵글 타워에서는, 도선과 타워 본체 사이의 최소 전기적 간극에 대한 요건이 있다. 이 전기적 간극은 도선에서 타워 본체까지의 최단 공간 거리에 관련된다. 최소 전기적 간극은 섬락의 유발을 회피하여 개인의 안전을 보장할 수 있다. 본 개시에 따르면, 수평 투영에 있어서, 상기 세장 부재는 상기 자유단으로부터 상기 타워 본체와 평행한 방향 또는 상기 타워 본체로부터 멀어지는 방향으로 외측으로 연장된다. 타워 본체의 양측에 있는 2개의 도선의 2개의 매달림 지점 사이의 거리가 증가할 수 있다. 그러면, 도선과 타워 본체 사이의 거리가 증가할 수 있다(즉, 크로스 아암의 길이를 바꾸지 않고서도 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극이 증가할 수 있다).
바람직하게는, 상기 세장 부재가 상기 단부 연결 부재의 양측에 배열된다. 타워의 양측에 있는 2개의 도선은 단부 연결 부재의 양측에 배열된 세장 부재에 매달릴 수 있어서, 도선과 타워 본체 사이의 거리가 증가할 수 있다.
바람직하게는, 1개의 상기 세장 부재가 상기 단부 연결 부재 상에 배열되고, 상기 타워 본체의 양측에 있는 2개의 도선은 상기 세장 부재의 양단에 각각 연결된다. 세장 부재는 단부 연결 부재에 일체로 장착될 수 있고, 단부 연결 부재는 단지 자유단에 고정되기만 하면 된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 보강 부재가 상기 세장 부재에 배열된다. 보강 부재의 배열은 세장 부재의 강도 및 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 보강 부재가 상기 세장 부재 및 상기 단부 연결 부재에 연결된다. 보강 부재, 세장 부재 및 단부 연결 부재는 세장 부재의 강도를 더욱 향상시키는 안정적인 삼각형 구조를 형성할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 크로스 아암이 복합재 크로스 아암이다.
본 개시에 따르면, 텐션 타워가 제공된다. 텐션 타워는 상기 타워 본체 및 상기 크로스 아암을 포함한다. 텐션 타워의 타워 헤드의 크기가 작아져서, 재료 비용이 절약되며 설치가 간편하다.
도 1은 종래의 앵글 타워의 평면도,
도 2는 종래의 텐션 타워의 개략도,
도 3은 본 개시의 예 1에 따른 앵글 타워의 평면도,
도 4는 도 3에 도시된 크로스 아암의 자유단의 부분 확대도,
도 5는 본 개시의 예 2에 따른 크로스 아암의 자유단의 개략도,
도 6은 도 5에 도시된 크로스 아암의 자유단의 부분 확대도,
도 7은 본 개시의 예 3에 따른 앵글 타워의 개략도,
도 8은 본 개시의 예 4에 따른 텐션 타워의 개략도,
도 9는 본 개시의 예 5에 따른 텐션 타워의 개략도,
도 10은 도 9에 도시된 크로스 아암의 자유단의 부분 확대도,
도 11은 본 개시의 예 6에 따른 텐션 타워의 평면도,
도 12은 도 11에 도시된 크로스 아암의 자유단의 부분 확대도.
본 개시의 특정 실시예들이 요청에 따라 본 명세서에 개시될 것이다. 그러나, 본 명세서에 개시된 실시예들은 단지 본 개시의 예시적인 예들이며 다양한 형태로 구체화될 수도 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 명세서에 개시된 세부사항들은 제한적인 것으로 이해되어서는 안 되며, 단지 청구범위의 기준으로서, 그리고 본 명세서에 개시된 여러 특징들의 이용 및 본 명세서에 명시적으로 개시되지는 않았을 수도 있는 특징들과의 조합을 포함하여, 실시에 있어서 본 개시를 임의의 적절한 수단으로 다양하게 적용하도록 통상의 기술자를 교시하기 위한 대표적인 기준으로서 기능한다.
이하에서는, 본 개시의 일 태양에 따른 크로스 아암에 대해, 앵글 타워를 일 예로 취함으로써 설명할 것이다.
