KR20140144347A - 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비 - Google Patents

해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비 Download PDF

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KR20140144347A
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허종두
곽성효
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 해상 구조물에 고정되며, 상하를 따라 길이가 조절 가능 가능하게 다단으로 연결되며, 내부에 케이블이 삽입되는 상단 파이프 몸체와; 상기 안내 파이프 몸체의 하단에 설치되며, 하방을 따라 상기 케이블의 안내 방향을 조절하는 하단 파이프 몸체; 및 상기 상단 파이프 몸체의 길이를 조절하는 길이 조절부를 포함하는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비를 제공한다.

Description

해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비{EQUIPMENT FOR GUIDING CABLE}
본 발명은 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저에서 전력 케이블 및 송전 케이블을 안전하게 보호함과 아울러 해저까지의 깊이를 가변적으로 조절할 수 있는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비에 관한 것이다.
일반적으로, 바다에 설치하는 풍력발전기(또는, 해상풍력단지)는 육상에서는 크게 문제가 되지 않는 높이 50~100m, 바다에서의 풍랑에 견딜 수 있도록 설치한다.
상기와 같이 해상에 설치되는 풍력발전기를 통해 발전되는 전력은 풍력발전기의 근방에 설치되는 해상 변전소에 의해 육상으로 전달된다.
상기와 같은 해상 변전소는 해상풍력단지에서 생산한 전력을 변환하여 육상변전소(또는 육상그리드)로 전송하는 시설로서 안전성과 신뢰성이 중요하다.
이와 같은 해상 변전소에서는 풍력발전단지로부터 전력 케이블이 인입되고, 육상변전소로 송전 케이블이 인출된다.
이때, 전력 케이블의 인입 또는 송전 케이블의 인출시 통상, 강관으로 형성되는 파이프에 케이블을 삽입한 이후 해저로 유도한다.
그러나, 해상 변전소에 고정되는 파이프의 길이가 길거나 또는 짧은 등의 문제가 발생되는 경우, 케이블을 해저 지면으로 안정적으로 유도할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 풍력발전단지로부터의 전력 케이블과 육상변전소로의 송전 케이블을 해저에서 안전하게 보호함과 아울러, 해저 지면까지의 깊이를 조절하여 안정적으로 해저 지면에 도달할 수 있도록 한 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비에 관한 것이다.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 해상 구조물에 고정되며, 상하를 따라 길이가 조절 가능 가능하게 다단으로 연결되며, 내부에 케이블이 삽입되는 상단 파이프 몸체와; 상기 상단 파이프 몸체의 하단에 설치되며, 하방을 따라 상기 케이블의 안내 방향을 조절하는 하단 파이프 몸체; 및 상기 상단 파이프 몸체의 길이를 조절하는 길이 조절부를 포함하는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비를 제공한다.
상기 상단 파이프 몸체는, 내주에 제 1피치를 갖는 나사산이 형성되는 기준 파이프 몸체와, 상기 기준 파이프 몸체에 나사 결합되며, 외주에 제 1피치를 갖는 나사산이 형성되고, 내주에 제 2피치를 갖는 나사산이 형성되는 제 1파이프 몸체와, 상기 제 1파이프 몸체에 나사 결합되며, 외주에 제 2피치를 갖는 나사산이 형성되고, 내주에 제 3피치를 갖는 나사산이 형성되는 제 2파이프 몸체와, 상기 제 2파이프 몸체에 나사 결합되며, 외주에 제 3피치를 갖는 나사산이 형성되고, 하단에 상기 하단 파이프 몸체가 결합되는 제 3파이프 몸체를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제 1피치, 상기 제 2피치, 상기 제 3피치 순으로 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 길이 조절부는, 상기 제 1파이프 몸체를 회전시켜 상기 기준 파이프 몸체로부터 승강시키는 제 1모터와, 상기 제 2파이프 몸체를 회전시켜 상기 제 1파이프 몸체로부터 승강시키는 제 2모터와, 상기 제 3파이프 몸체를 회전시켜 상기 제 2파이프 몸체로부터 승강시키는 제 3모터와, 상기 제 1모터, 제 2모터, 제 3모터의 회전 동작을 제어하여, 상기 제 1,2,3파이프 몸체의 상하로의 길이를 조절하는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 하단 파이프 몸체의 단부에는 해저 지면 까지의 거리값을 측정하고, 측정한 상기 거리값을 상기 제어기로 전송하는 거리 센서가 더 설치된다.
