KR20170028697A - 섬유강화 복합재 송전 지지장치 - Google Patents

섬유강화 복합재 송전 지지장치 Download PDF

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KR20170028697A
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정미희
최철
김도형
소준영
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한국전력공사
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Abstract

섬유강화 복합재 송전 지지장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 섬유강화 복합재 송전 지지장치는, 지상에 고정되며, 섬유강화 복합재(fiber reinforced plastics)를 포함하여 이루어지는 메인타워부와, 송전선로를 지지하는 지지암과, 메인타워부가 내측으로 끼움 결합되고, 지지암과 연결되는 암지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

섬유강화 복합재 송전 지지장치{FIBER REINFORCED PLASTICS POWER LINE SUPPORTING APPARATUS}
본 발명은 섬유강화 복합재 송전 지지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화 복합재(fiber reinforced plastics, FRP)를 포함하여 이루어지는 메인타워부에 암지지부를 결합할 수 있는 섬유강화 복합재 송전 지지장치에 관한 것이다.
일반적인 송전용 지지장치는 지상에 대략 수직하게 고정되는 메인타워부와, 메인타워부에 결합되고 송전선로와 결합되는 지지암을 포함하여, 송전선로를 지지한다.
메인타워부는 금속 재질, 특히 철제를 포함하여 이루어져, 송전선로 및 철제암(steel arm) 등을 지지하며, 수십 미터의 지상높이로 시공되는 트러스(truss) 형태 또는 강관 형태로 형성된다.
종래의 메인타워부는 금속 재질을 포함하여 이루어지며 외부환경에 노출된 상태로 송전선로를 지지하므로 부식될 우려가 있으며, 상당한 중량으로 구성되어 운반 및 설치가 어렵고, 용접 결합 방식으로 조립되므로 현장에서의 조립이 상당히 번거로운 문제점이 있다. 따라서 이를 해결할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 특허공개공보 제10-2011-0101390호(2011.09.16 공개, 발명의 명칭: 철탑 허리 지지물 및 그 제조방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 메인타워부의 중량을 줄이고 조립성 및 내구성을 향상시키며, 지지암을 견고하게 지지할 수 있는 섬유강화 복합재 송전 지지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 섬유강화 복합재 송전 지지장치는: 지상에 고정되며, 섬유강화 복합재(fiber reinforced plastics)를 포함하여 이루어지는 메인타워부; 송전선로를 지지하는 지지암; 및 상기 메인타워부가 내측으로 끼움 결합되고, 상기 지지암과 연결되는 암지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 메인타워부는, 원통 형상으로 형성되며, 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어지는 복합재바디; 및 상기 복합재바디의 내측에 충진되어 상기 복합재바디를 보강하는 충진부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 복합재바디는 내주면에 요철이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 충진부는 콘크리트를 포함하여 이루어져, 상기 복합재바디의 내측에 충진되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 메인타워부는, 상측으로 진행하면서 외경이 줄어드는 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 암지지부는, 링 형상으로 형성되어, 내측으로 상기 메인타워부가 삽입되는 링플레이트; 및 상기 링플레이트와 상기 지지암에 결합되어, 상기 지지암을 지지하는 암결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 링플레이트는, 금속 재질을 포함하여 이루어지고, 외주면에 상기 암결합부가 용접되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 암결합부는, 상기 링플레이트의 외주면에 결합되는 플레이트결합부; 및 상기 플레이트결합부에서 돌출 형성되고, 결합공이 구비되어, 상기 결합공을 관통하는 체결부재에 의하여 상기 지지암과 결합되는 지지암결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 링플레이트는, 상기 메인타워부와의 사이에 접착제가 주입되어, 상기 메인타워부에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 암지지부는, 내측으로 상기 메인타워부가 끼움 결합되고, 상단부가 상기 링플레이트의 하단부에 접하여 상기 링플레이트를 지지하는 지지밴드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 암지지부는, 상기 링플레이트와 상기 메인타워부 사이에 개재되고, 하측으로 가면서 두께가 얇아지는 형상으로 형성되어, 상기 링플레이트와 상기 메인타워부 사이의 간극을 줄이는 스페이서;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 메인타워부의 길이 방향을 따라 배열되는 복수 개의 상기 암지지부를 전기적으로 연결하는 접지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 섬유강화 복합재 송전 지지장치는 메인타워부가 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어지므로 