KR20120039168A - 초고압 전력케이블 접속함의 보호관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고압 전력케이블 접속함의 보호관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동판의 재질을 이용하여 다분할된 동관들을 서로 용접하여 형성시킴으로써 제조단가를 현격히 줄일 수 있는 초고압 전력케이블 접속함의 보호관에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관은, 초고압 전력케이블 접속함의 내부 보호 및 상기 초고압 전력케이블의 금속쉬스와 연결되는 동재질의 보호관이며, 상기 보호관은 원통부와 경사부가 일체로 형성된 테이퍼형 동관과, 상기 테이퍼형 동관의 테이퍼부와 맞닿아 용접되며 동판으로 롤링시켜 형성된 원통형 동관으로 이루어진다.

Description

초고압 전력케이블 접속함의 보호관{PROTECTION CASE FOR JOINT BOX OF ULTRA HIGH VOLTAGE POWER CABLE}

본 발명은 초고압 전력케이블 접속함의 보호관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동판의 재질을 이용하여 다분할된 동관들을 서로 용접하여 형성시킴으로써 제조단가를 현격히 줄일 수 있는 초고압 전력케이블 접속함의 보호관에 관한 것이다.

초고압 전력케이블 특히 지중케이블의 경우 발전소와 변전소간에 설치되는데 총 설치 길이에 따라 구간 구간마다 전력케이블간의 접속이 반드시 필요하다.

일반적으로 전력케이블 간의 접속은 양쪽 전력케이블에 중심에 내장된 도체를 노출시키고 양쪽 전력케이블의 도체를 서로 전기적으로 연결시키는 슬리브라는 부품을 통해 연결시킨 후 송배전되는 전력용량에 따라 절연파괴가 발생되지 않도록 각종의 절연재료 에폭시, 절연지, 고무 등으로 이루어진 절연부품들이 삽입된다.

접속이 완료된 후 최종적으로 접속부분을 보호하며 전력케이블의 금속시스와 같은 역할을 하는 보호관이 양쪽에 접속된다.

이러한 보호관은 한쪽은 전력케이블의 금속시스와 납연공 작업에 의해 서로 연결되고, 다른 쪽은 보호관끼리 서로 접속된다.

도 1은 종래의 초고압케이블의 절연접속함의 외관도를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전력케이블(120a, 120b)의 양단은 도체간에 도체슬리브라는 접속재를 사용하여 접속이 이루어지고, 그 위에는 전계완화를 목적으로 절연보강재들이 접속된다.

절연보강재들의 접속이 완료된 후에는 그 위에 양측의 보호관(130a, 130b)이 절연통(110)을 매개로 체결된다.

보호관(130a, 130b)의 체결은 플랜지(150a, 150b)를 매개로 하여 절연통(110)의 탭에 볼트로 조이게 된다.

여기서, 종래의 보호관은 좌우 보호관에 금속재질(동합금 재질)의 플랜지를 용접 등에 의해 접합시킨 후 양쪽 플랜지를 서로 맞물리도록 하여 볼트 등으로 체결하는 방식을 사용하였으나, 플랜지 가공 및 접합에 따른 부품 상승이 문제 및 무게의 상승으로 인한 접속공정의 어려움이 따른다.

또한, 보호관은 동관으로 이루어지는데, 동관의 외경이 커질수록 지수적으로 원자재 가격이 상승되어 결과적으로 보호관의 제조단가가 더욱 상승하는 문제가 있어 왔다.

또한, 전력케이블의 규격 및 용량이 커짐에 따라 내부 보강절연재들의 외경도 커지게 되고 마찬가지로 보호관의 외경도 커질 수 밖에 없는 데, 대형의 외경을 갖는 동관을 전력케이블의 금속 쉬스와 연결시키기 위해서는 금속 쉬스의 외경 만큼 선단부를 축관시켜야 하나 축관 공정에 따른 제조단가의 상승의 문제가 있다.

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 구조변경 및 판형의 원재를 이용하여 용접에 의해 일체형으로 형성시킴으로써 제조단가를 혁신적으로 낮춘 초고압 전력케이블 접속함의 보호관을 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관은, 초고압 전력케이블 접속함의 내부 보호 및 상기 초고압 전력케이블의 금속쉬스와 연결되는 동재질의 보호관이며, 상기 보호관은 원통부와 경사부가 일체로 형성된 테이퍼형 동관과, 상기 테이퍼형 동관의 테이퍼부와 맞닿아 용접되며 동판으로 롤링시켜 형성된 원통형 동관으로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관은, 초고압 전력케이블 접속함의 내부 보호 및 상기 초고압 전력케이블의 금속쉬스와 연결되는 동재질의 보호관이며,

상기 보호관은 경사진 형태의 테이퍼형 동관과, 상기 테이퍼형 동관의 일단과 맞붙어 용접되며 동판으로 롤링시켜 형성된 제1 원통형 동관과, 상기 테이퍼형 동관의 타단과 맞붙어 용접되며 동판으로 롤링시켜 형성된 제2 원통형 동관으로 이루어진다.

