KR19980065064A

KR19980065064A - 개량된 조인트 슬리브 및 그 제작법

Info

Publication number: KR19980065064A
Application number: KR1019980023328A
Authority: KR
Inventors: 김국년
Original assignee: 김국년
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 1998-10-07

Abstract

본 발명은 송배전 선로를 저항이 적으면서도 장력을 지지할 수 있도록 서로 연결하는 조인트 슬리브(Joint Sleeve)의 개량에 관한 것이다.

본 발명은 알루미늄재로서 단면이 타원상인 입방체의 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상단에는 걸이요홈(11)이 타원단면상에 수직으로 요입되고, 상기 본체(1)의 하단에는 타원단면상에 수직으로 삽지홀(12)이 천공되고, 상기 삽지홀(12)의 일단측은 외부로 슬리트상으로 절개부(13)를 가지고 이루어지는 조인트 슬리브에 있어서, 상기 삽지홀(12)을 요구규격보다 약간 키우고, 상기 삽지홀(12)의 내면에 그 절개부(23)가 상기 삽지홀(12)의 절개부(13)와 일치하도록 소정규격의 동파이프(2)를 삽입하여 밀결합되게 용접하여 이루어지는 것임을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 종래의 조인트 슬리브의 소정위치에 밀결합되는 동파이프가 삽장되므로서 이형재로된 송배전선간의 전기적 접속을 효과적으로 시킬 수 있으며, 특히 압입지지력 및 내부식성의 향상을 도모하여 내구성을 향상시키면서, 대량생산에 접합한 방법을 제시하여 제작 및 소재비용의 절감을 이루는 유용한 발명이다.

Description

개량된 조인트 슬리브 및 그 제작법

송배전 선로는 특고압이나 고압선로뿐만 아니라 주상용 선로일지라도 고전류가 흐르므로 선로자체의 저항을 고려하여 일정단면적 이상을 사용하게 되는데, 제작상 또는 사용상의 편리를 위해 소정규격의 길이를 가지게 된다. 따라서, 원거리 송배전시에는 다수의 배선을 서로 연결하여 배설하는데, 이들의 연결시에는 공장이나 가정에서 흔히 사용하는 리셉터클(Receptacle)이나 콘센터(Concenter)등은 사용될 수 없으며, 이러한 용도에 적합하도록 개발된 것이 조인트 슬리브인 것이다. 즉, 송배전 선로는 비저항이 작은 소재인 Cu, Al 등을 단체(Solide)로 사용하거나 또는 다수의 가닥을 조아서 사용하므로 이들간의 연결시에는 도 4에 도시한 조인트 슬리브를 사용하는데, 이는 다음과 같이 이루어져 있다.

종래의 조인트 슬리브는 도 4에 도시된 바와 같이, 알루미늄재로서 단면이 타원상인 입방체의 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상단에는 걸이요홈(11)이 타원단면상에 수직으로 요입되고, 상기 본체(1)의 하단에는 타원단면상에 수직으로 삽지홀(12)이 천공되고, 상기 삽지홀(12)의 일단측은 외부로 슬리트상으로 절개부(13)를 가지고 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 종래의 기술은 도 3에 도시된 바와 같이, 걸이요홈(11)내에 송배전선(3)의 일단을 삽입하고, 압압기구로 외주에서 중심방향으로 눌러주면 본체(1)의 걸이요홈(11)을 형성하는 부위가 압입되면서 송배전선(3)을 견고히 물어주게 되며, 이후 삽지홀(12)측에 또다른 송배전선(3)을 삽입하고, 상기와 동일하게 압압하여 또다른 송배전선(3)을 물도록 하여 2개의 송배전선(3, 3)간을 전기적으로 연결하도록 하는 것이다.

그런데, 상술한 종래의 조인트 슬리브는 알루미늄 재질로되어 있어서 가벼우면서 압압기구의 작은 압압력하에서도 결착이 용이하고, 특히 송배전선(3)과 동일한 소재이므로 전기적 저항이 작다는 등의 많은 장점을 가지고 있으나, 이형 소재로된 송배전선(3, 3)들간에는 접속시에 문제점이 있는데, 이에는 다음과 같은 것이 있다.

즉, 저항이 문제가 되는 송배전선(3)은 원가가 상승되더라도 동선(구리선)을 사용하는 경향이며, 특히 접지선(Earth Line)은 고압선에 허여되는 1종접지(저항 10Ω미만)나 일반공장등에서 허여되는 3종접지(저항 100Ω 이하) 등을 맞추기 위해서라도 동선을 사용하는 것이 원칙인데, 이는 알루미늄선과 동선간에 상기 조인트 슬리브를 사용하면, 첫째 알루미늄 재질의 조인트 슬리브와 동선간에 전기적 밀착이 쉽지 않아 저항이 증가하며, 둘째 동선은 알루미늄선보다 중량물이므로 알루미늄 소재의 조인트 슬리브가 동선을 견고히 지지하기 어렵고, 셋째 동선과 접촉되는 알루미늄이 저항열에 의해 손쉽게 부식되어 압압지지력이 저하하고 이에따라 저항도 점점 증가하게 된다는 문제점들이 있기 때문이다.

