KR102309365B1 - 내전압 시험 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 협소한 공간을 갖는 옥내형 가스 절연 변전소에서도 가스 절연 개폐 장치에 장착되어 전력 케이블의 내전압 시험을 수행할 수 있는 내전압 시험 장치를 개시한다.

Description

내전압 시험 장치{Apparatus for voltage withstand test}
본 발명의 일 실시예는 내전압 시험 장치에 관한 것이다.
전력 케이블은 장기간 사용하는 동안에 절연성능이 점차 열화되어 절연 파괴의 우려가 있는바, 케이블 선로의 신설 공사나 계통 변경 공사, 또는 트러블 복구 공사 후에는 내전압 시험이 시행된다. 특히, 변전소가 건설되고 전력 케이블이 포설된 후에는 필수적으로 포설된 전력 케이블의 내전압 시험이 시행된다.
최근에는 전력수요의 급증에 따른 초고압 변전소의 용지확보의 곤란, 유지보수 비용의 과다, 안전성 확보　등의　이유로 변전소의 추세가 주회로 계통은 밀폐, 은폐화되고 제어계통은 전자화로 급속도로 변화하고 있으며, 기존의 공기 또는　유류 절연형 변전소에서 가스 절연형 변전설비로 변화되어 가고 있고, 특히 대도시에 건설되는 옥내 변전소는 가스 절연 개폐 장치가 설치된 가스 절연 변전소가 일반적으로 건설되고 있는 추세이다. 옥내형 가스 절연 변전소의 경우, 포설된 전력 케이블의 내전압 시험에 있어서 종래의 테스트 부싱을 이용한 내전압 시험이 사실상 불가능한 문제점이 있다.
도 1은 종래의 내전압 시험 장치가 가스 절연 개폐 장치에 장착된 상태를 나타내는 개략도이며, 상세하게는 옥외 변전소에 포설된 전력 케이블의 내전압 시험을 위해서는 옥외에 설치된 가스 절연 개폐 장치(120) 상에 테스트 부싱(11)이 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 내전압 시험 장치(10)는 테스트 부싱(11), 전압 인가원(13), 도선(12)으로 이루어질 수 있다. 테스트 부싱(11)은 옥외 변전소의 가스 절연 개폐 장치(120) 상에 부착되며, 전압 인가원(13)이 ac 전압을 인가함으로써 가스 절연 개폐 장치(120)와 연결된 전력 케이블(미도시)의 내전압 시험을 시행할 수 있다. 종래의 내전압 시험 장치(10)의 테스트 부싱(11)은 EB-A(Ending box air) 타입으로서 공기 중 절연을 위해 가스 절연 개폐 장치(120) 상으로 장착된다.
테스트 부싱(11)은 일반적으로 그 길이가 2~3m 이상이 된다. 따라서, 옥외에 설치된 가스 절연 개폐 장치(120)의 경우에는 테스트 부싱(11)의 설치에 별다른 장애가 없지만, 상술한 바와 같이 현재 추세가 되고 있는 옥내형 가스 절연 변전소의 경우, 건물 내에 가스 절연 개폐 장치가 설치되는바 길이가 2~3m 이상이 되는 테스트 부싱(11)이 가스 절연 개폐 장치 상에 배치될 수 있을 정도의 공간이 확보되지 않아 종래의 내전압 시험 장치로는 옥내형 가스 절연 변전소에서 내전압 시험을 수행하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 내전압 시험 장치(10)에서 테스트 부싱(11)과 전압 인가원(13)을 연결하는 도선(12)은 단순 편조선으로 이루어져 절연을 위해 도선(12)으로부터 최소 1.5m 이내에는 다른 장애물이 존재하여서는 안 된다. 옥외형 변전소의 경우에는 다른 장애물이 없어 도선(12)을 배치하는 것이 가능하지만 옥내형 변전소의 경우에는 협소한 공간 상의 문제로 도선(12) 주변 1.5m 이내에 다른 장애물이 없이 도선(12)을 설치하는 것이 곤란한 문제점이 있다.