여기서, 상기 테이퍼형 동관은 동재질의 원판을 금속성형체를 베이스로하여 회전시켜 말아올려 형성될 수 있다.

여기서, 상기 테이퍼형 동관은, 금속성형체의 일단에 원형 동원판의 중심을 위치시키고, 상기 금속성형체의 일단과 타단에 회전축을 물려 상기 금속성형체와 동원판을 함께 회전시키며, 회전과 함께 상기 동원판을 중심부로부터 상기 금속성형체의 끝단까지 외주면에 밀착되도록 밀어올려 형성시킨 후 상기 금속성형체로부터 탈형되어 형성될 수 있다.

여기서, 상기 테이퍼형 동관의 원통부의 외경은 상기 원통형 동관의 외경보다 작게 구현하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 원통형 동관의 외경은 상기 제2 원통형 동관의 외경보다 작게 구현하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 구조변경 및 판형의 원재를 이용하여 용접에 의해 일체형으로 형성시킴으로써 제조단가를 혁신적으로 낮춘 초고압 전력케이블 접속함의 보호관을 제공하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 종래의 초고압 전력케이블 접속함의 외관도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 외관도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 제1 실시형태의 분해 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 제1 실시형태의 결합도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 제2 실시형태의 분해 사시도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 제2 실시형태의 결합도를 도시한 것이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 초고안 전력케이블 접속함의 보호관의 하나인 테이퍼형 동관의 제조 공정도를 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 구성 및 작용효과를 살펴본다.

도 2는 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 외관도를 도시한 것이다.

초고압 전력케이블은 그 외경이 매우 크므로 중간 중간에 케이블간 접속이 반드시 필요하다. 일반적으로 전력케이블 간의 접속은 양쪽 전력케이블에 중심에 내장된 도체를 노출시키고 양쪽 전력케이블의 도체를 서로 전기적으로 연결시키는 슬리브라는 부품을 통해 전기적으로 연결시킨다. 그리고, 송배전되는 전력용량에 따라 절연파괴가 발생되지 않도록 각종의 절연재료 에폭시, 절연지, 고무 등으로 이루어진 절연부품들이 삽입되고, 접속이 완료된 후 최종적으로 접속부분을 보호하며 전력케이블의 금속시스와 같은 역할을 하는 보호관이 접속된다.

접속함(210)의 보호관(230a, 230b)는 좌우 한 쌍으로 구성되며, 제1 보호관(230a)은 좌측 전력케이블(220a)에 삽입되고 제2 보호관(230b)은 우측 전력케이블(220b)에 삽입된다. 보호관(230a, 230b)은 금속재질로 이루어지며 일반적으로는 전도성이 우수한 동재질로 이루어진다.

이러한 접속함 중에서도 중간 부분을 접속하는 중간 접속함에는 단지 초고압케이블만을 접속하는 보통접속함과 케이블 좌우의 쉬스 상호간을 절연하고 쉬스 전류에 따른 손실을 저감하여 송전용량의 증대를 꾀할 목적으로 사용하는 절연접속함으로 구분된다. 도 2에 도시된 접속함은 중심부에 절연통(240)이 결합된 절연접속함을 그 예로 도시한 것이며, 도시되지 않은 보통접속함도 본 발명에 포함된다.

도 3 내지 도 10에 도시된 제1 실시형태는 보호관이 2개 분할되어 제작된 다음 용접에 의해 일체로 형성되는 예를 도시한 것이며, 제2 실시형태는 보호관이 3개 분할되어 제작된 다음 용접에 의해 일체로 형성되는 예를 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 제1 보호관(230a)이 제1 실시형태인 2개 분할, 제2 보호관(230b)이 제2 실시형태인 3개 분할된 예를 바람직한 실시형태로서 설명하며, 제1 및 제2 보호관(230a, 230b) 중 어느 쪽이든 2개 또는 3개분할로 이루어질 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 제1 실시형태의 분해 사시도를 도시한 것이며, 도 4는 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 제1 실시형태의 결합도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 보호관(230a)은 테이퍼형 동관(301)과 원통형 동관(302)으로 이루어진다.

테이퍼형 동관(301)은 동원판을 원재로 하여 금속성형체를 베이스로 하여 밀어올리면서 금속성형체와 같은 형상으로 형성되며, 원통형 동관(302)은 동판을 롤링시킨 후 용접(용접부(303))에 의해 원통 형태로 형성시킨다. 테이퍼형 동관(301)의 구체적인 제조 공정은 도 7 내지 도 10을 통해 상세하게 설명된다.