이를 개선하고자 일부에서는 조인트 슬리브를 구리재질로 바꾸어 제작하여 사용하려는 시도가 있었으나, 소재비용의 증가 및 자중의 증가에 따른 지지내구성 감소와 특히 구리재질의 조인트 슬리브를 결착하기 위해서는 큰 압압력을 부여하는 압압기구를 사용하여야 하므로 압압기구가 커질수 뿐이없고, 이는 기구의 취급 불편 등에 의하여 실패하였다는 보고가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해소하여 이형 소재로된 송배전선(3, 3)들 간에도 적은 저항과 견고한 연결을 도모하면서 그 내구력도 향상시키고자 연구·완성된 것으로, 이는 상기한 종래의 발명에 있어서 상기 삽지홀의 내면에 특정의 방법에 의해 동파이프를 밀착시켜서 이루어지는 것으로 이를 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성상태도,

도 2는 본 발명의 제작장치의 단면 모식도,

도 3은 본 발명의 설치상태 예시도,

도 4는 종래 발명의 구성상태도이다.

* 도면의 주요부분 부호의 설명

1 --- 본체

11 --- 걸이요홈 12 --- 삽지홀 13 --- 절개부

2 --- 동파이프

23 --- 절개부

3 --- 송배전선 3' --- 접지선

4 --- 로(爐)

41 --- 용융액 42 --- 초음파발생기

도 1은 본 발명의 구성상태도이다.

도 2는 본 발명의 개량된 조인트 슬리브를 제작하는 용접장치를 일예로서 도시한 단면모식도이다.

본 발명은 알루미늄재로서 단면이 타원상인 입방체의 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상단에는 걸이요홈(11)이 타원단면상에 수직으로 요입되고, 상기 본체(1)의 하단에는 타원단면상에 수직으로 삽지홀(12)이 천공되고, 상기 삽지홀(12)의 일단측은 외부로 슬리트상으로 절개부(13)를 가지고 이루어지는 조인트 슬리브에 있어서, 상기 삽지홀(12)을 요구규격보다 약간 키우고, 상기 삽지홀(12)의 내면에 소정규격의 동파이프(2)를 삽입하여 Sn-Zn계 합금이 용융된 초음파용 로(4)에 담그고, 소정시간 초음파로 진동시킨 후 대기중에서 방냉하고, 상기 삽지홀(12)의 절개부(13)와 일치하도록 동파이프(2)에 절개부(23)를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 구조의 조인트 슬리브를 제작하는 공정을 이하에 바람직한 실시예를 들어 설명하며, 이는 본 발명의 일 실시예이므로 본 발명의 기술적범위가 이로서 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

하면에 초음파발생기(42) 용량 50W 3세트가 부착된 스텐레스스틸재의 로(4)내에 Sn-Zn계 합금인 알미트(주)(Almit co ltd.)의 T-235(품질특성은 표 1참조) 또는 FA-5를 소정용량 주입하여 로(4)의 온도를 300℃ 이상으로 유지시키고, 상기 로(4)내에 단면이 타원상으로 걸이요홈(11)과 삽지홀(12) 및 절개부(13)가 형성되어 삽지홀(12)내에 충분히 소둔처리 한 동파이프(2)가 삽입된 길이 1500㎜의 소재를 용융재에 충분히 잠기게 집어넣고, 초음파발생기(42)를 10∼20초간 가동한 후, 소재를 취출하여 강제순환되는 대기하에서 충분히 냉각하고, 밀링머시인으로 상기 절개부(13)를 따라 동파이프(2)에 절개부(23)를 형성하고, 규격길이로 절단하여 조인트 슬리브를 제작한다.

표 1

항 목	수 치
비중	7.3
응고 및 용융점	195∼235℃
전기비저항	13μΩ.Cm
단극전위	0.960V
신장율	50.0%
항장력	9.0Kg/mm²
경도	18HV
열팽창계수	2.25×10^-5(30∼200℃)／℃

제작된 조인트 슬리브의 규격은 표 2에 제시하였으며, 각 조인트 슬리브의 절단면 양단을 육안 및 초음파 탐침을 실시하여 용접면간의 불순물이나 기포함유 등의 결함을 체크하였으나 이상이 전혀 발생되지 않았으며, 따라서 알루미늄재 삽지홀(12)의 내면과 동파이프(2)의 외면은 완전히 밀결합된 것으로 판단된다.

본 발명의 조인트 슬리브의 본체(1)는 알루미늄으로 이루어져 있으며 알루미늄의 융점은 660℃이므로, 용접재료는 660℃ 이하에서 완전용융되어야 하며, 실시예에서 사용된 소재들은 공히 300℃ 이하에서 완전용융되므로 모재의 변형이 발생되지 않는다.