본 발명의 주된 목적은 종래의 테스트 부싱이 설치될 수 없는 협소한 공간을 갖는 옥내형 가스 절연 변전소의 가스 절연 개폐 장치에 부착되어 전력 케이블의 내전압 시험을 수행할 수 있는 내전압 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내전압 시험 장치는, 가스 절연 개폐 장치를 구비하는 가스 절연 변전소에 포설된 전력 케이블의 내전압 시험을 하는 내전압 시험 장치에 있어서, 일단이 상기 가스 절연 개폐 장치와 접속하는 제1 종단 접속함과, 상기 제1 종단 접속함의 타단과 연결되는 절연 케이블과, 상기 제1 종단 접속함에 대향하여 상기 절연 케이블의 일단에 연결되는 제2 종단 접속함과, 상기 케이블이 감기는 케이블 드럼을 구비하며, 상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함이 상기 케이블 드럼에 권취된 상기 케이블 양단에 연결된 상태로 이동 수단에 의해 상기 가스 절연 변전소로 이동되어 상기 내전압 시험을 시행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 종단 접속함은 가스중 종단 접속함일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 종단 접속함은 공기중 종단 접속함일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 케이블 드럼은, 회전에 의해 상기 절연 케이블이 감기거나 풀리는 본체부와, 상기 본체부의 일측에 배치되며, 상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함이 안착되어 고정되는 고정부와, 상기 본체부의 타측과 상기 고정부의 일측 각각에 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 드럼 휠을 구비하며, 상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함이 상기 고정부에 안착되어 고정되는 경우에 상기 드럼 휠에 의해 상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함이 외부로 노출되지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 고정부는, 상기 제1 종단 접속함이 고정되는 제1 안착부와, 상기 제2 종단 접속함이 고정되는 제2 안착부와, 상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함 각각의 일단에 연결된 상기 절연 케이블이 최대 허용 곡률 반경 이상으로 만곡되는 것을 방지하는 적어도 하나의 가이드부를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 드럼 휠은 슬롯 형상을 가지며, 상기 슬롯 형상의 장축과 단축 각각은 상기 케이블 드럼의 회전축과 직교할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 케이블 드럼의 회전축이 지면에 수직이 되어 상기 드럼 휠이 지면을 향하도록 상기 이동 수단에 실리는 경우, 상기 케이블 드럼의 폭은 상기 이동 수단의 높이와 상기 케이블 드럼의 폭의 합이 도로교통법 상이 허용 높이 이내가 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 케이블 드럼의 회전축이 지면에 수평이 되어 상기 드럼 휠의 장축 방향이 지면과 평행이 되도록 상기 이동 수단에 실리는 경우, 상기 드럼 휠의 단축 길이는 상기 이동 수단의 높이와 상기 드럼 휠의 단축 길이의 합이 도로교통법 상이 허용 높이 이내가 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 본체부의 곡률 반경은 상기 절연 케이블의 최대 허용 곡률 반경보다 더 클 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 가스 절연 개폐 장치와 연결되며, 내부 공간 내에서 상기 제1 종단 접속함이 상기 가스 절연 개폐 장치와 접속되고, 상기 내부 공간에 가스가 주입되어 상기 가스 절연 개폐 장치와 상기 제1 종단 접속함을 가스 절연시키는 테스트 챔버를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 종단 접속함이 상기 테스트 챔버 내로 삽입되는 그 일단이 상기 가스 절연 개폐 장치와 접속되는 경우, 상기 제1 종단 접속함의 삽입 각도는 상기 제1 종단 접속함의 타단에 연결된 상기 절연 케이블의 최대 허용 곡률 반경 이내에서 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 협소한 공간을 갖는 옥내형 가스 절연 변전소에서도 가스 절연 개폐 장치에 장착되어 전력 케이블의 내전압 시험을 수행할 수 있다.
또한, 종단 접속함, 절연 케이블, 및 드럼이 사전에 결합되어 이들이 일체로 이동 수단에 의해 가스 절연 변전소로 이동되고, 가스 절연 변전소에서는 종단 접속함과 가스 절연 개폐 장치를 연결하여 내전압 시험을 수행하는바, 내전압 시험 기간을 단축할 수 있다.
도 1은 종래의 내전압 시험 장치가 가스 절연 개폐 장치에 장착된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내전압 시험 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2의 제1 종단 접속함과 테스트 챔버를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 케이블 드럼을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 2의 케이블 드럼을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 2의 케이블 드럼을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 7은 도 2의 케이블 드럼을 개략적으로 나타내는 배면도이다.
도 8은 도 2의 케이블 드럼이 이동 수단에 의해 운반되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 2의 절연 케이블을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내전압 시험 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내전압 시험 장치(100)는 제1 종단 접속함(110), 테스트 챔버(120), 케이블 드럼(130), 제2 종단 접속함(140), 전원 인가원(150), 및 절연 케이블(160)을 구비할 수 있다.