테이퍼형 동관(301)은 균일한 외경 크기를 갖는 원통부(301a)와 테이퍼를 갖는 경사부(301b)로 이루어진다.

테이퍼형 동관(301)과 원통형 동관(302)이 제조된 상태에서 테이퍼형 동관(301)의 경사부(301b)와 원통형 동관(302)의 일단은 서로 포개진 상태에서 결합되고 결합된 부위는 용접(용접부(304))되어 일체로 형성된다.

테이퍼형 동관(301)의 원통부(301a)는 전력케이블의 금속쉬스와 연공땜납에 의해 연결되며, 원통형 동관(302)의 타단은 절연통(240)과 체결된다.

테이퍼형 동관(301)의 원통부(301a)는 전력케이블의 금속쉬스와 연공땜납이 되고 원통형 동관(302)은 그 내부에 접속용 절연보강재들이 내장되므로, 원통부(301a)의 외경은 원통형 동관(302)의 외경에 비해 상대적으로 작을 수 밖에 없고, 경사부(301b)를 통해 서로 연결시키는 것이 가능하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 제2 실시형태의 분해 사시도를 도시한 것이며, 도 6은 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함의 보호관의 제2 실시형태의 결합도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 보호관(230b)은 테이퍼형 동관(401)과 제1 원통형 동관(402)과 제2 원통형 동관(403)으로 이루어진다.

테이퍼형 동관(401)은 동원판을 원재로 하여 금속성형체를 베이스로 하여 밀어올리면서 금속성형체와 같은 형상으로 형성되며, 제1 및 제2 원통형 동관(402, 403)은 동판을 롤링시킨 후 용접(용접부(404, 405))에 의해 원통 형태로 형성시킨다. 테이퍼형 동관(401)의 구체적인 제조 공정은 도 7 내지 도 10을 통해 상세하게 설명된다.

테이퍼형 동관(401)과 제1 원통형 동관(402)과 제2 원통형 동관(403)이 제조된 상태에서, 테이퍼형 동관(401)의 외경이 작은 부분은 제1 원통형 동관(402)의 일단과 서로 포개진 상태에서 결합되고 결합된 부위는 용접(용접부(406))되어 일체로 형성되며, 테이퍼형 동관(401)의 외경이 큰 부분은 제2 원통형 동관(403)의 일단과 서로 포개진 상태에서 결합되고 결합된 부위는 용접(용접부(407))되어 일체로 형성된다.

제1 원통형 동관(402)의 타단은 전력케이블의 금속쉬스와 연공땜납에 의해 연결되며, 제2 원통형 동관(403)의 타단은 절연통(240)과 체결된다.

제1 원통형 동관(402)의 타단은 전력케이블의 금속쉬스와 연공땜납이 되고 제2 원통형 동관(403)은 그 내부에 접속용 절연보강재들이 내장되므로, 제1 원통형 동관(402)의 외경은 제2 원통형 동관(403)의 외경 보다 상대적으로 작을 수 밖에 없다. 외경이 다른 두 개의 원통형 동관(402, 403)은 테이퍼형 동관(401)을 매개로 하여 서로 연결된다.

제1 제2 실시형태에서의 원통형 동관은 사각형 형태의 동판 원재를 이용하여 제조되고, 테이퍼형 동관은 원형 형태의 동판 원재를 이용하여 제조되므로, 외경이 비교적 큰 보호관을 제조함에 있어 원재료의 상승에 대비할 수 있고 제조단가를 낮출 수 있게 된다.

원통형 동관의 경우는 사각형 형태의 동판 원재를 롤링시켜 용접하므로 그 제조방법은 공지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 테이퍼형 동관의 경우는 도 7 내지 도 10를 통해 설명한다.

먼저, 도 7를 참조하면 금속성형체(501)는 좌우 양측에 마련된 회전장치(504, 505)의 회전축(502, 503) 중 일단이 회전축(502)에 물리게 된다.

회전장치(504, 505)는 도시하지는 않았지만 동력원에 연결되며, 금속성형체(501)의 외관 형상은 테이퍼형 동관(301, 401)의 형상과 동일하게 사전에 가공되어지므로 금속성형체(501)의 외관 형상은 제작하고자 하는 테이퍼형 동관의 종류 및 규격에 따라 달라질 수 있고 교체 가능하도록 제작된다.

도 8을 참조하면, 원형 동원판(506)을 금속성형체(501)의 일단에 위치시키고 회전축(503)에 동원판(506)과 금속성형체(501)을 함께 물린다.