예 1
도 3은 라인의 코너에서의 앵글 타워(100)의 사용을 나타내는 개략도이다. 앵글 타워(100)는 타워 본체(101) 및 타워 본체(101)에 배열된 크로스 아암(110)을 포함한다. 코너에 있는 도선(103)은 크로스 아암(110)에 각각 매달려 있다. 본 예에서, 도선(103)은 120도의 코너 각도를 갖는다.
본 예에서, 크로스 아암(110)은, 타워 본체(101)에 연결되는 개방단 및 도선(103)을 연결하는 데 사용되는 자유단으로서 기능하는 선단(apex)을 구비한 V자형 복합재 크로스 아암이다. 크로스 아암(110)은 2개의 크로스 아암 애자(113) 및 자유단을 포함한다. 2개의 크로스 아암 애자(113)는 자유단에서 단부 장착구(end fitting)(111)에 의해 고정된다.
도 4는 크로스 아암의 자유단의 부분 확대도이다. 크로스 아암의 자유단은 단부 장착구(111), 세장 부재(112) 및 점퍼 장치(120)를 포함한다. 구체적으로, 세장 부재(112)는 단부 장착구(111)의 양측에 각각 배열된다. 각 세장 부재(112)는 일단이 단부 장착구(111)에 연결되고 타단이 세장 부재의 동일 측에 있는 도선(103)에 연결된다. 점퍼 장치(120)는 점퍼선을 지지하기 위해 단부 장착구(111)에 고정된다.
본 예에서, 도선(103)과 크로스 아암(110)의 중심선 사이의 각도는 60도이다. 세장 부재(112)는 자유단에 수평으로 배열되며, 세장 부재(112)와 크로스 아암(110)의 중심선 사이의 각도는 90도이다. 세장 부재(112)를 배열하는 것은, 타워 본체(101)의 동일 측에서 2개의, 코너에 있는 도선(103)의 가상 교차점을 연장시키는 것과 마찬가지이다. 따라서, 도선(103)과 타워 본체 사이의 거리가 증가한다. 그러면, 크로스 아암(110)의 길이를 바꾸지 않고서도 도선(103)과 타워 본체(101) 사이의 전기적 간극이 충족될 수 있다.
직관적으로 설명하기 위해, 도 3을 도 1과 비교할 수도 있다. 도 1은 세장 부재가 없는 앵글 타워(10)를 도시하는 반면에, 도 3은 본 실시예에 따른 세장 부재(112)를 구비한 앵글 타워(100)를 도시한다. 도 1 및 도 3의 앵글 타워는 모두 동일한 코너 각도 및 동일한 크로스 아암 길이를 갖는다. 도 3에서의 도선(103)으로부터 타워 본체(101)까지의 거리(L2)는 도 1에서의 도선(13)으로부터 타워 본체까지의 거리(L1)보다 더 크다.
선택적으로, 단부 장착구(111) 상의 임의의 지점을 기점으로 하여 도선(103)과의 평행선을 그리면, 그려진 평행선으로부터 타워 본체(101)까지의 거리가 도선(103)으로부터 타워 본체(101)까지의 거리보다 더 작은 것은 명백하다. 즉, 세장 부재(112)를 구비한 크로스 아암을 앵글 타워에 사용함으로써 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극을 충족하기가 용이해진다.
본 실시예에서, 세장 부재(112)는, 세장 부재(112)와 크로스 아암(110)의 중심선 사이의 각도가 바로 비교될 수 있도록 자유단에 수평으로 배열된다. 그러나, 세장 부재가 완전히 수평면 내에 있지 않을 수도 있음은 명백하다. 세장 부재는, 수평 투영에 있어서 세장 부재와 크로스 아암의 중심선 사이의 각도가 동일 측의 도선과 크로스 아암의 중심선 사이의 각도보다 더 크기만 하면, 수직면 내에서 일정 각도만큼 오프셋될 수도 있다.