내(耐)부식성이 양호하고, 경량으로써 설치, 이송 및 보관이 용이하며, 다양한 형상을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 링플레이트 및 지지밴드부를 이용하여 메인타워부에 접착제 또는 끼움 방식으로 결합되므로, 메인타워부와의 결합이 용이하며, 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어지는 메인타워부의 파손 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 메인타워부가 복수 개의 모듈로 분할되어 조립되므로 운반, 이송 및 보관이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재 송전 지지장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 'A' 부분을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 암지지부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 'B-B' 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인타워부에 장착된 암지지부를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인타워부에 지지밴드부가 장착되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재 송전 지지장치에서 링플레이트와 메인타워부 사이에 스페이서가 투입되는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 섬유강화 복합재 송전 지지장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재 송전 지지장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 'A' 부분을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 암지지부를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 'B-B' 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 복합재 송전 지지장치(1)는 메인타워부(100), 지지암(200) 및 암지지부(300)를 포함한다.
메인타워부(100)는 하단부가 기초체(30) 등을 매개로 지상(10)에 고정되며 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서 메인타워부(100)는 복합재바디(110) 및 충진부(130)를 포함한다.
복합재바디(110)는 대략 원통 형상으로 형성되며, 탄소섬유 또는 유리섬유를 혼합한 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서 복합재바디(110)는 내주면에 요철(111)이 형성되어 충진부(130)와의 결합력을 증대시키고, 복합재바디(110)의 강성을 보강한다.
충진부(130)는 복합재바디(110)의 내측에 충진되어 복합재바디(110)의 강성을 보강한다. 본 실시예에서 충진부(130)는 콘크리트를 포함하여 이루어져, 복합재바디(110)의 내측에 충진된다.
본 실시예에서 메인타워부(100)는 소정의 길이, 예를 들어 대략 5 ~ 10 m 단위로 모듈 단위로 분할되고, 현장에서 커플러(미도시) 등을 이용하여 결합될 수 있다.
본 실시예에서 메인타워부(100)는 상측으로 진행하면서 외경이 줄어드는 형상으로 형성되어, 하측으로 갈수록 강하게 작용하는 굽힘모멘트 등에 대한 충분한 강성을 확보하고 동시에 중량을 절감한다.
지지암(200)은 송전선로(미도시)와 결합되어 송전선로를 지지한다. 본 실시예에서 지지암(200)은 금속 재질을 포함하여 이루어지며, 절연 애자 등을 매개로 송전선로에 연결되어 송전선로가 하측으로 처지는 것을 제한한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인타워부에 장착된 암지지부를 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 5를 참조하면, 암지지부(300)는 메인타워부(100)가 내측으로 끼움 결합되고, 지지암(200)과 결합되어 지지암(200)을 지지한다. 본 실시예에서 암지지부(300)는 링플레이트(310) 및 암결합부(330)를 포함한다.
링플레이트(310)는 링 형상으로 형성되어, 내측으로 메인타워부(100)가 삽입된다. 본 실시예에서 링플레이트(310)는 금속 재질을 포함하여 이루어지고, 외주면에 암결합부(330)가 용접 결합된다.
본 실시예에서 링플레이트(310)는 내경이, 장착되는 위치에서의 메인타워부(100)의 외경보다 대략 3 ~ 5 mm 정도 크게 형성되도록 하며, 메인타워부(100)의 상단부가 삽입된 상태에서 하측으로 이동되면서 메인타워부(100)의 설정 위치에 도달한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인타워부에 지지밴드부가 장착되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재 송전 지지장치에서 링플레이트와 메인타워부 사이에 스페이서가 투입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면, 링플레이트(310)가 설정 위치에 도달한 경우, 링플레이트(310)와 메인타워부(100) 사이에 접착제(350)를 주입하여 링플레이트(310)를 메인타워부에 결합한다. 본 실시예에서 접착제(350)는 에폭시 계열의 접착제인 SIKA사(社)의 Sikadur 31 Hi_Mod Gel(1:1 Mix Ratio)로 예시되며 메인타워부(100)에 직접 도포된다.
이에 따라 본 실시예에서 섬유강화 복합재 송전 지지장치(1)는 금속 재질을 포함하여 이루어지는 링플레이트(310)와 외측이 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어지는 메인타워부(100)의 결합력을 증대시킬 수 있다. 나아가, 본 실시예에서 섬유강화 복합재 송전 지지장치(1)는 메인타워부(100), 구체적으로 복합재바디(110)에 홀이 형성되는 것을 방지하여 응력집중(stress concentration) 등에 의하여 복합재바디(110)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