제1 종단 접속함(110)은 그 일단은 절연 케이블(160)과 연결되며, 그 타단은 가스 절연 개폐 장치(120)와 연결될 수 있다.
보다 상세하게는, 제1 종단 접속함(110)은 애관(111)을 구비할 수 있다. 애관(111)은 내부에 소정의 공간을 구비하여, 후술하는 바와 같이 절연 케이블(160)이 소정 길이로 삽입되어 관통된다. 애관(111)은 절연 케이블을 절연하고 지지하는 역할을 하게 된다. 애관(111)은 에폭시 재질로 이루어질 수 있다.
절연 케이블(160)의 일단은 애관(111)을 관통하며, 애관(111)의 단부를 통하여 절연 케이블(160)의 도체(161)가 소정길이 돌출될 수 있다. 즉, 절연 케이블(160)은 애관(111)의 내부에서 도체(161)를 감싸는 구성요소들이 벗겨지고 애관(111)의 단부에서 도체(161)만이 노출 및 돌출되어 도체연결금구(167)와 연결된다.
한편, 절연 케이블(160)이 제1 종단 접속함(110)의 애관(111) 내부로 삽입되는 경우에 절연 케이블(160)은 외부반도전층(164)이 제거되어 절연층(163)이 노출된 상태로 애관(111)으로 삽입될 수 있다. 이 경우, 제거되지 않은 외부반도전층(164)이 소정길이만큼 애관(111) 내부로 삽입될 수 있다. 즉, 절연 케이블(160)은 절연층(163)이 노출되어 애관(111)으로 삽입되며, 외부반도전층(164)이 소정길이 애관(111) 내부로 삽입될 수 있다.
외부반도전층(164)이 제거되어 절연 케이블(160)이 삽입된 상태라면, 내부반도전층(162)과의 사이에서 전기력선이 방전되는 경우에 외부반도전층(164)의 단부에 전계가 집중될 수 있다. 이는 외부반도전층(164) 및 절연층(163)의 파손을 발생시킬 수 있다. 따라서, 도 3과 같이, 애관(111)의 내부에는 절연 케이블(160)의 전계 집중을 완화시키는 전계완화콘(미도시) 및 전계완화콘의 외부의 적어도 일부에 구비되는 차폐층(미도시)을 구비할 수 있다.
여기서, 차폐층은 전계완화콘의 외부에 구비되며, 애관(111) 내부로 삽입된 절연 케이블(160)의 외부반도전층(164)에 전기적으로 연결된다. 즉, 절연 케이블(160)의 절연층(163)이 노출된 상태로 절연 케이블(160)이 애관(111) 내부로 삽입되는 경우에도 외부반도전층(164)은 소정길이만큼 애관(111) 내부로 삽입된다. 이 경우, 차폐층은 애관(111) 내부로 삽입된 외부반도전층(164)과 전기적으로 연결된다. 차폐층이 외부반도전층(164)과 전기적으로 연결되어야 전계가 외부반도전층(164)의 단부에 집중되는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 차폐층은 애관(111) 내부에서 대략 길이 방향으로 완만하게 벌려지면서 소정길이 연장되도록 형성된다. 따라서, 내부반도전층(162)과 차폐층 사이에서 등전위선이 급격히 꺽이는 것을 방지하며, 등전위선은 내부반도전층(162)과 차폐층의 사이를 따라 진행하게 된다.
한편, 전계완화콘의 내부에는 등전위선을 안내하여 방사시키기 위한 다수의 통로(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 통로는 애관(111)의 길이방향을 따라 평행하게 형성된다. 따라서, 내부반도전층(162)과 차폐층의 사이를 따라 진행된 등전위선은 상기 통로를 따라 방사상으로 퍼지게 되며, 전계가 소정 부위에 집중되는 것을 방지할 수 있다.
애관(111)을 관통하여 소정의 길이로 돌출된 절연 케이블(160)의 도체(161)는 도체 인출봉(167)을 형성하며, 도체 인출봉(167)은 가스 절연 개폐 장치(120) 내의 전력 케이블과 연결될 수 있다. 보다 상세하게는, 가스 절연 개폐 장치(120)의 외장 케이스(21) 하판(22)에는 가스중 종단 접속재(24)가 설치될 수 있다. 가스 절연 개폐 장치(120)가 3상 GIS(Gas Insulated Switchgear)인 경우에는 외장 케이스(21) 하판(22)에 3개의 가스중 종단 접속재(24)가 설치될 수 있으며, 1상 GIS인 경우에는 외장 케이스(21) 하판(22)에 1개의 가스중 종단 접속재(24)가 설치될 수 있다.