또한, 2개의 보강 부재가 크로스 아암(110)의 자유단에 배열된다. 이들 2개의 보강 부재는 경사 부재(116) 및 보조 부재(117)를 포함한다. 경사 부재(116) 및 세장 부재(112)는 V자형 구조를 형성한다. 즉, 경사 부재(116)와 세장 부재(112)의 단부들이 연결용 판(118)에 고정되어 V자형 선단을 형성하고, 경사 부재(116)의 다른 단부는 단부 장착구(111)에 고정된다. 경사 부재(116)의 배열은 세장 부재(112)의 강성 및 강도를 향상시킨다. 보조 부재(117)는 경사 부재(116) 및 세장 부재(112)에 연결되며, 그에 따라 경사 부재(116) 및 세장 부재(112)에 의해 형성되는 V자형 구조가 강화되어, 세장 부재(112)의 강성 및 강도가 더욱 향상된다.
세장 부재(112)의 사용으로 인해, 크로스 아암(110)이 너무 길어지는 것이 방지됨으로써, 크로스 아암(110)을 구비한 앵글 타워는 도선들 사이의 전기적 간극이 충족되지 않는 상황을 피할 수 있다. 앵글 타워는 가볍고, 라인 코리더(line corridor)는 좁다.
코너에 있는 도선의 개수는 본 개시의 발명 요점이 아니므로, 코너의 도선은 또한 분할선(split wires)일 수도 있다. 본 예에서, 세장 부재(112)는 앵글 타워(100)의 외측 코너에 배열될 수 있지만, 세장 부재가 내측 코너에 배열될 수도 있다. 외측 코너의 도선은 먼저 타워 본체에 가까워지고 그 후에 외측 코너에서 타워 본체로부터 멀어지는 반면에, 내측 코너의 도선은 곧바로 내측 코너에서 타워 본체로부터 멀어지기 때문에, 외측 코너에서는, 내측 코너에 비해, 세장 부재를 제공할 필요가 더 있다.
예 2
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 예에서는, 세장 부재(212)가 단부 장착구(211)에 일체로 고정되고, 코너에 있는 도선(203)은 세장 부재(212)의 양단에 각각 연결된다. 예 1과는 대조적으로, 본 예의 세장 부재(212)는 서로 다른 길이를 갖는 5개의 지지체(219)를 접합함으로써 형성된다. 지지체의 적절한 개수는 도선과 타워 본체 사이의 전기적 간극을 충족하는 데 필요한 소망의 길이를 갖는 세장 부재를 조립하도록 선택될 수도 있다. 또한, 세장 부재가 길어야만 하는 경우, 다수-부분 지지체의 형태로 조립하는 것은 유연성이 있다. 본 예에서, 보강 부재 및 보조 부재가 또한 크로스 아암의 자유단에 배열되는데, 이들의 기능 및 구조는 예 1에서와 동일하므로, 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않는다.
예 3
본 개시에 제공되는 세장 부재는 그것이 적용되는 크로스-부재 구조, 재료, 도선의 코너 각도 등을 제한하지 않는다. 도 7에 도시된 바와 같이, 앵글 타워(300) 상의 크로스 아암(310)은 라인형 크로스 아암(line-shaped cross arm)이다. 도선(303)은 100도의 코너 각도를 가지며, 코너에 있는 도선(303)과 크로스 아암(310)의 중심선 사이의 각도는 50도이다. 본 예에서, 세장 부재는 내측 코너와 외측 코너 모두에 배열된다.
구체적으로, 크로스 아암(310)은 크로스 아암 애자(cross arm insulator)(303) 및 타워 본체(301)로부터 멀리 있는 자유단을 포함한다. 자유단은 단부 장착구(311) 및 단부 장착구(311)에 연결된 세장 부재(312)를 포함한다. 세장 부재(312)는 수직면에서의 60도의 경사각과, 크로스 아암(310)의 중심선에 대해 각각 70도 및 110도 2개의 각도를 갖는 직사각형 판이다. 세장 부재(312)와 크로스 아암(310)의 중심선 사이의 어떠한 각도도 도선(303)과 크로스 아암(310)의 중심선 사이의 각도보다 더 크기 때문에, 본 예에서의 크로스 아암(310)은 도선(303)과 타워 본체(301) 사이의 전기적 간극을 충족할 수 있다.