동원판(506)의 반경 및 두께는 금속성형체(501)의 길이 및 하부 보호관에 요구되는 두께를 고려하여 설계되며, 일반적으로는 동원판(506)의 반경은 금속성형체(501)의 길이 보다 작게 동원판(506)의 두께는 하부 보호관의 두께 보다 두껍게 설정되는 것이 바람직할 것이다.

도 9를 참조하면, 회전축(502, 503)의 회전에 따라 회전축(502, 503)에 물려있는 금속성형체(501)와 동원판(506)는 화살표 방향(ⓐ)으로 회전하게 된다.

이때 회전과 함께 금속재의 밀봉(507)을 화살표 방향(ⓑ)과 화살표 방향(ⓒ)으로 일정한 힘이 가해지도록 하면, 화살표 방향(ⓑ)과 화살표 방향(ⓒ)의 힘의 벡터 합 방향으로 압력이 가해지게 된다. 이러한 과정은 동원판(506)의 중심부 및 금속성형체(501)의 일단 선단부에서부터 시작하여 금속성형체(501)의 외주면에 밀착되면서 연신되도록 한다.

금속재의 밀봉(507)은 균형을 위해 좌우의 한 쌍으로 구성하여 작업을 수행하도록 하는 것이 바람직하며, 동원판(506)은 동재질로서 다른 금속류에 비해 연신율이 높아 회전과 일정한 압력을 가하여 본 공정과 같은 작업이 가능하게 된다.

도 10을 참조하면, 도 9와 같은 공정과 마찬가지로 동원판(506)이 금속성형체(501)의 선단부까지 계속적으로 동일한 공정에 의해 완료되도록 한다.

이후 동원판(506)은 요구되는 길이를 측정한 후 양단이 절단되어 양단이 개구된 상태로 탈형되어 표면 가공이 된다.

이러한 공정에 의해 제작된 테이퍼형 동관은 기존의 주물제작되거나 동관에 의해 제작되는 보호관에 비해 생산단가가 대략 35 내지 40% 정도 절감될 수 있어 초고압케이블 접속함의 전체 단가를 낮춤으로써 경쟁력을 가질 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

210 : 접속함 220a, 220b : 전력케이블
230a, 230b : 보호관 240 : 절연통
301, 401 : 테이퍼형 동관 301a : 원통부
301b : 경사부 302, 402, 403 : 원통형 동관
303, 304, 404, 405, 406, 407 : 용접부
501 : 금속성형체 502, 503 : 회전축
504, 505 : 회전장치 506 : 동원판
507 : 밀봉

Claims (6)

1. 초고압 전력케이블 접속함의 내부 보호 및 상기 초고압 전력케이블의 금속쉬스와 연결되는 동재질의 보호관이며,
   상기 보호관은 원통부와 경사부가 일체로 형성된 테이퍼형 동관과, 상기 테이퍼형 동관의 테이퍼부와 맞닿아 용접되며 동판으로 롤링시켜 형성된 원통형 동관으로 이루어지는, 초고압 전력케이블 접속함의 보호관.
2. 초고압 전력케이블 접속함의 내부 보호 및 상기 초고압 전력케이블의 금속쉬스와 연결되는 동재질의 보호관이며,
   상기 보호관은 경사진 형태의 테이퍼형 동관과, 상기 테이퍼형 동관의 일단과 맞붙어 용접되며 동판으로 롤링시켜 형성된 제1 원통형 동관과, 상기 테이퍼형 동관의 타단과 맞붙어 용접되며 동판으로 롤링시켜 형성된 제2 원통형 동관으로 이루어지는, 초고압 전력케이블 접속함의 보호관.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 테이퍼형 동관은 동재질의 원판을 금속성형체를 베이스로하여 회전시켜 말아올려 형성하는, 초고압 전력케이블 접속함의 보호관.
4. 제3항에 있어서,
   상기 테이퍼형 동관은,
   금속성형체의 일단에 원형 동원판의 중심을 위치시키고,
   상기 금속성형체의 일단과 타단에 회전축을 물려 상기 금속성형체와 동원판을 함께 회전시키며,
   회전과 함께 상기 동원판을 중심부로부터 상기 금속성형체의 끝단까지 외주면에 밀착되도록 밀어올려 형성시킨 후 상기 금속성형체로부터 탈형되어 형성되는, 초고압 전력케이블 접속함의 보호관.
5. 제1항에 있어서,
   상기 테이퍼형 동관의 원통부의 외경은 상기 원통형 동관의 외경보다 작은,초고압 전력케이블 접속함의 보호관.
6. 제2항에 있어서,
   상기 제1 원통형 동관의 외경은 상기 제2 원통형 동관의 외경보다 작은, 초고압 전력케이블 접속함의 보호관.

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