KR102589064B1 - 전력케이블의 종단접속함 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종단접속함 상단에 장착되는 커버부재의 조립성이 향상되고, 커버부재의 장착상태가 안정적으로 유지되어 방수성능이 향상된 전력케이블의 종단접속함에 관한 것이다.

Description

전력케이블의 종단접속함{TERMINATION BOX OF POWER CABLE}

본 발명은 전력케이블의 종단접속함에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 종단접속함 상단에 장착되는 커버부재의 조립성이 향상되고, 커버부재의 장착상태가 안정적으로 유지되어 방수성능이 향상된 전력케이블의 종단접속함에 관한 것이다.

일반적으로 전력케이블은 전력을 공급하는 도체(conductor)를 이용하여 지중, 지상 또는 해저를 통하여 원하는 장소로 전력을 공급하도록 사용된다. 이러한 전력케이블은 상기 도체를 절연하는 것이 매우 중요하며, 이를 위하여 상기 도체를 절연시키는 절연층은 XLPE(Cross-linked Polyethylene; 가교 폴리에틸렌) 등을 원료로 하여 제작되거나, 또는 절연지 등을 감아 절연층으로 사용하고 있다.

상기 전력케이블은 수백 미터 또는 수 킬로미터 간격으로 중간접속함(Joint box)에 의해 접속이 이루어지며, 상기 전력케이블의 말단은 종단접속함(Termination connection box)에 의해 가공선 또는 차단기 등과 접속이 이루어지게 된다.

가공선과 연결되기 위한 기중 종단접속함(EB-A)은 가공선과 전력케이블의 도체부 연결을 위한 위하여 기중 종단접속함(EB-A) 내부에 도체인출봉을 구비한다. 상기 종단접속함 내부에서 전력케이블의 도체부와 도체인출봉이 접속되고 도체인출봉이 종단접속함의 상단으로 인출되어 가공선과 연결될 수 있다.

참고로 전력케이블의 종단접속함은 연결되는 대상에 따라 가공선은 기중 종단접속함(EB-A), 차단기는 가스중(Gas) 종단접속함(EB-G), 변압기는 유중(Oil) 종단접속함(EB-O)으로 각각 연결되는 것으로 구분될 수 있다.

특히, 기중 종단 접속함(EB-A)은 가공선과 연결을 위하여 옥외 변전소에서 가공선과 전력케이블을 상호 연결 접속하는데 사용될 수 있으며, 외부 절연을 자기 애관을 사용하는 구조가 많이 사용된다.

이러한 종래의 기중 종단 접속함(EB-A)은 옥외에 수직하게 배치되므로 우천 등의 경우 종단접속함 내부 침수를 방지하기 위한 구조가 필요하다.

종래의 기중 종단 접속함(EB-A)은 접속함은 오일이 채워진 애관 상부 금구와 오링 구조 그리고 금구를 고정하기 위한 고정구조와 체결부재가 사용되어 수밀이 문제되지 않으나, 그 구조가 복잡하고 많은 부품이 소요되었다.

최근에는 드라이(Dry) 방식의 기중 종단 접속함(EB-A)이 소개되고 있다. 드라이 방식의 기중 종단 접속함(EB-A)의 경우 내부에 절연을 위한 유체가 수용되지 않는 구조를 가지므로 구조가 단순하다는 장점을 갖는다. 가공선과 연결되는 부분 역시 테이핑 또는 캡 등을 장착하는 방법이 사용될 수 있다.

그러나, 종단접속함을 통해 공급되는 전력의 크기에 따라 전력케이블의 도체부 등에 신축이 발생될 수 있고, 이러한 신축에 의하여 인가되는 응력 또는 스트레스는 종단접속함의 도체인출봉 인출 부위, 즉 캡 장착부위 또는 테이핑 부위의 수밀성을 저해하게 되므로 이를 해결할 방법이 요구된다.

본 발명은 종단접속함 상단에 장착되는 커버부재의 조립성이 향상되고, 커버부재의 장착상태가 안정적으로 유지되어 방수성능이 향상된 전력케이블의 종단접속함을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 도체인출봉; 상기 도체인출봉과 접속되는 도체부가 구비된 전력케이블이 내측에 밀착되어 장착되는 슬리브 부재; 및, 상기 도체인출봉과 상기 전력케이블의 도체부의 접속부위를 감싸며 유연한 수지 재질로 구성되는 커버부재;를 포함하고, 상기 도체인출봉과 상기 슬리브 부재는 상기 커버부재에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 전력케이블의 종단접속함을 제공할 수 있다.