상기 제어기는, 상기 거리값이 기설정된 범위에 포함되도록 상기 제 1,2,3모터를 구동시켜 상기 제 1,2,3파이프 몸체의 길이를 조절하는 것이 바람직하다.
상기 상단 파이프 몸체는, 기준 파이프 몸체와, 상기 기준 파이프 몸체에 순차적으로 다단으로 연결되는 다수의 파이프 몸체를 구비한다.
상기 길이 조절부는, 상기 다수의 파이프 몸체 각각에 설치되는 다수의 안내롤과, 일단이 지지 위치에 회전 지지되고, 상기 다수의 안내롤 각각에 안내되며, 타단이 다른 지지 위치에 회전 지지되는 다수의 와이어와, 상기 다수의 와이어 각각의 타단을 권취하는 다수의 권취롤과, 상기 다수의 권취롤 각각을 구동시키는 제어기와, 상기 하단 파이프 몸체의 단부에 설치되고, 해저 지면 까지의 거리값을 측정하고, 측정한 상기 거리값을 상기 제어기로 전송하는 거리 센서를 구비한다.
상기 제어기는, 상기 거리값이 기설정된 범위에 포함되도록 상기 다수의 권취롤을 구동시켜 상기 다수의 파이프 몸체의 길이를 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 풍력발전단지로부터 인입되는 33kV 전력 케이블과 육상 변전소로 송전하는 154kV 송전 케이블을 해저에서 안전하게 보호할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 해저 지면까지의 깊이를 조절하는 경우에 해제 지면에 가까운 파이프 몸체의 승강 길이를 정밀하게 조절하여 파이프 몸체의 하단이 해저 지면에 안정적으로 도달할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 길이 조절식 케이블 안내 설비가 설치되는 해상 변전소를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 길이 조절식 케이블 안내 설비를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따르는 기준 파이프 몸체와, 제 1파이프 몸체와의 결합 관계를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 제 3파이프 몸체와 하단 파이프 몸체 간의 결합 관계를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 길이 조절부의 다른 예를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 해상 변전소용 케이블 안내 설비를 설명한다.
도 1은 본 발명의 길이 조절식 케이블 안내 설비가 설치되는 해상 변전소를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 길이 조절식 케이블 안내 설비를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의 길이 조절식 케이블 안내 설비는 해상에 설치되는 해상 변전소에 고정 설치된다.
상기 해상 변전소는 해상에 배치되는 풍력발전단지의 근방에 위치되도록 해상에 설치된다.
상기 해상 변전소는 하부 구조물(1)과 상부 구조물(2)로 구성된다.
상기 하부 구조물(1)은 그 하단이 해저 지면에 고정되고 상단이 해상에 노출되는 구조물이다. 상기 하부 구조물(2)은 다수의 지지대(10)로 구성되고, 지지대(10)의 측부에는 보트 랜드 구조물(11)이 설치된다.
상기 상부 구조물(2)은 상기 하부 구조물(1)의 상단에 적층 방식으로 설치되는 구조물로서, 각 층에는 다양한 용도의 전력 설비가 설치된다.
상기 상부 구조물(2)은 케이블 데크(20)와, 셀라 데크(30)와, 메인 데크(40)와, 루프 데크(50)로 구성되며, 이들은 상기 하부 구조물(1)의 상단에서 상부를 따라 순차적으로 적층되도록 구성된다.
본 발명의 케이블 안내 설비는 상기 하부 구조물(1)의 지지대(10)에 수직 방향을 따라 세워지도록 설치된다.
도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비는 상단 파이프 몸체와, 하단 파이프 몸체로 구성된다.
상기 상단 파이프 몸체는 다단으로 연결되어 상하를 따라 길이가 조절 가능하다.
상기 상단 파이프 몸체는 기준 파이프 몸체(100)와, 제 1,2,3파이프 몸체(210,220,230)로 구성된다. 상기 제 1,2,3파이프 몸체(210,220,230)는 길이 조절용 파이프(200)이다.
상기 기준 파이프 몸체(100)는 중공 형상으로 형성되며, 내주에 제 1피치(P1)를 갖는 나사산이 형성된다.
상기 제 1파이프 몸체(210)는 중공 형상으로 형성되며, 외주에 제 1피치(P1)를 갖는 나사산이 형성되고, 내주에 제 2피치(P2)를 갖는 나사산이 형성된다.