링플레이트(310)와 메인타워부의 접착제(350)에 의한 결합력을 증대시키기 위하여 메인타워부(100)의 결합면은 샌드블러스터(sand bluster)나 거친 샌드페이퍼(sand paper)를 사용하여 표면을 거칠게 할 수 있다. 메인타워부(100)의 결합면 표면을 거칠게 한 후 이물질, 수분 등을 제거하고 링플레이트(310)를 접착 결합한다.
본 실시예에서 암지지부(300)는 스페이서(390)를 더 포함한다. 스페이서(390)는 링플레이트(310)와 메인타워부(100) 사이에 개재되고 하측으로 가면서 두께가 얇아지는 쐐기 형상으로 형성되어 링플레이트(310)와 메인타워부(100) 사이의 간극을 줄인다.
상술한 바와 같이 메인타워부(100)의 형상이 하측으로 진행하면서 외경이 커지는 형상의 경우, 링플레이트(310)의 내측으로 메인타워부(100)가 끼워지면, 링플레이트(310)와 메인타워부(100) 사이의 간극은 상측으로 가면서 커지게 된다.
본 실시예에서 스페이서(390)는 링플레이트(310)와 메인타워부(100) 사이에 주입되는 접착제(350)의 주입압력을 유지하고 접착제(350)의 주입량을 줄이며, 외부환경에 노출되는 접착제(350)의 손실 등을 방지하여 링플레이트(310)와 메인타워부(100) 사이의 결합력을 안정적으로 유지한다.
본 실시예에서 암지지부(300)는 지지밴드부(370)를 더 포함한다. 지지밴드부(370)는 철재 또는 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어지는 링 형상으로 형성되며, 내측으로 메인타워부(100)가 끼움 결합되고, 상단부가 링플레이트(310)의 하단부에 접하여 링플레이트(310)의 결합위치를 정확하게 설정하고, 링플레이트(310)가 하측으로 처지는 것을 방지한다.
본 실시예에서 지지밴드부(370)는 단면 직경이 10 ~12 mm 정도로 형성되며, 하나 또는 복수 개를 링플레이트(310)가 결합되는 위치의 하측에 위치시켜, 링플레이트(310)의 하측을 지지한다.
암결합부(330)는 링플레이트(310)와 지지암(200)에 결합되어, 지지암(200)을 지지한다. 본 실시예에서 암결합부(330)는 플레이트결합부(331) 및 지지암결합부(333)를 포함한다.
플레이트결합부(331)는 링플레이트(310)의 외주면에 결합된다. 본 실시예에서 플레이트결합부(331)는 금속 재질을 포함하여 이루어지며, 일측면이 링플레이트(310)와 대응되는 형상으로 오목하게 형성되어 링플레이트(310)에 접한 상태에서 링플레이트(310)에 용접 결합된다.
지지암결합부(333)는 플레이트결합부(331)에서 돌출 형성되고, 결합공(334)이 관통 형성되어 결합공(334)을 관통하는 체결부재(미도시)에 의하여 지지암(200)과 결합된다. 본 실시예에서 플레이트결합부(331)와 지지암결합부(333)는 일체로서 형성되어 부품의 개수를 줄이고 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서 섬유강화 복합재 송전 지지장치(1)는 접지부(400)를 더 포함한다. 접지부(400)는 구리선 등과 같은 도체를 절연 피복으로 감싸는 구성 등으로 적용되어, 메인타워부(100)의 길이 방향을 따라 배열되는 복수 개의 암지지부(300)를 전기적으로 연결하여 접지한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 복합재 송전 지지장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
섬유강화 복합재 송전 지지장치(1)를 설치하고자 하는 지상(10)에 기초체(30)를 장착한 후, 기초체(30)에 메인타워부(100)를 볼팅 등의 방식으로 결합한다. 메인타워부(100)는 조립, 운반의 편의를 위하여 복수 개의 모듈로 분할될 수 있으며, 분할된 각각의 메인타워부(100)는 커플러 등에 의하여 결합된다.
메인타워부(100)의 장착이 완료되면, 암지지부(300)를 메인타워부(100)에 결합한다. 암지지부(300)를 메인타워부(100)에 결합하기 위하여 우선 링플레이트(310)를 장착할 위치에 지지밴드부(370)를 결합한다.
지지밴드부(370)가 메인타워부(100)에 결합되면, 암결합부(330)가 용접된 링플레이트(310)의 내측으로 메인타워부(100)가 위치한 상태에서 링플레이트(310)의 하단부가 지지밴드부(370)에 안착될 때까지 링플레이트(310)를 하측으로 이동시킨다.
링플레이트(310)가 지지밴드부(370)에 안착되면, 스페이서(390) 등을 메인타워부(100)와 링플레이트(310) 사이에 위치시킨 상태에서 접착제(350)를 pressure gun 등을 이용하여 고압으로 주입한다.
접착제(350)에 의한 링플레이트(310)와 메인타워부(100)의 결합이 완료되면 볼트 등으로 예시되는 체결부재를 이용하여 암결합부(330)에 지지암(200)을 결합한다.
이로써, 본 실시예에 따른 섬유강화 복합재 송전 지지장치(1)는 메인타워부(100)가 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어지므로 내(耐)부식성이 양호하고, 경량으로 설치, 이송 및 보관이 용이하며, 다양한 형상으로 제작할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 섬유강화 복합재 송전 지지장치(1)는 링플레이트(310) 및 지지밴드부(370)를 이용하여 메인타워부(100)에 접착제(350) 또는 끼움 방식으로 결합되므로, 메인타워부(100)의 파손 등을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 섬유 강화 복합재 송전 지지장치 10: 지상
30: 기초체 100: 메인타워부
110: 복합재바디 111: 요철
130: 충진부 200: 지지암
300: 암지지부 310: 링플레이트
330: 암결합부 331: 플레이트결합부
333: 지지암결합부 350: 접착제
370: 지지밴드부 390: 스페이서
400: 접지부