본 예에서, 단부 장착구(311)의 일단은 크로스 아암 애자(313)에 접합된 슬리브이다. 단부 장착구(311)의 타단은 세장 부재(312)에 고정되는 연결용 판이다. 단부 장착구는 통상의 기술자에게 공지되어 있는, 세장 부재에 고정 가능한 임의의 적절한 연결 부재를 포함할 수도 있다. 나아가, 도선은 통상의 기술자에게 공지된 임의의 적절한 연결 수단에 의해, 예컨대 와이어 클램프(wire clamp)를 통해 걸림 고정되는 것에 의해 세장 부재에 연결될 수도 있다.
이하에서는, 본 개시의 다른 태양에 따른 크로스 아암에 대해, 텐션 타워의 예를 사용하여 설명할 것이다.
예 4
도 8에 도시된 바와 같이, 텐션 타워(400)는 이중 회로 송전선에 대해 사용되며 또한 라인 방향을 바꾸기 위해 사용되므로, 이것은 또한 앵글 타워로 여겨질 수도 있다. 앵글 타워로서의 텐션 타워(400)는 타워 본체(401), 및 3상 도선을 각각 연결하기 위해 텐션 타워(400)에 배열된 6개의 크로스 아암(410)을 포함한다. 크로스 아암(410)의 일단은 타워 본체(401)에 연결되고, 타워 본체(401)로부터 멀리 있는 크로스 아암(410)의 타단은 도선(403)을 연결하기 위한 자유단이다. 크로스 아암(410)의 자유단에는 단부 연결 부재(411) 및 점퍼 장치(420)가 제공된다. 점퍼 장치(420)는 점퍼선(402)이 매달리도록 단부 연결 부재(411) 상에 수평으로 배열된다. 본 예에서, 점퍼 장치(420)의 배열은 종래 기술에 관련된 내장 애자련 및 복잡한 장착구 연결 구성들을 대신한다. 각 위상의 크로스 아암들 사이의 수직 거리가 감소함으로써, 텐션 타워(400)의 타워 헤드의 크기도 줄어든다. 타워 본체(401)의 재료가 절약되고, 구조가 단순화되며, 비용이 줄어든다.
구체적으로, 타워 본체(401)는 격자형 철탑일 수 있으며, 또는 막대형 본체, 또는 복합 타워와 같은 다른 형태의 송전 타워 구조일 수도 있다. 본 예에서, 점퍼 장치(420)는 복합재 지주 애자(421)를 포함한다. 복합재 지주 애자(421)는 내측 코어 막대 및 코어 막대 외측의 격납부(shed)를 포함한다. 코어 막대는 에폭시 수지를 함침시킨 유리섬유의 인발 성형(pultrusion)에 의해 몰딩된다. 격납부는 고온 가황 실리콘 고무로 제조되며, 코어 막대 외측에 일체형 진공 사출에 의해 몰딩된다. 복합재 지주 애자(421)의 양단은 단부 연결 부재(411) 또는 와이어 클램프를 연결하기 위한 접착제-장착식 플랜지(422)여서, 점퍼선(402)을 매달을 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 예에서는, 복합재 지주 애자(421)의 일단에 있는 플랜지(422)가, 예컨대 볼트 접합, 용접 등에 의해 단부 연결 부재(411)에 연결된다. 복합재 지주 애자(421)는 단부 연결 부재(411)로부터 타워 본체(401)와는 멀어지는 방향으로 수평으로 연장되며, 점퍼선(402)은 타단의 플랜지(422)에 직접 매달려 있다. 점퍼선(402)의 중간 부분이 복합재 지주 애자(421)에 매달려 있다. 점퍼선(402)의 양단은 크로스 아암의 양측에서 코너의 도선(403)에 연결된다. 따라서, 도선들이 연결된다.