상기 제 1파이프 몸체(210)는 기준 파이프 몸체(100)에 끼워져 스크류 결합된다.
상기 제 2파이프 몸체(220)는 중공 형상으로 형성되며, 외주에 제 2피치(P2)를 갖는 나사산이 형성되고, 내주에 제 3피치(P3)를 갖는 나사산이 형성된다.
상기 제 2파이프 몸체(220)는 제 1파이프 몸체(210)에 끼워져 스크류 결합된다.
상기 제 3파이프 몸체(230)는 중공 형상으로 형성되며, 외주에 제 3피치(P3)를 갖는 나사산이 형성되고, 하단에 상기 하단 파이프 몸체(300)가 결합된다.
상기 제 3파이프 몸체(230)는 제 2파이프 몸체(220)에 끼워져 스크류 결합된다.
여기서, 상기 제 3파이프 몸체(230)와 하단 파이프 몸체(300)는 클램프(310)에 의해 결합된다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 상기 클램프(310)는 제 3파이프 몸체(230)의 하단에 설치되는 제 1클램프(311)와, 하단 파이프 몸체(300)의 상단에 형성되는 제 2클램프(312)로 구성된다.
제 1,2클램프(311,312)는 볼트와 같은 체결 수단을 통해 서로 체결된다.
그리고, 상기 제 2클램프(312)는 체결 수단을 통해 체결되기 전, 수평 회전 가능하다. 따라서, 하단 파이프 몸체(300)는 임의의 방향을 향하도록 회전 위치되어 고정될 수 있다.
이에 더하여, 제 1,2,3피치(P1,P2,P3) 순으로 작게 형성된다(P1>P2>P3).
따라서, 제 1,2,3파이프 몸체(210,220,230)가 회전됨으로 인해 길이가 조절되는 경우, 제 1,2,3파이프 몸체(210,220,230) 순으로 승강되는 간격이 정밀해질 수 있다.
이는 하단 파이프 몸체(300)가 해저의 지면에 위치되는 경우 발생되는 충격을 최소화기 위함이다.
본 발명에 따르는 길이 조절부(400)는 제 1,2,3파이프 몸체(210,220,230)의 길이를 조절함으로써, 전체 상단 및 하단 파이프 몸체(300)의 길이를 조절할 수 있다.
상기 길이 조절부(400)는 제 1,2,3모터(410,420,430)와, 제어기(440), 설정기(450)로 구성된다.
상기 제 1모터(410)는 상기 제 1파이프 몸체(210)를 회전시켜 상기 기준 파이프 몸체(100)로부터 승강시킬 수 있다.
상기 제 2모터(420)는 상기 제 2파이프 몸체(220)를 회전시켜 상기 제 1파이프 몸체(210)로부터 승강시킬 수 있다.
상기 제 3모터(430)는 상기 제 3파이프 몸체(230)를 회전시켜 상기 제 2파이프 몸체(420)로부터 승강시킬 수 있다.
상기 제어기(440)는 상기 제 1모터(410), 제 2모터(420), 제 3모터(430)의 회전 동작을 제어하여, 상기 제 1,2,3파이프 몸체(210,220,230)의 상하로의 길이를 조절한다.
이에 더하여, 하단 파이프 몸체(300)의 단부에는 거리 센서(320)가 설치된다.
상기 거리 센서(320)는 해저 지면까지의 거리값(d)을 측정하고, 측정한 거리값을 제어기(440)로 전송한다.
이러한 경우, 제어기(440)는 상기 거리값이 기설정된 범위에 포함되도록 상기 제 1,2,3모터(410,420,430)를 구동시켜 상기 제 1,2,3파이프 몸체(210,220,230)의 길이를 조절한다.
또한, 설정기(450)를 통해 하강 거리 또는 상승 거리(이는 해저 지면으로부터의 거리를 기준으로 한다.)를 제어기(440)에 설정하면, 제어기(440)는 설정된 거리를 이루도록 제 1,2,3파이프 몸체(210,220,230)의 길이를 조절할 수 있다.