가스중 종단 접속재(24) 각각에는 전력 케이블(25)이 접속될 수 있으며, 각각의 가스중 종단 접속재(24)의 도체 서랍봉(4a)는 접속 로드(26)에 의해 도체 인출봉(167)과 접속될 수 있다.
가스 절연 개폐 장치(120)의 케이스(21) 상단에는 테스트 챔버(120)가 설치될 수 있으며, 제1 종단 접속함(110)은 테스트 챔버(120)를 관통하여 가스 절연 개폐 장치(120)와 접속되며, 접속 후에는 테스트 챔버(120) 내에 SF6와 같은 절연 가스를 충전하고 내전압 시험을 실시한다.
도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3은 도 2의 제1 종단 접속함과 테스트 챔버를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 가스 절연 개폐 장치(120)는 테스트 챔버(120)가 설치되기 전에는 그 상단부에 플랜지(미도시)으로 밀폐되며, 그 내부에서 가스중 종단 접속부(24)의 도체 연결바(24a)가 가스 절연 개폐 장치(120)의 고압부(미도시)가 접속 로드(미도시)에 의해 접속된다. 가스 절연 개폐 장치(120)의 케이스(21)는 케이스 뚜껑에 의해 밀폐되며 케이스(21) 내부는 SF6등과 같은 절연 가스에 의해 소정의 압력으로 충전될 수 있다.
이와 같은 가스 절연 개폐 장치(120)에 접속되는 전력 케이블에 대해 내전압 시험을 실시하는 경우에는 가스 절연 개폐 장치(120)의 케이스(21) 내에 충전된 절연 가스를 배출하고, 가스중 종단 접속부(24)와 가스 절연 개폐 장치(120)의 고압부 사이를 연결하고 있는 접속 로드(미도시)를 분리하며, 가스중 종단 접속부(24)의 도체 연결바(24a)에 접속 로드(26)를 접속한다. 그 이후, 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(21) 상단에 테스트 챔버(120)를 설치하고 제1 종단 접속함(110)을 테스트 챔버(120) 내부로 관통하여 제1 종단 접속함(110)의 일단으로 노출된 도체 인출봉(167)을 접속 로드(26)에 연결함으로써 제1 종단 접속함(110)을 가스 절연 개폐 장치(120)에 접속시킬 수 있다. 도체 인출봉(167)을 접속 로드(26)에 연결한 후에는 테스트 챔버(120) 내에 SF6와 같은 절연 가스를 충전한 후 내전압 시험을 실시한다.
테스트 챔버(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 개구부(121)와 제2 개구부(122)를 구비할 수 있다. 제1 개구부(121)는 가스 절연 개폐 장치(120)의 케이스(21) 상에 연결되며, 제2 개구부(122)를 통해서는 제1 종단 접속재(110)가 삽입될 수 있다.
제1 개구부(121)가 개방된 방향(Y)과 제2 개구부(122)가 개방된 방향(X)은 서로 교차할 수 있다. 일 예로서 도 3에 도시된 바와 같이 제1 개구부(121)가 개방된 방향과 제2 개구부(122)가 개방된 방향은 서로 수직일 수 있다.
제1 종단 접속함(110)이 테스트 챔버(120) 내로 삽입되어 그 일단(110a)이 가스 절연 개폐 장치(120)와 접속되는 경우, 제1 종단 접속함(110)의 삽입 각도는 제1 종단 접속함(110)의 타단(110b)에 연결된 절연 케이블(160)의 최대 허용 곡률 반경 이내에서 이루어질 수 있다.
보다 상세하게는 상술한 바와 같이 테스트 챔버(120)는 개방된 방향이 서로 교차하는 제1 개구부(121)와 제2 개구부(122)를 구비하며, 제1 개구부(121)는 가스 절연 개폐 장치(120)의 상부에 배치되고, 제2 개구부(122)로는 제1 종단 접속함(110)이 삽입되는바, 가스 절연 개폐 장치(120)의 상단부에 배치된 테스트 챔버(120)의 제2 개구부(122)로 제1 종단 접속함(110)이 삽입되는 경우, 제1 종단 접속함(110)의 타단(110b)에 연결된 절연 케이블(160)은 만곡된다. 절연 케이블(160)이 만곡되는 정도는 제1 종단 접속함(110)의 제2 개구부(122)로의 삽입 각도에 비례하게 된다.
