KR200456078Y1 - 압축스프링 형태의 구조를 갖는 전기방식용 전극의 단자구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기방식용 전극의 단자구조에 관한 것으로, 전극 상단에 형성된 설치홈의 바닥면에 매설되는 단자와, 상기 단자에 삽입되어 전극과 통전되도록 연결되는 전선과, 상기 단자와 전선의 사이에 끼워져 전선을 고정시키는 테이퍼핀을 포함하는 전기방식용 전극의 단자구조에 있어서; 상기 단자는 압축스프링 형태의 구조를 포함함을 특징으로 하는 전기방식용 전극의 단자구조를 제공한다.

따라서 본 고안에 따르면 단자가 압축스프링 형태의 구조를 가지므로 테이퍼핀을 단자와 전극사이에 삽입하기 위해 테이퍼핀에 가해지는 충격을 흡수함으로서 전극이 손상되는 것을 예방할 수 있으며, 전극의 운반이나 매설작업시 작업자의 부주의 등으로 인해 전선에 부과되는 인장응력을 완화시킴으로서 전기방식용 전극과 전선의 연결상태를 양호하게 유지할 수 있다.

전기방식(電氣防蝕), 전극, 테이퍼핀(taperpin), 압축스프링, 수지

Description

압축스프링 형태의 구조를 갖는 전기방식용 전극의 단자구조{Electrode terminal structure of compressed spring type for cathodic protection}

본 고안은 전기방식용 전극의 단자구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기방식용으로 사용되는 전극과 외부전원을 공급해주는 전선의 연결을 위해 사용되는 단자의 구조를 개선함으로서 전극과 전선의 연결시 테이퍼핀 충격으로 인해 발생되는 전극의 파손을 방지하고 운반이나 매설시공시 전선에 부과되는 장력을 완화함으로서 전극과 전선의 연결 성능을 가일층 향상시킨 압축스프링 형태의 구조를 갖는 전기방식용 전극의 단자구조에 관한 것이다.

일반적으로 지하에 매설되어지는 철구조물에는 필연적으로 부식이 발생되고, 이로 인해 설계된 수명을 다하지 못하고 파손이 일어나므로 이러한 철구조물을 부식으로부터 보호하여 최초에 설계된 수명을 유지하기 위하여 도장을 비롯한 여러가지 기술들이 적용되고 있다.

이러한 부식방지 기술들 중에서 가장 신뢰할 수 있는 방법으로는 외부전원을 이용한 전기방식(電氣防蝕)을 들 수 있다. 이는 금속에 일정한 전위를 주어서 부식을 방지하는 방법으로, 예컨대 지상에 설치된 정류기로부터 직류로 변환된 전원을 인가하되 철구조물에는 음극을 연결하고, 전극에는 양극을 연결하여 전원을 공급하여 철구조물을 계속적으로 음극으로 유지시킴으로서 부식반응 즉, 산화반응이 일어나지 못하도록 하는 형태이다.

이와 같은 전기방식을 위해 사용되는 전극으로는 고규소주철을 비롯하여 흑연, MMO 등 여러 가지가 있다. 이들 전극은 외부전원과 연결시 연결부가 지하에 매설되어야 하므로 전선과 전극의 연결시 가해지는 충격이나 매설시공으로 인한 응력에 견딜수 있어야 하며 따라서 전극에 설치되는 단자에 의한 전선의 연결상태 는 전기방식 품질을 좌우하는 매우 중요한 요소이다.

도 1은 종래의 전기방식용 전극의 사시도 및 전극에 단자를 삽입한 상태를 나타낸 부분단면도이다. 도 1의 도시와 같이, 종래에는 전기방식용 전극(10) 설치를 위해 전극(10)의 상단에 홈(12)을 내고, 이 홈(12)의 내부 바닥면에 파이프 형태의 단자(20)를 매립한 형태를 보편적으로 취하고 있다.