또한, 상기 커버부재는 나사산이 형성된 체결부재가 인서트되고, 상기 도체인출봉은 상기 커버부재의 체결부재와 나사결합되기 위한 나사산이 형성되어, 상기 커버부재는 상기 도체인출봉에 나사결합되어 고될될 수 있다.

그리고, 상기 도체인출봉은 가공전선과 연결되기 위하여 인출되는 인출부, 상기 인출부 하부에 구비되며 상기 커버부재가 장착되는 장착부 및 상기 장착부 하부에 상기 전력 케이블의 도체부가 내측으로 삽입되어 접속되는 접속부를 구비하며, 상기 장착부 외주면에 상기 나사산이 형성될 수 있다.

또한, 상기 커버부재는 역립된 컵의 형상으로 구성되며, 상기 전력케이블의 도체인출봉이 관통하여 상방향으로 노출되도록 개구부가 형성되며, 상기 슬리브 부재의 상단부는 상기 커버부재의 하방으로 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 커버부재 하부와 삽입된 슬리브 부재의 상단 사이를 접착제로 고정할 수 있다.

여기서, 상기 접착제는 실리콘 본드일 수 있다.

여기서, 상기 커버부재는 고무 재질로 구성되고, 상기 커버부재의 개구부의 직경은 관통되는 상기 도체인출봉의 직경보다 작게 구성될 수 있다.

또한, 상기 슬리브 부재는 고무 재질 또는 실리콘 재질로 구성되고, 외주면에는 다수개의 주름 또는 돌기부가 형성되며, 전계 집중을 완화시키는 전계완화콘이 인서트될 수 있다.

본 발명에 따른 전력케이블의 종단접속함에 의하면, 전력케이블의 종단접속함 상단에 장착되는 커버부재의 조립성이 향상되고, 커버부재의 장착상태가 안정적으로 유지되어 방수성능이 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 전력케이블의 종단접속함에 의하면, 커버부재가 고무 등의 유연한 재질로 구성되고 종단접속함을 구성하는 도체인출봉과 슬리브 부재에 각각 고정되어 전력케이블 등이 열신축되어도 커버부재가 이를 흡수하여 종단접속함 상부영역의 실링성능을 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전력케이블의 종단접속함의 하나의 실시예의 측면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 전력케이블의 하나의 실시예의 단면도를 도시한다.
도 3은 도 1에 도시된 전력케이블 종단접속함의 단면도를 도시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 전력케이블의 종단접속함(1000)의 하나의 실시예의 측면도를 도시하며, 도 2는 본 발명의 전력케이블의 하나의 실시예의 단면도를 도시한다.

도 1은 전력케이블과 도체 접속장치가 구비된 종단접속함(1000)의 일례를 도시한 것이다. 이하에서는 드라이 방식의 기중(EB-A) 종단접속함의 구조를 바탕으로 설명한다.

도 1의 종단접속함(1000)은 가공선과 접속되는 도체인출봉(200), 상기 도체인출봉(200)과 접속되는 도체부(10)가 구비된 전력케이블(100)이 수용되며 외벽을 형성하는 슬리브 부재(400) 및, 상기 도체인출봉(200)과 상기 전력케이블의 도체부(10)의 접속부(250)위를 감싸는 커버부재(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 전력케이블의 종단접속함(1000)를 구성하는 상기 커버부재(300)는 나사산이 형성된 체결부재(320)가 인서트되고, 상기 도체인출봉(200)은 상기 커버부재(300)와 체결부에 나사산이 형성되어, 상기 커버부재(300)는 상기 도체인출봉(200)에 나사결합되는 것을 특징을 가지며, 이에 대해서는 후술한다.

상기 슬리브 부재(400)로 도입된 전력케이블(100)은 슬리브 부재(400) 내부에서 도체인출봉(200)과 접속된다.

상기 도체인출봉(200)의 하단은 슬리브 부재(400) 내부에서 전력케이블과 접속되고 상기 도체인출봉(200)의 상단은 상기 슬리브 부재(400) 상단부에 장착되는 커버부재(300)를 관통하여 인출된다.