즉, 제1 종단 접속함(110)의 제2 개구부(122)로의 삽입 각도가 커지면 절연 케이블(160)이 만곡되는 정도도 커지게 된다. 절연 케이블(160)의 만곡이 커지게 되면 절연 케이블(160)의 절연이 약화되어 절연 파괴가 발생할 수 있으며 절연 케이블 내부의 단선이 발생하여 절연 케이블의 수명을 저하시킬 수 있는바 절연 케이블(160)의 최대 허용 곡률 반경이 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 종단 접속함(110)의 삽입 각도가 제1 종단 접속함(110)의 타단(110b)에 연결된 절연 케이블(160)의 최대 허용 곡률 반경 이내에서 이루어져 제1 종단 접속함(110)이 가스 절연 개폐 장치(120)에 접속함에 있어서 발생할 수 있는 절연 케이블(160)의 만곡에 따른 손상을 최소화할 수 있다.
절연 케이블(160)의 일단에는 상술한 바와 같이 제1 종단 접속함(110)이 접속되며, 절연 케이블(160)의 타단에는 제2 종단 접속함(140)이 접속될 수 있다. 제2 종단 접속함(140)은 일 예로서 기중 종단 접속함(EB-A)일 수 있다.
제2 종단 접속함(140)은 그 일단이 절연 케이블(160)의 타단과 접속되고, 그 타단은 전원 인가원(150)과 케이블에 의해 연결될 수 있다. 내전압 시험을 실시하는 경우, 전원 인가원(150)은 AC 전압 또는 DC 전압을 인가할 수 있다.
케이블 드럼(130)은 절연 케이블(160)을 권선시키고, 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)을 고정시킬 수 있다.
도 4 내지 7은 케이블 드럼(130)을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 상세하게는 도 4는 도 2의 케이블 드럼을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 2의 케이블 드럼을 개략적으로 나타내는 측면도이며, 도 6은 도 2의 케이블 드럼을 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 7은 도 2의 케이블 드럼을 개략적으로 나타내는 배면도이다.
케이블 드럼(130)은 회전에 의해 절연 케이블(160)이 감기거나 풀리는 본체부(131)와, 본체부(131)의 일측에 배치되며 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 안착되어 고정되는 고정부(132)와, 본체부(131)의 타측과 고정부(132)의 일측 각각에 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 드럼 휠(133, 134)을 구비할 수 있다.
본체부(131)는 원통형으로 형상을 가지며, 그 외측면에 절연 케이블(160)이 권선될 수 있다. 본체부(131)의 회전축은 케이블 드럼(130)의 회전축과 동일하며, 케이블 드럼(130)의 회전에 의해 절연 케이블(160)이 본체부(131)에 권선되거나 권출될 수 있다.
본체부(131)는 그 곡률 반경이 절연 케이블(160)의 최대 허용 곡률 반경보다 더 클 수 있다. 절연 케이블(160)은 본체부(131)에 반복적으로 권선 또는 권출되므로 벤딩 스트레스에 취약할 수 있는바, 본체부(131)의 곡률 반경을 절연 케이블(160)의 최대 허용 곡률 반경보다 더 크게 하여 벤딩 스트레스에 의한 절연 케이블(160)의 절연 열화나 내부 단순을 최소화할 수 있다.
고정부(132)는 본체부(131)의 일측에 형성되며, 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)을 안착시켜 고정시킬 수 있다.
일 예로서 고정부(132)는 제1 종단 접속함(110)이 고정되는 제1 안착부(132a)와, 제2 종단 접속함(140)이 고정되는 제2 안착부(132b)와, 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140) 각각의 일단에 연결된 절연 케이블(160)이 최대 허용 곡률 반경 이상으로 만곡되는 것을 방지하는 적어도 하나의 가이드부(132c)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 고정부(132)는 본체부(131)의 일측에 형성되고 본체부(131)의 직경보다 작은 직경을 갖는 몸체부(132d)를 포함할 수 있다. 몸체부(132d)는 본체부(131)와 동일한 회전축을 가질 수 있다.
몸체부(132d)의 외측면에는 제1 안착부(132a), 제2 안착부(132b), 및 적어도 하나의 가이드부(132c)가 형성될 수 있다. 제1 안착부(132a)에는 제1 종단 접속함(110)이 안착되어 고정될 수 있으며, 제2 안착부(132b)에는 제2 종단 접속함(140)이 안착되어 고정될 수 있다. 제1 안착부(132a)와 제2 안착부(132b)는 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 안착되어 고정될 수 있도록 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)의 외형에 대응되도록 오목한 형상을 가질 수 있다.