종래의 내장 애자련은 크로스 아암의 단부에 매달리며, 2개의 인접한 크로스 아암 사이에 수직으로 배열된다. 대조적으로, 본 개시에서의 복합재 지주 애자(421)의 배열은 내장 애자련을 생략할 수 있다. 복합재 지주 애자(421)가 단부 연결 부재(411) 상에 수평으로 배열되기 때문에, 복합재 지주 애자(421) 자체는 서로 다른 위상의 인접한 상부 크로스 아암과 하부 크로스 아암 사이에 어떠한 수직 거리도 점유하지 않는다. 수직면에 있어서, 점퍼선(402)은 단지 작은 라디안 각도로 늘어질 뿐이다. 그러므로, 인접한 상부 및 하부 크로스 아암 사이에 큰 수직 공간을 제공할 필요가 없어서, 상부, 중간 및 하부의 3상의 크로스 아암들이 전기적 성능 요건을 충족하는 상황 하에서 보다 콤팩트하게 배열될 수 있다. 그러면, 텐션 타워(400)의 타워 헤드의 크기를 더 줄일 수 있어서, 구조가 단순화되고, 비용이 줄어든다.
본 예에서, 텐션 타워(400)의 각 위상의 크로스 아암(410)은 복합재 지주 애자(421)를 포함한다. 명백하게, 텐션 타워(400)에서 오직 하나 또는 2개의 위상의 크로스 아암(410)만이 복합재 지주 애자(421)를 포함할 수도 있다. 텐션 타워(400)가 단일 회로 송전선 또는 2개 이상의 송전선에 대해 사용되는 경우, 단지 실제 작동 조건에 따라서 대응하는 개수의 크로스 아암(410)을 제공하기만 하면 된다. 또한, 텐션 타워가 라인 텐션 타워 또는 터미널 타워인 경우에도, 동일한 점퍼 장치(420)가 적용될 수도 있으며, 단지 도선(403)을 실제 용도에 따라 배열하기만 하면 되므로, 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않을 것이다. 복합재 지주 애자(421)를 사용하는 대신에, 점퍼 장치(420)는, 실제 사용 요건을 충족할 수 있는 한, 다른 형태의 점퍼선(402) 연결용 애자 부재를 사용할 수도 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 단부 연결 부재(411)에는 세장 부재(412)도 연결된다. 수평 투영에 있어서, 세장 부재(412)는 단부 연결 부재(411)로부터 외측으로 연장된다. 타워 본체의 양측에 있는 2개의 도선(403)은 각각 세장 부재(412)의 양단에 연결된다. 본 예에서, 세장 부재(412)는 단부 연결 부재(411) 상에 수평으로, 그리고 복합재 지주 애자(421)에 대해 수직으로 배열된다. 세장 부재(412)와 크로스 아암(410)의 중심선 사이의 각도는 도선(403)과 크로스 아암(410)의 중심선 사이의 각도보다 더 크다.
본 예에서, 도선(403)과 크로스 아암(410)의 중심선 사이의 각도는 60도이며, 세장 부재(412)와 크로스 아암(410)의 중심선 사이의 각도는 90도이다. 세장 부재(412)를 배열하는 것은, 타워 본체(401)의 동일 측에서 2개의, 코너에 있는 도선(403)의 가상 교차점을 연장시키는 것과 마찬가지이다. 따라서, 도선(403)으로부터 타워 본체(401)까지의 거리가 증가한다. 그러면, 크로스 아암(410)의 길이를 바꾸지 않고서도 도선(403)과 타워 본체(401) 사이의 전기적 간극이 충족되어, 크로스 아암(410)이 과도하게 길어지는 것이 방지된다.
본 예에서, 세장 부재(412)는 세장 부재(412)와 크로스 아암(410)의 중심선 사이의 각도를 바로 비교할 수 있도록 단부 연결 부재(411) 상에 수평으로 배열된다. 그러나, 세장 부재가 완전히 수평면 내에 있지 않을 수도 있음은 명백하다. 세장 부재(412)는, 수평 투영에 있어서 세장 부재(412)와 크로스 아암(410)의 중심선 사이의 각도가 동일 측의 도선(403)과 크로스 아암(410)의 중심선 사이의 각도보다 더 크기만 하면, 수직면 내에서 일정 각도만큼 오프셋될 수도 있다.