상기와 같은 구성 및 작용을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 풍력발전단지로부터 인입되는 33kV 전력 케이블과 육상 변전소로 송전하는 154kV 송전 케이블을 해저에서 안전하게 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 해저 지면까지의 깊이를 조절하는 경우에 해제 지면에 가까운 파이프 몸체의 승강 길이를 정밀하게 조절하여 파이프 몸체의 하단이 해저 지면에 안정적으로 도달할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명에 따르는 길이 조절부의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조 하여, 본 발명에 따르는 길이 조절부(500)의 다른 예를 설명한다.
본 발명에 따르는 상단 파이프 몸체는 기준 파이프 몸체(101)와, 상기 기준 파이프 몸체(101)에 순차적으로 다단으로 연결되는 다수의 파이프 몸체(211,221,231)로 구성된다.
다수의 파이프 몸체는 제 1,2,3파이프 몸체(211,221,231)이고, 제 3파이프 몸체(231)의 하단에는 하단 파이프 몸체(300)가 결합된다. 이 결합은 상술한 바와 같이 클램프(310)에 의해 결합될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르는 길이 조절부(500)는 다수의 안내롤(510,520,530)과, 다수의 와이어(W1,W2,W3)와, 다수의 권취롤과(551,552,553), 제어기(560) 및 거리 센서(320), 설정기(570)로 구성된다.
상기 다수의 안내롤은 제 1,2,3안내롤(510,520,530)이고, 권취롤들은 제 1,2,3권취롤(551,552,553)이고, 와이어들은 제 1,2,3와이어(W1,W2,W3)이다.
여기서, 상기 제 1안내롤(510)은 제 1파이프 몸체(211)에 설치된다.
지지 위치는 예컨대 지지대(10)에 설치되는 것이 좋다. 지지 위치에는 제 1,2,3와이어(W1,W2,W3) 각각의 일단을 회전 지지하는 제 1,2,3회전 지지체(541,542,543)가 설치된다.
상기 제 1와이어(W1)의 일단은 제 1회전 지지체(541)에 회전 지지된다.
그리고, 상기 제 1와이어(W1)는 제 1파이프 몸체(211)에 설치되는 제 1안내롤(510)에 의해 이동이 안내된다.
상기 제 1와이어(W1)의 타단은 지지 위치에 설치되는 제 1권취롤(551)에 연결된다.
상기 제 1권취롤(551)은 제어기(560)로부터 제어 신호를 받아 제 1와이어(W1)를 권취할 수 있다.
따라서, 제 1권취롤(551)의 구동에 의해 제 1와이어(W1)가 권취되면서, 제 1파이프 몸체(211)의 승강 높이가 결정된다.
즉, 제 1와이어(W1)가 감기는 경우, 제 1와이어(W1)는 잡아 당겨 지면서 제 1파이프 몸체(211)를 상부로 안내한다. 반면, 제 1와이어(W1)가 풀리는 경우, 제 1와이어(W1)는 풀려 지면서 제 1파이프 몸체(211)를 하부로 안내한다.
이와 같은 동작을 통해, 제 1파이프 몸체(211)는 기준 파이프 몸체(101)에 끼워진 상태로 상하를 따라 위치가 가변되면서 승강 길이가 조절될 수 있다.
상술한 구성을 참조 하면, 제 2,3파이프 몸체(221,231)의 승강 길이 조절의 메카니즘은 제 1파이프 몸체(211)의 승강 길이 조절 방식과 실질적으로 동일한다.
다만, 제어기는 제 1,2,3권취롤(551,552,553) 순으로 권취 속도가 줄어들도록 제어하는 것이 좋다.
따라서, 제 3파이프 몸체(231)의 승강 길이 조절이, 제 1,2파이프 몸체(211,221)의 길이 조절에 비해 상대적으로 정밀하게 조절될 수 있다.
이와 같은 조절을 통해, 하단 파이프 몸체(300)가 해저 지면에 위치되는 경우 발생되는 충격이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 거리 센서(320)는 하단 파이프 몸체(300)의 단부에 설치되고, 해저 지면 까지의 거리값을 측정하고, 측정한 상기 거리값을 상기 제어기(560)로 전송한다.
상기 제어기(560)는 상기 거리값이 기설정된 범위에 포함되도록 상기 다수의 권취롤(551,552,553)을 구동시켜 상기 다수의 파이프 몸체(211,221,231)의 길이를 조절한다.
상기의 구성 및 작용을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 풍력발전단지로부터의 전력 케이블과 육상변전소로의 송전 케이블을 해저에서 안전하게 보호함과 아울러, 해저 지면까지의 깊이를 조절하여 안정적으로 해저 지면에 도달할 수 있도록 한다.