도 2는 종래의 전기방식용 전극의 단자구조를 나타낸 단면도로서, 도 2의 도시와 같이 기존에는 피복을 벗긴 전선(30)을 파이프 형태의 단자(20)내에 삽입한 다음 테이퍼핀(40)(taperpin)을 단자(20)내면과 전선(30) 사이의 협소한 공간으로 강제로 끼워 넣음으로서 통전되도록 하는 테이퍼핀 방식에 의하여 전극(10)에 전선(30)을 연결하고 있으며, 절연을 위해 파이프 형태의 단자(20) 주변의 홈(12) 공동부에 수지(50)를 충전시키고 있다. 이와 같은 방식은 전극(10)과 전선(30)의 연결이 테이퍼핀(40)에 의하여 기계적으로 접촉되는 구조로서 전기적으로 완벽한 방법이라 할 수는 없지만, 조립이 간편하여 편리한 작업성을 갖기 때문에 많은 현장 에서 보편적으로 사용되고 있다.

하지만 이러한 연결방법에 있어서, 테이퍼핀(40)의 상단을 망치와 같은 도구로 타격하여 테이퍼핀(40)을 단자(20)와 전선(30) 사이의 협소한 공간에 강제로 끼워 넣어야 하는데, 작업자의 숙련도 부족이나 부주의로 테이퍼핀(40)에 과도한 충격이 가해짐으로 인해 전극(10)이 손상되는 경우가 발생하고 있다.

또한, 전극(10)에 전선(30)이 연결된 후에는 전극(10)을 설치장소로 이동하고 지하에 매설하는 등의 설치작업이 수행되는데, 이때 전극(10)과 연결된 전선(30)에 인장응력이 작용되어 전극(10)과 전선(30)의 연결이 끊어지는 등 연결상태의 품질을 보장하기 어려운 문제점이 발생하고 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 전기방식용 전극의 단자구조가 갖는 제반 문제점을 고려하여 이를 해소하고자 창안된 것으로, 전극과 전선의 연결을 위해 전극의 상부 설치홈에 매립되는 단자의 형상을 압축스프링 형태의 구조로 개선함으로서 전극과 전선의 연결시 가해지는 테이퍼핀의 타격으로 인한 충격을 흡수하여 전극을 보호할 수 있고 전극 연결후 지하 매설시에 전선에 작용하는 인장응력을 분산하여 전선과 전극의 연결상태를 지속적으로 양호하게 유지할 수 있는 전기방식용 전극의 단자구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 전기방식용 전극의 단자구조는 전극 상단에 형성된 설치홈의 바닥면에 매설되는 단자와, 상기 단자에 삽입되어 전극과 통전되도록 연결되는 전선과, 상기 단자와 전선의 사이에 끼워져 전선을 고정시키는 테이퍼핀을 포함하는 전기방식용 전극의 단자구조에 있어서;
상기 단자는 상기 설치홈의 바닥면에 일부만 매설되고, 상기 설치홈의 바닥면에 매설되지 않은 단자의 상부측에 압축스프링 형태의 구조가 형성되며,
상기 단자는 상기 설치홈의 바닥면에 매설되지 않은 단자 상부측의 단위길이당 턴횟수가 상기 설치홈의 바닥면에 매설된 단자 하부측의 단위길이당 턴횟수보다 작은 구조를 가짐을 특징으로 한다.

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상기 단자는 상기 설치홈의 바닥면에 매설되지 않은 단자 상부측은 각 턴마다 간격을 갖는 스프링의 형태로 이루어지고, 상기 설치홈의 바닥면에 매설된 단자 하부측은 완전히 압축된 스프링의 형태로 이루어짐이 특히 바람직하다.

본 고안에 따르면, 단자를 압축스프링 형태의 구조로 형성함으로서 테이퍼핀 삽입시 가해지는 충격을 흡수하여 전극이 손상되는 것을 예방할 수 있으며, 지하 매설시에 작업자의 부주의로 인해 전선에 부과되는 인장응력을 완화함으로서 전기방식용 전극과 전선의 연결상태를 양호하게 유지하여 전기방식용 전극 품질에 대한 신뢰성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 전기방식용 전극의 단자구조를 이루는 전극과 압축스프링형 단자를 나타낸 단면도, 도 4는 본 고안에 따른 전기방식용 전극의 단자구조를 나타낸 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 전기방식용 전극의 단자구조를 이루는 단자(200)는 기존의 단자구조와 같이 전극(100)의 상단에 요입 형성된 설치홈(110) 내부의 바닥면(110a)을 관통하여 전극(100)의 몸체 내부에 박히는 형태로 그 하단부가 매립되어 설치된다.