드라이 방식의 기중(EB-A) 종단접속함의 경우, 종래의 종단접속함에서 사용되던 딱딱한 자기 재질의 애관 및 애관 상부에 금구 등을 장착하는 구조가 아니며, 실리콘 또는 고무 등의 유연한 재질로 구성되며, 내부에 빈공간 없이 케이블과 밀착되고 그 상부에 금구 등의 구조물이 생략되어 구성이 간소해질 수 있다는 장점이 있다.

그러나 이러한 전력케이블의 종단접속함(1000)은 가공선 등의 연결을 위하여 변전소 옥외 등에 수직하게 설치되므로 상기 슬리브 부재(400) 상부를 통한 수분 침투가 방지되어야 한다. 따라서, 상기 도체인출봉(200)이 관통된 상태로 상기 슬리브 부재(400) 상부에 장착되는 상기 커버부재(300)는 수밀성을 제공할 수 있도록 구성되어야 한다. 그리고, 본 발명에 따른 전력케이블의 종단접속함(1000)은 상기 도체인출봉(200)이 관통된 상태로 상기 슬리브 부재(400) 상부에 장착되는 상기 커버부재(300)는 고무 재질로 구성되어 유연성을 확보하여 쉽게 파손되는 것을 방지함과 동시에 기밀성을 향상시킬 수 있다.

상기 커버부재(300)에 대한 상세한 설명은 뒤로 미룬다.

상기 슬리브 부재(400)는 상기 전력케이블(100)을 절연하는 역할을 하게 된다. 따라서, 상기 슬리브 부재(400)는 전기적으로 충분한 절연내력(絶緣耐力)이 필요하며, 이를 위해 상기 슬리브 부재(400)의 원주면에는 다수개의 주름 또는 돌기부(410)가 구비된다. 상기 주름 또는 돌기부(410)에 의해 절연거리를 증가시키면 절연내력이 향상된다. 상기 슬리브 부재(400)는 절연내력을 가지면서 동시에 적당한 수준의 유연성과 발수성 확보를 위하여 실리콘 또는 고무 등의 유연한 수지재질로 구성되는 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도체 접속구조에 의하여 접속이 가능한 상기 전력케이블(100)은 도체부(10), 상기 도체부(10)를 감싸는 내부 반도전층(20), 상기 내부 반도전층(20)을 감싸는 절연층(30), 상기 절연층(30)을 감싸는 외부 반도전층(40), 상기 외부 반도전층(40)을 감싸고 금속시스 또는 중성선으로 이루어져 전기적 차폐 및 단락전류의 귀로를 위한 차폐층(50), 상기 차폐층(50)을 감싸는 외피(60)를 포함할 수 있다.

상기 도체부(10)는 구리, 알루미늄, 바람직하게는 구리로 이루어진 단선 또는 복수의 도선이 연합된 연선에 의해 이루어질 수 있고, 상기 도체부(10)의 직경, 연선을 구성하는 소선(11)의 직경 등을 포함하는 규격은 이를 포함하는 전력케이블(100)의 송전압, 용도 등에 따라 상이할 수 있고, 설계자에 의해 적절히 선택될 수 있다. 상기 도체부(10)가 다수의 소선(11)으로 구비되고, 각각의 소선(11)들이 절연된 상태로 구비되면 표피효과로 인한 도체 저항을 줄임으로써 전력 전송량을 극대화할 수 있다.

상기 전력케이블(100)을 구성하는 내부 반도전층(20)은 상기 도체부(10)와 상기 절연층(30) 사이에 배치되어 상기 도체부(10)와 상기 절연층(30)의 층간 들뜸을 유발하는 공기층을 없애주며, 국부적인 전계 집중을 완화시켜 주는 등의 기능을 수행한다.

한편, 상기 외부 반도전층(40)은 상기 절연층(30)에 균등한 전계가 걸리도록 하는 기능, 국부적인 전계집중 완화 및 외부로부터 절연층을 보호하는 기능을 수행한다.

상기 내부 반도전층(20) 및 외부 반도전층(40)은 베이스 수지에 카본블랙, 카본나노튜브, 카본나노플레이트, 그라파이트 등의 전도성 입자가 분산되어 있고, 가교제, 산화방지제, 스코치 억제제 등이 추가로 첨가된 반도전 조성물의 압출에 의해 형성된다.

여기서, 상기 베이스 수지는 상기 내부 반도전층(20) 및 외부 반도전층(40)과 상기 절연층(30)의 층간 접착력을 위해 상기 절연층(30)을 형성하는 절연 조성물의 베이스 수지와 유사한 계열의 올레핀 수지가 사용될 수 있다.