적어도 하나의 가이드부(132c)는 제1 안착부(132a)와 제2 안착부(132b)의 일단에서 이격되어 형성되어 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)의 일단에 접속된 절연 케이블(160)이 급격하게 벤딩되는 것을 방지할 수 있다. 즉 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140) 각각이 제1 안착부(132a)와 제2 안착부(132b)에 안착되는 경우에 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)의 일단에 접속된 절연 케이블(160)이 몸체부(132d)를 향하여 최대 허용 곡률 반경 이상으로 벤딩될 수 있다. 가이드부(132c)는 제1 안착부(132a)와 제2 안착부(132b)의 일단에서 이격되어 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)의 일단에 접속된 절연 케이블(160)이 급격하게 꺾이는 것을 방지할 수 있다.
케이블 드럼(130)은 본체부(131)의 일측과 고정부(132)의 일측에 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 드럼 휠(133, 134)을 구비할 수 있다. 드럼 휠(133, 134)은 일 실시예로서 도 4 내지 7에 도시된 바와 같이 슬롯 형상을 가질 수 있다. 즉, 슬롯 형상의 드럼 휠(133, 134)은 서로 길이 상이한 장축(L)과 단축(S)을 가질 수 있으며, 장축(L)과 단축(S)은 케이블 드럼(130)의 회전축(C)과 수직일 수 있다.
드럼 휠(133, 134)은 장축(L)과 단축(S)을 갖는 슬롯 형상으로 형성되므로 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 고정부(132)에 안착되어 고정되는 경우에 드럼 휠(133, 134)에 의해 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 외부로 노출되지 않을 수 있다. 즉, 제1 안착부(132a)와 제2 안착부(132b)는 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 드럼 휠(133, 134)의 장축(L) 방향으로 안착될 수 있도록 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)을 안착시킬 수 있으며, 드럼 휠(133, 134)에 의해 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 외부로 노출되지 않을 수 있다. 이에 따라 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 케이블 드럼(130)에 안착되어 이동 수단에 의해 이동되는 경우에 외부 충격으로부터 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)을 보호할 수 있다.
도 8은 도 2의 케이블 드럼(130)이 이동 수단(50)에 의해 운반되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 케이블 드럼(130)은 절연 케이블(160)이 권선되고 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 안착된 상태로 이동 수단(50)에 의해 이송될 수 있다. 케이블 드럼(130)의 회전축(C)이 지면에 수평이 되어 드럼 휠(133, 134)의 장축 방향(L)이 지면과 평행이 되도록 이동 수단(50)에 실릴 수 있다. 이 경우, 드럼 휠(133, 134)의 단축 방향(S) 길이(H)는 이동 수단(50)의 높이(T1)와 드럼 휠(133, 134)의 단축 길이(H)의 합이 도로교통법 상이 허용 높이 이내가 되도록 형성될 수 있다. 도로법 또는 도로교통법에 의하면 총중량 40톤 이하, 너비 2.5m이하, 높이 4m이하, 길이 16.7m이하로 차량 운행을 제한하고 있으며 제한 초과 시 제한 차량 운행 허가를 얻어 운행 가능하나 총중량에 대해서는 제한을 불변으로 하고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 종단 접속함(110)과 제2 종단 접속함(140)이 드럼 휠(133, 134)의 장축(L) 방향으로 안착될 수 있도록 드럼 휠(133, 134)이 슬롯 형상을 가지므로 드럼 휠(133, 134)의 단축 방향 길이(H)를 최소화하여 이동 수단(50)의 높이(T1)와 드럼 휠(133, 134)의 단축 길이(H)의 합이 도로교통법 상 허용 높이 이내가 되도록 할 수 있다.
다른 예로서, 케이블 드럼(130)이 이동 수단(50)에 실리는 경우, 케이블 드럼(130)의 회전축(C)이 지면에 수직이 되어 드럼 휠(133 또는 134)이 지면을 향하도록 이동 수단(50)에 실릴 수 있다. 이 경우에는 케이블 드럼(130)의 폭(도 7이 W)은 이동 수단(50)의 높이(T1)와 케이블 드럼(130)의 폭(W)의 합이 도로교통법 상이 허용 높이 이내가 되도록 형성될 수 있다.