본 고안을 구성하는 단자(200)는 피복이 벗겨진 전선(300)을 전극(100)과 통전가능하게 연결하기 위한 부재로서, 전체적인 형상은 전선(300)의 삽입이 가능하도록 중공형의 형태로 이루어진다.

이와 같은 단자구조에 있어서, 본 고안은 상기 단자(200)의 적어도 일부에 압축스프링 형태의 구조를 포함함을 특징으로 하는 것이다. 즉, 단자(200)의 적어도 일부를 압축스프링 형태의 구조로 형성함으로서 테이퍼핀(400) 타격시 가해지는 충격을 완화하고 전극 매립시 전선에 가해지는 인장응력을 분산하는 효과에 의하여 전극과 전선의 연결상태를 양호하게 유지되도록 하는 것이다.

특히, 본 고안을 이루는 단자(200)는 상기 설치홈(110)의 바닥면(110a)에 일부만 매설되고, 상기 압축스프링 형태의 구조는 설치홈(110)의 바닥면(110a)에 매설되지 않은 단자의 상부측에 형성됨이 바람직한데, 이는 전선(300)을 단자(200)에 견고히 고정하기 위한 테이퍼핀(400)은 설치홈의 바닥면(110a)에 매설되지 않은 단자의 상부측(A)에서 전선(300)과 단자(200) 사이에 접촉하게 되기 때문이다. 즉, 테이퍼핀(400)이 접촉되는 부분인 단자의 상부측(A)을 압축스프링 형태의 구조로 형성함으로서 테이퍼핀(400) 타격시 전극(100)에 가해지는 충격을 완충하고 전극 이동과 매설시 전선(300)에 작용하는 인장응력을 효율적으로 탄성에너지로 전환하여 분산되도록 하는 것이다.

이때, 전극(100)에 형성된 설치홈(110)의 바닥면(110a) 위로 노출되는 단자 상부측(A)의 압축 스프링 구조는 전선(300)을 연결하기 위해 테이퍼핀(400)을 타격시 가해지는 충격을 흡수하여 전극(100)의 손상을 방지함과 동시에, 추후 이동과 시공시에 전선에 강한 인장응력이 부과되더라도 이 응력에 저항할 수 있도록 충분한 강성을 갖는 압축스프링으로 설계됨이 바람직하다.

또한, 상기 단자(200)는 상기 설치홈(110)의 바닥면(110a)에 매설되지 않은 단자(200) 상부측의 단위길이당 턴횟수가 상기 설치홈(110)의 바닥면(110a)에 매설된 단자 하부측의 단위길이당 턴횟수보다 작은 구조를 가짐이 바람직한데, 이 역시 앞서 설명한 바와 같이 테이퍼핀(400)이 끼워지게 되는 단자의 상부측(A) 단위길이당 턴횟수가 단자 하부측 단위길이당 턴횟수보다 작은 압축스프링 구조로 형성함으로서 테이퍼핀(400) 타격시 전극(100)에 가해지는 충격을 완충하여 전극(100)이 손상되는 것을 방지하고, 전극 이동과 매설시 전선(300)에 작용하는 인장응력을 효율적으로 탄성에너지로 전환하여 분산되도록 하기 위한 것이다. 단자의 하부측(B) 단위길이당 턴횟수를 상부측(A) 단위길이당 턴횟수보다 크게 함이 바람직한 이유는, 단자 하부측(B)에는 테이퍼핀(400)이 직접 접촉되지 않으므로 압축스프링 형태의 구조로 형성함에 따른 완충 기여 효과가 상대적으로 낮을 뿐만 아니라 단자 하부측(B)은 직접 전극(100)과 접촉되는 부분에 해당하여 테이퍼핀(400) 충격이나 전선(300) 인장응력 작용시 단자의 변형에 따른 단자 하부측과 전극(100)간 접촉 불량이 최소화되도록 하기 위해서이다.