본 예에서, 단부 연결 부재(411)의 일단은 크로스 아암(410)에 접합되는 슬리브이다. 단부 연결 부재(411)의 타단은 세장 부재(412)에 고정되어 연결되는 연결용 판(도시 생략)이다. 단부 연결 부재(411)는 통상의 기술자에게 공지되어 있는, 세장 부재(412)에 고정 가능한 임의의 적절한 연결 부재를 포함할 수도 있는데, 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않을 것이다. 나아가, 도선(403)은 통상의 기술자에게 공지된 임의의 적절한 연결 수단에 의해, 예컨대 와이어 클램프를 통해 걸림 고정되는 것에 의해 세장 부재(412)에 연결될 수도 있다.
예 5
도 9에 도시된 바와 같이, 본 예의 텐션 타워(500)는, 점퍼선(502)이 연결용 장착구(530)를 거쳐서 복합재 지주 애자(521)에 매달려 있는 점을 제외하고, 예 4의 텐션 타워(400)와 실질적으로 동일하다.
구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 복합재 지주 애자(521)의 단부에 있는 플랜지(522)에는 연결용 구멍(523)이 제공되며, 이 연결용 구멍(523)을 통해 연결용 장착구(530)가 연결된다. 적어도 2개의 와이어 클램프(531)가 연결용 장착구(530)에 배열되며, 적어도 2개의 와이어 클램프(531)는 점퍼선(502)을 조임 고정할 수 있다. 본 예에서, 와이어 클램프(531)와 연결용 장착구(530)는, 연결을 실현할 수 있는 한, 임의의 적절한 기존 구성들을 채택할 수도 있는데, 본 명세서에서는 이에 대해 상세히 기술하지는 않을 것이다.
연결용 장착구(530)와 복합재 지주 애자(521) 사이의 거리를 조절하여 서로 다른 작동 상황의 요건들을 충족시키기 위해, 연결용 장착구(530)와 플랜지(522) 사이에 조절 부재(535)가 배열될 수도 있다. 조절 부재(532)는 스트립(strip) 형상 판이며, 복수의 이격된 관통 구멍이 조절 부재(532)의 길이 방향을 따라 배열된다. 연결용 장착구(530)와 복합재 지주 애자(521) 사이의 거리는 연결용 장착구(530)를 조절 부재(532) 상의 상이한 관통 구멍들에 연결함으로써 조절될 수 있다. 물론, 조절 부재(532)는 다른 형태를 취할 수도 있다. 예컨대, 조절 부재(532) 및 연결용 장착구(530) 중 하나의 단부에는 나사 형성 막대가 제공되고, 다른 하나의 단부에는 나사 형성 막대와 협동하는 나사산이 제공될 수 있다. 나사 형성 막대가 나사산과 나사 결합될 수 있고 나사 결합 길이가 조절될 수 있어서, 연결용 장착구와 복합재 지주 애자 사이의 거리는 나사 형성 막대를 나사산에 서로 다른 길이만큼 나사 결합함으로써 조절될 수 있다.
예 6
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 예의 텐션 타워(600)는, 크로스 아암(610)이 V자형 복합재 크로스 아암인 점을 제외하고, 예 4의 텐션 타워(400)와 실질적으로 동일하다. V자형 복합재 크로스 아암의 개구는 타워 본체(601)에 연결되고, V자형 복합재 크로스 아암은 단부 연결 부재(611), 세장 부재(612), 및 V자 형상의 정점에 있는 점퍼 장치(620)를 포함한다. 세장 부재(612)는 단부 연결 부재(611)의 양측에 각각 배열되며, 점퍼 장치(620)는 단부 연결 부재(611) 상에 수평으로 배열된다.
크로스 아암(610)은 2개의 복합재 크로스 아암 애자(613)를 포함한다. 각각의 복합재 크로스 아암 애자(613)는 절연 튜브(614), 및 절연 튜브(614) 외측의 실리콘 고무 격납부(615)를 포함한다. 절연 튜브(614)는 육불화황(SF6)과 같은 절연 가스로 충전되어 있을 수도 있고, 폴리우레탄 발포체로 채워져 있을 수도 있다. 2개의 복합재 크로스 아암 애자(613)는 단부 연결 부재(611)에 의해 V자 형상의 정점에 함께 고정식으로 연결된다.