그리고, 상기 절연층(30)은 예를 들어 베이스 수지로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지일 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌 수지를 베이스 수지로 하는 절연 조성물의 압출에 의해 형성될 수 있다.

상기 폴리에틸렌 수지는 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등이 적용될 수 있고, 고압 케이블의 경우에는 기존의 OF케이블이 가교 폴리에틸렌(XLPE) 절연 케이블로 빠르게 대체되고 있다.

그리고 전력케이블(100)의 최외부에 구비되는 외피(60)는 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄 중 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 전력케이블 종단접속함(1000)의 단면도를 도시한다.

상기 슬리브 부재(400) 하부로 도입된 전력 케이블은 상기 외피(60), 차폐층(미도시), 외부 반도전층(40) 등이 순차적으로 제거되어 상기 슬리브 부재(400) 내부에서는 절연층(30)이 노출된 상태로 슬리브 부재(400) 내면에 밀착된 상태로 배치된다.

그리고, 상기 절연층(30)이 노출되도록 상기 외부 반도전층(40)의 일부가 제거된 상기 전력케이블(100)이 상기 슬리브 부재(400) 내부에 도입되면, 내부 반도전층과의 사이에서 전압이 인가되는 경우에 외부 반도전층(40)의 단부에 전계가 집중될 수 있다. 이는 상기 외부 반도전층(40) 및 절연층(30)의 파손을 발생시킬 수 있다. 따라서, 상기 전력케이블(100)의 전계 집중을 완화시키는 전계완화콘(600)이 상기 슬리브 부재(400)의 내부에 인서트된 상태로 사출되어 구비될 수 있다.

상기 슬리브 부재(400)의 단부 영역에서 상기 전력케이블의 도체부(10)가 노출되어 도체인출봉(200)과 접속이 수행된다.

상기 도체인출봉(200)은 가공전선과 연결되기 위하여 인출되는 인출부(210), 상기 인출부(210) 하부에 구비되며 상기 커버부재(300)가 장착되는 장착부(230) 및 상기 장착부(230) 하부에 상기 전력 케이블이 내측으로 삽입되어 접속되는 접속부(250)로 구획될 수 있으며, 상기 슬리브 부재(400) 상단 근방에서 상기 도체인출봉(200)의 접속부(250)와 전력케이블의 도체부(10)가 접속된다.

상기 도체인출봉(200)의 접속부(250)는 하부에 전력케이블(100)의 도체부(10)가 삽입되어 접속되는 접속공간이 구비된다. 상기 전력케이블의 도체부(10)가 삽입된 도체인출봉(200)의 접속부(250)는 압착 등의 방법으로 상기 전력케이블의 도체부(10)와 고정될 수 있다.

상기 도체인출봉(200)의 접속부(250) 상부에는 상기 커버부재(300)가 장착되는 장착부(230)가 구비된다. 상기 장착부(230)는 상기 커버부재(300)가 장착되는 부분이다.

본 발명에 따른 커버부재(300)는 유연한 수지 재질, 예를 들면 고무 등의 재질로 구성되어 전력케이블 도체부(10) 또는 도체인출봉(200)의 신축에 대응할 수 있다.

그러나, 상기 커버부재(300)는 상기 유연성 이외에도 가공전선과 연결되는 인출부(210)가 관통된 상태로 상기 슬리브 부재(400)을 실링해야 하므로 상기 슬리브 부재(400) 상부를 차단 및 실링상태가 안정적으로 유지되어야 한다.

이를 위하여 상기 도체인출봉(200)은 상기 커버부재(300) 및 상기 슬리브 부재(400)와 각각 고정되는 것이 바람직하다.

먼저, 상기 도체인출봉(200)은 상기 커버부재(300)의 고정방법을 검토하면, 본 발명에 따른 전력케이블 종단접속함(1000)을 구성하는 도체인출봉(200)과 상기 커버부재(300)는 나사 결합방식으로 고정될 수 있다.

따라서, 상기 도체인출봉(200)의 접속부(250)와 인출부(210) 사이에 구비되는 장착부(230)의 외주면에는 나사산이 형성되고 상기 커버부재(300)에는 너트 등의 체결부재(320)가 인서트되어, 상기 커버부재(300)를 상기 도체인출봉(200)과 나사결합되도록 구성될 수 있다.