이러한 점을 고려할 때, 가장 바람직한 단자구조는 전극(100)에 형성된 설치홈(110)의 바닥면(110a)에 매설되지 않아 노출되는 부분인 단자(200) 상부측(A)은 각 턴마다 간격을 갖는 스프링 구조로 형성되고, 설치홈(110)의 바닥면(110a)에 매립되는 부분인 단자(200) 하부측(B)은 완전히 압축된 스프링 구조로 형성된 형태이 다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 동작관계는 다음과 같다.

전선(300)을 전극(100)과 연결시키기 위하여, 먼저 전극(100)과 연결할 전선(300) 연결부위의 피복을 벗기고, 피복을 벗긴 전선(300)을 전극(100)의 상단에 형성된 설치홈(110)내 바닥면(110a)에 매설되어 있는 단자(200) 중심으로 밀어 넣는다. 이 상태에서, 단자(200)내의 공간에 테이퍼핀(400)을 삽입시켜 전선(300)과 단자(200)내면 사이에 테이퍼핀(400)이 끼워지게 한후 테이퍼핀(400) 상단을 망치와 같은 도구로 타격하여 전선(300)을 완벽하게 전극(100)과 통전시킨다. 이때, 압축스프링 형태를 갖는 단자(200) 구조로 인해 테이퍼핀(400)에 가해지는 타격으로 인한 충격을 흡수할 수 있어 전극(100)의 손상을 방지할 수 있다.

다음으로, 전선(300) 연결이 완료된후 외부와의 절연을 위해 설치홈(110)내에 수지(500)를 충진함으로서 전극(100)과 전선(300)의 조립 연결이 완료되며, 이와 같이 완성된 전기방식용 전극을 시공현장으로 이동하여 지하 등의 설치장소에 매설한다. 이러한 설치 과정에서 전극(100)의 하중이나 작업자의 부주의로 인해 전선(300)에 큰 인장응력이 작용하더라도 압축스프링 형태를 갖는 단자(200) 구조에 의한 완충작용 및 장력 분산효과로 인해 전선(300)과 전극(100)의 연결상태가 양호하게 유지될 수 있으므로 전기방식 성능을 극대화하게 된다.

도 1은 종래의 전기방식용 전극의 사시도 및 전극에 단자를 삽입한 상태를 나타낸 부분단면도,

도 2는 종래의 전기방식용 전극의 단자구조를 나타낸 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 전기방식용 전극의 단자구조를 이루는 전극과 압축스프링형 단자를 나타낸 단면도,

도 4는 본 고안에 따른 전기방식용 전극의 단자구조를 나타낸 단면도이다.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100: 전극 110: 설치홈 200: 단자

300: 전선 400: 테이퍼핀 500: 수지

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 전극 상단에 형성된 설치홈의 바닥면에 매설되는 단자와, 상기 단자에 삽입되어 전극과 통전되도록 연결되는 전선과, 상기 전선을 단자내에 고정하도록 단자와 전선의 사이에 끼워지는 테이퍼핀을 포함하는 전기방식용 전극의 단자구조에 있어서;

   상기 단자는 상기 설치홈의 바닥면에 일부만 매설되고, 상기 설치홈의 바닥면에 매설되지 않은 단자의 상부측에 압축스프링 형태의 구조가 형성되며, 상기 단자는 상기 설치홈의 바닥면에 매설되지 않은 단자 상부측의 단위길이당 턴횟수가 상기 설치홈의 바닥면에 매설된 단자 하부측의 단위길이당 턴횟수보다 작은 구조를 가짐을 특징으로 하는 전기방식용 전극의 단자구조.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 단자는 상기 설치홈의 바닥면에 매설되지 않은 단자 상부측은 각 턴마다 간격을 갖는 스프링 형태로 이루어지고, 상기 설치홈의 바닥면에 매설된 단자 하부측은 완전히 압축된 스프링 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 전기방식용 전극의 단자구조.

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