도 9는 도 2의 절연 케이블을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 9를 참조하면, 절연 케이블(160)은 중심부를 따라 도체(161)를 구비한다. 도체(161)는 전류가 흐르는 통로 역할을 하게 되며, 예를 들어 구리 또는 알루미늄으로 구성된다. 도체(161)는 복수개의 가닥으로 구성된다.
그런데, 도체(161)는 그 표면이 평활하지 않아 전계가 불균일할 수 있으며, 부분적으로 코로나 방전이 일어나기 쉽다. 또한, 도체(161) 표면과 후술하는 절연층(163) 사이에 공극이 생기게 되면 절연성능이 저하된다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도체(161) 외부를 반도전성 카본지와 같은 반도전성 물질 등으로 감싸게 되며, 반도전성 물질에 의해 형성된 층을 내부반도전층(162)으로 정의하게 된다.
내부반도전층(162)은 도체면의 전하분포를 고르게 하여 전계를 균일하게 하여 후술하는 절연층(163)의 절연내력을 향상시키게 된다. 나아가, 도체(161)와 절연층(163) 간의 간격형성을 방지하여 코로나 방전 및 이온화를 방지하게 된다. 또한, 내부반도전층(162)은 절연 케이블(160) 제작 시에 절연층(163)의 도체(161) 내부 침투를 방지하는 역할도 하게 된다.
내부반도전층(162)의 바깥쪽에는 절연층(163)이 구비된다. 절연층(163)은 도체(161)를 외부와 전기적으로 절연시켜준다. 일반적으로 절연층(163)은 파괴전압이 높고, 절연성능이 장기간 안정적으로 유지될 수 있어야 한다. 나아가, 유전손실이 적으며 내열성 등의 열에 대한 저항 성능을 지니고 있어야 한다. 따라서, 절연층(163)은 예를 들어 XLPE(Cross-linked Polyethylene; 가교 폴리에틸렌) 등을 원료로 하여 제작된다.
그런데, 절연층(163)의 내부 뿐만 아니라 외부를 차폐하지 않으면, 전계의 일부는 절연층(163)으로 흡수되지만, 대부분의 전계는 외부로 방전된다. 이 경우, 전계가 소정치 이상으로 커지게 되면 전계에 의해 절연층(163)과 절연 케이블(160)의 외피가 파손될 수 있다. 따라서, 절연층(163)의 바깥쪽에는 다시 반도전층이 구비되며, 전술한 내부반도전층(162)과 구별하기 위하여 외부반도전층(164)으로 정의된다. 결국, 외부반도전층(164)은 전술한 내부반도전층(162) 과의 사이에 전기력선의 분포를 등전위로 만들어 절연층(163)의 절연내력을 향상시키는 역할을 하게 된다.
외부반도전층(164)의 바깥쪽에는 케이블의 종류에 따라 금속시스로 이루어진 차폐층(미도시) 또는 중성선(18)이 구비된다. 차폐층 또는 중성선(18)은 전기적 차폐 및 단락전류의 귀로를 위하여 구비된다.
절연 케이블(160)의 최외곽에는 외피(20)가 구비된다. 외피(20)는 절연 케이블(160)의 최외곽에 구비되어 절연 케이블(160)의 내부 구성을 보호하는 역할을 하게 된다. 따라서, 외피(20)는 빛·풍우·습기·공기 중의 기체 등 각종 기후를 비롯한 자연환경에 견딜 수 있는 내후성, 화학물질 등과 같은 약품 등에 견디는 내약품성 및 기계적 강도가 우수한 성질을 갖게 된다. 일반적으로 PVC(Polyvinyl chloride; 폴리염화비닐) 또는 PE(Polyethylene: 폴리에틸렌)를 재질로 하여 외피를 제작하게 된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 내전압 시험 장치(100)는 상술한 것과 같은 절연 케이블(160)을 사용하므로 공간이 협소한 옥내용 변전소에서도 내전압 시험을 용이하게 실시할 수 있다. 즉, 종래의 내전압 시험 장치(10)에서 테스트 부싱(11)과 전압 인가원(13)을 연결하는 도선(12)은 단순 편조선으로 이루어져 절연을 위해 도선(12)으로부터 최소 1.5m 이내에는 다른 장애물이 존재하여서는 안 된다. 옥외형 변전소의 경우에는 다른 장애물이 없어 도선(12)을 배치하는 것이 가능하지만 옥내형 변전소의 경우에는 협소한 공간 상의 문제로 도선(12) 주변 1.5m 이내에 다른 장애물이 없이 도선(12)을 설치하는 것이 곤란한 문제점이 있었다. 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 절연 케이블(160)은 충분한 절연내력을 가지므로 절연 케이블(160)로부터 소정의 거리 내에 장애물이 있는 경우에도 내전압 시험을 실시할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 내전압 시험 장치
110: 제1 종단 접속함
120: 테스트 챔버
130: 케이블 드럼
140: 제2 종단 접속함
150: 전원 인가워

Claims (12)

  1. 가스 절연 개폐 장치를 구비하는 가스 절연 변전소에 포설된 전력 케이블의 내전압 시험을 하는 내전압 시험 장치에 있어서,