2개의 세장 부재(612)가 단부 연결 부재(611)의 양측에 각각 배열되며, 코너에 있는 2개의 도선(603)은 2개의 세장 부재(612)에 각각 매달려 있다. 본 예에서, 도선(603)과 크로스 아암(610)의 중심선 사이의 각도는 50도이며, 세장 부재(612)와 크로스 아암(610)의 중심선 사이의 각도는 70도이다. 세장 부재(612)를 배열하는 것은, 타워 본체(601)의 동일 측에서 2개의, 코너에 있는 도선(603)의 가상 교차점을 연장시키는 것과 마찬가지이므로, 세장 부재(612)에 매달려서 크로스 아암(610)에 연결된 도선(603)으로부터 타워 본체(601)까지의 거리가 증가한다. 그러면, 전기적 절연 거리 요건을 충족하는 상황 하에서 크로스 아암(610)이 과도하게 길어지는 것이 방지된다.
또한, 2개의 보강 부재가 크로스 아암(610)의 자유단에 배열된다. 2개의 보강 부재는 경사 부재(616) 및 보조 부재(617)를 포함한다. 경사 부재(616)와 세장 부재(612)가 V자형 구조를 형성한다. 즉, 경사 부재(616)와 세장 부재(612)의 단부들이 연결용 판(618)에 고정되어 V자형 선단을 형성한다. 경사 부재(616)의 다른 단부는 단부 연결 부재(611)에 고정된다. 경사 부재(616)의 배열은 세장 부재(612)의 강성 및 강도를 향상시킨다. 보조 부재(617)는 경사 부재(616) 및 세장 부재(612)에 연결되며, 그에 따라 경사 부재(616) 및 세장 부재(612)에 의해 형성되는 V자형 구조가 강화되어, 세장 부재(612)의 강성 및 강도를 더욱 향상시킨다.
세장 부재(612)의 사용으로 인해, 크로스 아암(610)이 너무 길어지는 것이 방지됨으로써, 크로스 아암(610)을 구비한 텐션 타워(600)는 도선(603)과 텐션 타워(600) 사이의 전기적 간극에 대한 요건이 충족되지 않는 상황을 피할 수 있다. 텐션 타워는 가볍고, 라인 코리더는 좁다. 또한, 코너의 도선(603)의 수는 임의의 적절한 개수일 수도 있으며, 코너의 도선(603)은 또한 번들형 도선일 수도 있다.
통상의 기술자라면 예 1 내지 예 3에 설명된 앵글 타워 내의 크로스 아암이 텐션 타워에 적용될 수 있고, 마찬가지로, 예 4 내지 예 6에 설명된 텐션 타워 내의 크로스 아암이 앵글 타워에 적용될 수도 있음을 이해할 것이다.
상술한 실시예들은 단지 본 개시의 몇 가지의 실시예들을 나타내며, 본 개시의 설명은 보다 구체적이고 상세하다. 그러나, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 통상의 기술자라면 본 개시의 개념을 일탈하지 않고서도 여러 가지 변형예 및 개량예가 이루어질 수 있으며, 이들은 또한 본 개시의 보호 범위 내에 속하는 것임을 주목해야 한다. 그러므로, 본 개시의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 앵글 타워(angle tower)에 적용되는 크로스 아암(cross arm)으로서, 상기 앵글 타워는 타워 본체를 포함하고, 상기 크로스 아암의 일단은 상기 타워 본체에 연결되고, 상기 타워 본체로부터 멀리 있는 상기 크로스 아암의 타단은 도선을 연결하기 위한 자유단인, 크로스 아암에 있어서,
    상기 자유단은 단부 연결 부재(end connecting member), 및 상기 단부 연결 부재에 고정된 세장 부재(elongate member)를 포함하고,
    상기 세장 부재는 수평면 내에 놓이거나 또는 수직면 내에서 일정 각도만큼 오프셋되고,
    수평 투영(horizontal projection)에서, 상기 세장 부재는 상기 단부 연결 부재로부터 외측으로 연장되고,
    상기 도선은 상기 세장 부재에 연결되고,
    상기 세장 부재와 상기 크로스 아암의 중심선 사이의 각도는 상기 도선과 상기 크로스 아암의 중심선 사이의 각도보다 더 큰
    크로스 아암.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세장 부재는 상기 단부 연결 부재의 양측에 배열되는
    크로스 아암.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하나의 상기 세장 부재가 상기 단부 연결 부재 상에 배열되고, 코너에 있는 2개의 도선은 상기 세장 부재의 양단에 각각 연결되는
    크로스 아암.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세장 부재는 복수 부분의 지지체에 의해 접합되어 있는
    크로스 아암.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 보강 부재가 상기 세장 부재 상에 배열되는
    크로스 아암.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보강 부재는 상기 세장 부재 및 상기 단부 연결 부재에 연결되는
    크로스 아암.