지금까지 본 발명의 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 하부 구조물 2 : 상부 구조물
10 : 지지대 11 : 보트 랜드 구조물
20 : 케이블 데크 30 : 셀라 데크
40 : 메인 데크 50 : 루프 데크
100 : 기준 파이프 몸체 200,201 : 길이 조절용 파이프
210,211 : 제 1파이프 몸체 220,221 : 제 2파이프 몸체
230,231 : 제 3파이프 몸체 300 : 하단 파이프 몸체
310 : 클램프 320 : 거리 센서
400,500 : 거리 조절부 410 : 제 1모터
420 : 제 2모터 430 : 제 3모터
440 : 제어기 450 : 설정기

Claims (6)

  1. 해상 구조물에 고정되며, 상하를 따라 길이가 조절 가능 가능하게 다단으로 연결되며, 내부에 케이블이 삽입되는 상단 파이프 몸체;
    상기 안내 파이프 몸체의 하단에 설치되며, 하방을 따라 상기 케이블의 안내 방향을 조절하는 하단 파이프 몸체; 및
    상기 상단 파이프 몸체의 길이를 조절하는 길이 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상단 파이프 몸체는,
    내주에 제 1피치를 갖는 나사산이 형성되는 기준 파이프 몸체와,
    상기 기준 파이프 몸체에 나사 결합되며, 외주에 제 1피치를 갖는 나사산이 형성되고, 내주에 제 2피치를 갖는 나사산이 형성되는 제 1파이프 몸체와,
    상기 제 1파이프 몸체에 나사 결합되며, 외주에 제 2피치를 갖는 나사산이 형성되고, 내주에 제 3피치를 갖는 나사산이 형성되는 제 2파이프 몸체와,
    상기 제 2파이프 몸체에 나사 결합되며, 외주에 제 3피치를 갖는 나사산이 형성되고, 하단에 상기 하단 파이프 몸체가 결합되는 제 3파이프 몸체를 구비하는 것을 특징으로 하는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1피치, 상기 제 2피치, 상기 제 3피치 순으로 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 길이 조절부는,
    상기 제 1파이프 몸체를 회전시켜 상기 기준 파이프 몸체로부터 승강시키는 제 1모터와,
    상기 제 2파이프 몸체를 회전시켜 상기 제 1파이프 몸체로부터 승강시키는 제 2모터와,
    상기 제 3파이프 몸체를 회전시켜 상기 제 2파이프 몸체로부터 승강시키는 제 3모터와,
    상기 제 1모터, 제 2모터, 제 3모터의 회전 동작을 제어하여, 상기 제 1,2,3파이프 몸체의 상하로의 길이를 조절하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 하단 파이프 몸체의 단부에는 해저 지면 까지의 거리값을 측정하고, 측정한 상기 거리값을 상기 제어기로 전송하는 거리 센서가 더 설치되고,
    상기 제어기는, 상기 거리값이 기설정된 범위에 포함되도록 상기 제 1,2,3모터를 구동시켜 상기 제 1,2,3파이프 몸체의 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 상단 파이프 몸체는,
    기준 파이프 몸체와, 상기 기준 파이프 몸체에 순차적으로 다단으로 연결되는 다수의 파이프 몸체를 구비하고,
    상기 길이 조절부는,
    상기 다수의 파이프 몸체 각각에 설치되는 다수의 안내롤과,
    일단이 지지 위치에 회전 지지되고, 상기 다수의 안내롤 각각에 안내되며, 타단이 다른 지지 위치에 회전 지지되는 다수의 와이어와,
    상기 다수의 와이어 각각의 타단을 권취하는 다수의 권취롤과,
    상기 다수의 권취롤 각각을 구동시키는 제어기와,
    상기 하단 파이프 몸체의 단부에 설치되고, 해저 지면 까지의 거리값을 측정하고, 측정한 상기 거리값을 상기 제어기로 전송하는 거리 센서를 구비하되,
    상기 제어기는, 상기 거리값이 기설정된 범위에 포함되도록 상기 다수의 권취롤을 구동시켜 상기 다수의 파이프 몸체의 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 해상 변전소용 길이 조절식 케이블 안내 설비.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102645338B1 (ko) * 2023-06-07 2024-03-08 롯데건설 주식회사 해저공간 플랫폼 승강시스템

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