    일단이 상기 가스 절연 개폐 장치와 접속하는 제1 종단 접속함;
    상기 제1 종단 접속함의 타단과 연결되는 절연 케이블;
    상기 제1 종단 접속함에 대향하여 상기 절연 케이블의 일단에 연결되는 제2 종단 접속함; 및
    상기 절연 케이블이 감기는 케이블 드럼;을 구비하며,
    상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함이 상기 케이블 드럼에 권취된 상기 케이블 양단에 연결된 상태로 이동 수단에 의해 상기 가스 절연 변전소로 이동되어 상기 내전압 시험을 시행하고,
    상기 케이블 드럼은 회전에 의해 상기 절연 케이블이 감기거나 풀리는 본체부, 상기 본체부의 일측에 배치되며 상기 제1 종단접속함과 상기 제2 종단 접속함이 안착되어 고정되는 고정부, 및 상기 본체부의 타측과 상기 고정부의 일측 각각에 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 드럼 휠을 구비하며,
    상기 드럼 휠은 슬롯 형상을 가지며 상기 슬롯 형상의 장축과 단축 각각은 상기 케이블 드럼의 회전축과 직교하고,
    상기 케이블 드럼의 회전축이 지면에 수직이 되어 상기 드럼 휠이 지면을 향하도록 상기 이동 수단에 실리는 경우, 상기 케이블 드럼의 폭은 상기 이동 수단의 높이와 상기 케이블 드럼의 폭의 합이 도로교통법 상이 허용 높이 이내가 되도록 하고,
    상기 케이블 드럼의 회전축이 지면에 수평이 되어 상기 드럼 휠의 장축 방향이 지면과 평행이 되도록 상기 이동 수단에 실리는 경우, 상기 드럼 휠의 단축 길이는 상기 이동 수단의 높이와 상기 드럼 휠의 단축 길이의 합이 도로교통법 상이 허용 높이 이내가 되도록 하고,
    상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함이 상기 고정부에 안착되어 고정되는 경우에 상기 드럼 휠에 의해 상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함이 외부로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 내전압 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 종단 접속함은 가스중 종단 접속함인 것을 특징으로 하는 내전압 시험 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 종단 접속함은 공기중 종단 접속함인 것을 특징으로 하는 내전압 시험 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 제1 종단 접속함이 고정되는 제1 안착부;
    상기 제2 종단 접속함이 고정되는 제2 안착부; 및
    상기 제1 종단 접속함과 상기 제2 종단 접속함 각각의 일단에 연결된 상기 절연 케이블이 최대 허용 곡률 반경 이상으로 만곡되는 것을 방지하는 적어도 하나의 가이드부; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 내전압 시험 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 본체부의 곡률 반경은 상기 절연 케이블의 최대 허용 곡률 반경보다 더 큰 것을 특징으로 내전압 시험 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가스 절연 개폐 장치와 연결되며, 내부 공간 내에서 상기 제1 종단 접속함이 상기 가스 절연 개폐 장치와 접속되고, 상기 내부 공간에 가스가 주입되어 상기 가스 절연 개폐 장치와 상기 제1 종단 접속함을 가스 절연시키는 테스트 챔버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 내전압 시험 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 종단 접속함이 상기 테스트 챔버 내로 삽입되는 그 일단이 상기 가스 절연 개폐 장치와 접속되는 경우, 상기 제1 종단 접속함의 삽입 각도는 상기 제1 종단 접속함의 타단에 연결된 상기 절연 케이블의 최대 허용 곡률 반경 이내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 내전압 시험 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 절연 케이블은, 도체, 상기 도체를 감싸는 내부반도전층, 상기 내부반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부반도전층, 및 상기 외부반도전층 외부의 외피를 구비하는 것을 특징으로 하는 내전압 시험 장치.
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