표 2

품 번	규 격
품 번	높이	폭	길이	삽지홀직경
E 1-1	43	22	35	8.5
E 2-1E 2-2	4350	2231	3535	8.511.5
E 3-1E 3-2E 3-3	505454	313131	356666	8.511.515.5
E 4-1E 4-3E 4-4	585858	323032	669696	11.515.519.5
E 5-1E 5-3E 5-4E 5-5	58626464	32323232	6696130130	11.515.519.520.5

상기와 같이 제작되는 조인트 슬리브의 설치는 도 3에 도시한 바와 같이 종래 발명에서와 동일하며, 다만 삽지홀(12)내에 동파이프(2)가 삽입되므로 상기 동파이프(2)내에 동선을 삽입하고 압입할 때 그 가압력이 악간 상승한다는 차이점만을 가지나 상승되는 가압력은 동파이프(2)가 얇고 일단이 절개된 절개부(23)를 가지므로 대단한 차이를 갖는 것은 아니다.

[비교예 1]

초음파 발생기(42)가 부착된 로(4)내에 알루미늄분말(한국화금공업사제, 또는 알미트(주)의 SP27)을 주입하여 로(4)의 온도를 300∼500℃로 유지하면서, 실시예에서 사용하는 소재를 사용하여 동일한 작업을 반복하였다.

제작된 조인트 슬리브의 절단면을 실시예에서와 동일하게 검사하였는데, 알루미늄 모재와 동파이프간에는 70%이상의 부위에서 접합불량이 검지되었다. 이는 알루미늄과 구리간의 계면이 활성화되지 않은 것으로 판단된다.

[비교예 2]

삽지홀(12)에 삽입되는 동파이프(2)의 외주에 소정의 분말 플럭스(Flux)를 바르고 삽입하는 것을 제외하고 비교예 1과 동일하게 하여 실시하였다.

제작된 조인트 슬리브의 절단면을 동일하게 검사하였으며 접합불량은 없으나, 알루미늄 모재와 동파이프간에 기포발생에 의한 접촉불량 개소 및 소재의 변형개소를 다수 검지하였으며, 이는 플럭스가 계면을 활성화시켜 계면간의 접합력은 향상시켰으나, 플럭스 개스가 배출되지 않아 기포를 형성하고 고온 하에서 알루미늄 및 동의 부식을 야기한 것으로 판단된다.

본발명의 조인트 슬리브는 종래의 발명과 개략적인 외부구조는 유사하나 본체(1)의 삽지홀(12)에 동파이프(2)가 밀결합되어 있으며, 이는 상기 삽지홀(12)에 삽입되는 동선을 견고하고도 전기적 저항이 거의 없도록 결착하며, 특히 Cu-Cu간의 결착이므로 부식등이 없고 내구성도 향상하게 된다.

상술한 바와같이 본 발명은 종래의 조인트 슬리브의 소정위치에 밀결합되는 동파이프가 삽장되므로서 이형 송배전선간의 전기적 접속을 효과적으로 시킬 수 있으며, 특히 압입지지력의 향상 및 내부식성을 도모하여 내구성을 향상시키면서, 대량생산에 접합한 방법을 재시하여 제작 및 소재비용의 절감을 이루는 유용한 발명이다.

Claims

알루미늄재로서 단면이 타원상인 입방체의 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상단에는 걸이요홈(11)이 타원단면상에 수직으로 요입되고, 상기 본체(1)의 하단에는 타원단면상에 수직으로 삽지홀(12)이 천공되고, 상기 삽지홀(12)의 일단측은 외부로 슬리트상으로 절개부(13)를 가지고 이루어지는 조인트 슬리브에 있어서, 상기 삽지홀(12)을 요구규격보다 약간 키우고, 상기 삽지홀(12)의 내면에 그 절개부(23)가 상기 삽지홀(12)의 절개부(13)와 일치하도록 소정규격의 동파이프(2)를 삽입하여 밀결합되게 용접하여 이루어지는 것임을 특징으로하는 개량된 조인트 슬리브.
알루미늄재로서 단면이 타원상인 입방체의 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상단에는 걸이요홈(11)이 타원단면상에 수직으로 요입되고, 상기 본체(1)의 하단에는 타원단면상에 수직으로 삽지홀(12)이 천공되고, 상기 삽지홀(12)의 일단측은 외부로 슬리트상으로 절개부(13)를 가지고 이루어지는 조인트 슬리브에 있어서, 상기 삽지홀(12)을 요구규격보다 약간 키우고, 상기 삽지홀(12)의 내면에 소정규격의 동파이프(2)를 삽입하여 Sn-Zn계 합금이 용융된 초음파용 로(4)에 담그고, 소정시간 초음파로 진동시킨 후 대기중에서 방냉하고, 상기 삽지홀(12)의 절개부(13)와 일치하도록 동파이프(2)에 절개부(23)를 형성하여 이루어지도록 하는 것을 특징으로하는 개량된 조인트 슬리브의 제작법.