Claims (12)

  1. 지상에 고정되며, 섬유강화 복합재(fiber reinforced plastics)를 포함하여 이루어지는 메인타워부;
    송전선로를 지지하는 지지암; 및
    상기 메인타워부가 내측으로 끼움 결합되고, 상기 지지암과 연결되는 암지지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 메인타워부는,
    원통 형상으로 형성되며, 섬유강화 복합재를 포함하여 이루어지는 복합재바디; 및
    상기 복합재바디의 내측에 충진되어 상기 복합재바디를 보강하는 충진부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 복합재바디는 내주면에 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 충진부는 콘크리트를 포함하여 이루어져, 상기 복합재바디의 내측에 충진되는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 메인타워부는,
    상측으로 진행하면서 외경이 줄어드는 형상인 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암지지부는,
    링 형상으로 형성되어, 내측으로 상기 메인타워부가 삽입되는 링플레이트; 및
    상기 링플레이트와 상기 지지암에 결합되어, 상기 지지암을 지지하는 암결합부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 링플레이트는,
    금속 재질을 포함하여 이루어지고, 외주면에 상기 암결합부가 용접되는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 암결합부는,
    상기 링플레이트의 외주면에 결합되는 플레이트결합부; 및
    상기 플레이트결합부에서 돌출 형성되고, 결합공이 구비되어, 상기 결합공을 관통하는 체결부재에 의하여 상기 지지암과 결합되는 지지암결합부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 링플레이트는, 상기 메인타워부와의 사이에 접착제가 주입되어, 상기 메인타워부에 결합되는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 암지지부는,
    내측으로 상기 메인타워부가 끼움 결합되고, 상단부가 상기 링플레이트의 하단부에 접하여 상기 링플레이트를 지지하는 지지밴드부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 암지지부는,
    상기 링플레이트와 상기 메인타워부 사이에 개재되고, 하측으로 가면서 두께가 얇아지는 형상으로 형성되어, 상기 링플레이트와 상기 메인타워부 사이의 간극을 줄이는 스페이서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 메인타워부의 길이 방향을 따라 배열되는 복수 개의 상기 암지지부를 전기적으로 연결하는 접지부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 송전 지지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108729727A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 胡广生 复合材料装配式杆塔

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