상기 커버부재(300)는 역립된 컵의 형상으로 구성되며, 상기 전력케이블의 도체인출봉(200)이 관통하여 상방향으로 노출되도록 개구부(310)가 형성되며, 상기 개구부(310) 내측에 체결부재(320)가 인서트 사출될 수 있다. 그리고, 상기 커버부재(300)의 하부는 상기 슬리브 부재(400)의 상단부가 하방에서 삽입되어, 상기 슬리브 부재(400)의 상단부를 감싸는 구조를 가질 수 있다.

이와 같은 구조에 의하여 상기 도체인출봉(200)과 상기 커버부재(300)는 나사결합되어 고정되므로 전력케이블 도체부(10) 또는 도체인출봉(200)의 열신축 등의 경우에도 도체인출봉(200)의 상기 커버부재(300)에 대한 상대적인 움직임을 방지할 수 있다.

또한, 상기 커버부재(300)의 하부 내측면과 상기 슬리브 부재(400)의 상단부 외주면은 삽입이 완료된 상태에서 접착제 등으로 그 경계영역(A)을 부착 고정하여, 벌어짐 방지 및 수밀성을 함께 향상시킬 수 있다. 상기 접착제는 열과 수분에 강한 접착용 실리콘 또는 실리콘 본드 등이 사용될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 전력케이블의 종단접속함(1000)을 구성하는 도체인출봉(200), 커버부재(300) 및 슬리브 부재(400)는 상기 커버부재(300)를 매개로 순차적으로 고정되어 전력케이블 도체부(10) 또는 도체인출봉(200)의 신축시 상호 분리를 방지할 수 있으며, 상기 커버부재(300)의 재질로 인하여 어느 정도의 전력케이블 도체부(10) 또는 도체인출봉(200)의 신축량을 흡수할 수 있게되어 종단접속함(1000)의 수밀성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 커버부재(300)는 고무 등의 재질로 구성되고, 상기 커버부재(300)의 개구부(310)의 직경은 관통되는 상기 도체인출봉의 직경(d)보다 작게 구성되어 고무 등의 유연한 재질로 구성되는 커버부재(300)를 도체인출봉(200)에 장착하는 경우 자연스럽게 실링이 되면서 장착이 되도록 할 수 있다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

1000 : 전력케이블의 종단접속함
100 : 전력케이블
200 : 도체인출봉
300 : 커버부재
400 : 슬리브 부재

Claims (8)

1. 도체인출봉;
   상기 도체인출봉과 접속되는 전력케이블이 내측에 밀착되어 장착되는 슬리브 부재; 및,
   상기 도체인출봉과 상기 전력케이블의 도체부의 접속부위를 감싸며, 역립된 컵의 형상을 갖는 고무 재질의 커버부재;를 포함하고,
   상기 도체인출봉과 상기 슬리브 부재는 상기 커버부재에 각각 고정되며,
   상기 커버부재는 상기 전력케이블의 도체인출봉이 관통하여 상방향으로 노출되도록 개구부가 형성되며,
   상기 커버부재의 개구부의 직경은 관통되는 상기 도체인출봉의 직경보다 작게 구성되고,
   상기 슬리브 부재의 상단부는 상기 커버부재의 하방으로 삽입되며, 상기 커버부재 하부와 삽입된 상기 슬리브 부재의 상단 사이는 접착제로 고정되고,
   상기 커버부재는 나사산이 형성된 체결부재가 인서트되고, 상기 도체인출봉은 상기 커버부재의 체결부재와 나사결합되기 위한 나사산이 형성되어, 상기 커버부재는 상기 도체인출봉에 나사결합되어 고정되되,
   상기 도체인출봉은 가공전선과 연결되기 위하여 인출되는 인출부, 상기 인출부 하부에 구비되며 상기 커버부재가 장착되는 장착부 및 상기 장착부 하부에 상기 전력 케이블의 도체부가 내측으로 삽입되어 접속되는 접속부를 구비하며, 상기 도체인출봉의 나사산은 상기 장착부 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 전력케이블의 종단접속함.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 접착제는 실리콘 본드인 것을 특징으로 하는 전력케이블의 종단접속함.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브 부재는 고무 재질 또는 실리콘 재질로 구성되고, 외주면에는 다수개의 주름 또는 돌기부가 형성되며, 전계 집중을 완화시키는 전계완화콘이 인서트되는 것을 특징으로 하는 전력케이블의 종단접속함.