  7. 제 5 항에 있어서,
    적어도 하나의 보조 부재가 상기 보강 부재와 상기 세장 부재 사이에 배열되며, 상기 보조 부재는 상기 보강 부재 및 상기 세장 부재에 연결되는
    크로스 아암.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 세장 부재는 상기 앵글 타워의 외측 코너에 배열되는
    크로스 아암.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 크로스 아암은 복합재 크로스 아암(composite cross arm)인
    크로스 아암.
  10. 타워 본체를 포함하는 앵글 타워에 있어서,
    상기 앵글 타워는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 상기 크로스 아암을 추가로 포함하는
    앵글 타워.
  11. 텐션 타워(tension tower)에 적용되는 크로스 아암으로서, 상기 텐션 타워는 타워 본체를 포함하고, 상기 크로스 아암의 일단은 상기 타워 본체에 연결되고, 상기 타워 본체로부터 멀리 있는 상기 크로스 아암의 타단은 도선을 연결하기 위한 자유단인, 크로스 아암에 있어서,
    상기 자유단에는 단부 연결 부재 및 점퍼 장치(jumper device)가 제공되고, 상기 점퍼 장치는 상기 단부 연결 부재 상에 수평으로 배열되며, 점퍼선이 매달려 있도록 구성되고,
    상기 텐션 타워는 앵글 타워이고,
    상기 단부 연결 부재는 세장 부재에 추가로 연결되고,
    수평 투영에 있어서, 상기 세장 부재는 상기 단부 연결 부재로부터 외측으로 연장되고,
    상기 도선은 상기 세장 부재에 연결되고,
    상기 세장 부재와 상기 크로스 아암의 중심선 사이의 각도는 상기 도선과 상기 크로스 아암의 상기 중심선 사이의 각도보다 더 큰
    크로스 아암.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 점퍼 장치는 복합재 지주 애자(composite post insulator)이고, 상기 복합재 지주 애자의 일단은 상기 단부 연결 부재에 연결되며, 상기 복합재 지주 애자의 타단에는 상기 점퍼선이 매달려 있는
    크로스 아암.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복합재 지주 애자에는 연결용 장착구(connecting fitting)에 의해 상기 점퍼선이 매달려 있는
    크로스 아암.
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 세장 부재는 상기 단부 연결 부재의 양측에 배열되는
    크로스 아암.
  16. 제 11 항에 있어서,
    하나의 상기 세장 부재는 상기 단부 연결 부재 상에 배열되며, 상기 타워 본체의 양측에 있는 2개의 도선은 상기 세장 부재의 양단에 각각 연결되는
    크로스 아암.
  17. 제 11 항에 있어서,
    적어도 하나의 보강 부재가 상기 세장 부재 상에 배열되는
    크로스 아암.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보강 부재는 상기 세장 부재 및 상기 단부 연결 부재에 연결되는
    크로스 아암.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 크로스 아암은 복합재 크로스 아암인
    크로스 아암.
  20. 타워 본체를 포함하는 텐션 타워에 있어서,
    상기 텐션 타워는 제 11 항 내지 제 13 항 및 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 상기 크로스 아암을 추가로 포함하는
    텐션 타워.
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