KR20170109905A - 금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중에 매설되는 전력 케이블의 오프셋 크기를 결정하기 위하여, 전력 케이블을 구성하는 금속시스의 파단 변형회수 및 그 변형률의 관계를 파악하기 위한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에 관한 것이다.

Description

금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법{Metallic Sheath Rupture Testing Device, Metallic Sheath Rupture Testing Method and Strain Determing Method Of Metallic Sheath Using The Same}

본 발명은 전력 케이블을 구성하는 금속시스의 파단 여부를 시험하기 위한 금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에 관한 것이다.

보다 상세하게, 본 발명은 시험을 위한 장비의 구성 및 시험 방법이 간단하고, 시험 결과의 신뢰성이 향상된 전력 케이블을 구성하는 금속시스의 파단 여부를 시험하기 위한 금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에 관한 것이다.

초고압 전력 케이블을 지중 포설하는 방법으로 직매식, 전력구식 및 관로식 등의 방식이 존재한다. 직매식 포설 방법은 전력 케이블을 직접 지중에 포설하는 방법이며, 전력구식은 지중에 시공된 전력구 내에 다수 개의 전력 케이블을 포설하는 방법이며, 관로식은 복수 개의 전력 케이블을 관로 내에 수용시키고, 관로를 지중에 포설하는 방법을 의미한다.

초고압 전력 케이블은 전력 송전시 전력 사용량에 따라 온도가 100도씨에 이르는 고온으로 발열할 수 있다. 따라서, 전력 케이블을 구성하는 도체 또는 금속시스 등은 전력 사용량에 따른 온도 변화에 따라 전력 케이블의 길이방향으로 신장과 수축을 반복한다.

전력 사용량은 일반적으로 주간에 피크에 도달하고 야간에는 낮아지는 경향을 보이며, 전력을 공급하는 전력 케이블도 낮에는 신장되고 야간에는 수축될 것이므로, 매일 신장과 수축이 매일 반복된다고 볼 수 있다. 일반적으로 전력 공급용 전력 케이블의 수명은 30년 이상이므로 전력 케이블은 포설시부터 대략 10,000회 이상 신장과 수축이 반복된다고 가정할 수 있다.

따라서, 전력 케이블을 관로식으로 포설하는 경우, 일정 길이마다 오프셋 공간을 구비하여 케이블의 신장과 수축을 대비할 수 있다. 관로 자체는 공간이 협소하고 발열에 따른 신장 또는 수축에 따른 전력 케이블의 변형을 수용할 수 없으므로, 오프셋 공간에서 발열에 따른 전력 케이블의 신장과 수축이 발생되도록 할 수 있다.

또한, 상기 오프셋 공간에서는 전력 케이블의 중간접속부가 배치될 수 있다. 전력 케이블 포설시 하나의 전력 케이블로 장거리 포설이 불가능하므로, 수백미터 간격으로 중간접속이 필요하며, 전력 케이블의 중간접속을 위한 중간접속함을 상기 오프셋 공간에 배치할 수 있다.

따라서, 이러한 오프셋 공간은 전력 케이블의 발열의 신장 또는 수축의 완충공간임과 동시에 전력 케이블의 장거리 포설을 위한 중간 접속공간으로 활용될 수 있으며, 관로식으로 전력 케이블을 포설하는 경우, 이와 같은 오프셋 공간은 맨홀 형태로 구성될 수 있다.

이러한 오프셋 공간은 케이블의 포설구간 내에 복수 개가 구비되어야 하므로 공간의 크기를 최소화하여 설계할 필요가 있다. 오프셋 공간의 크기를 결정하기 위해서는 요구되는 전력 케이블의 내구연한과 비례하는 반복 변형 횟수(또는 파단 변형횟수)와 해당 반복 변형 횟수까지 파단되지 않을 수 있는 최대 변형률 관계에 대한 정보를 확보하는 것이 필요하다.

일반적으로 전력 케이블의 내구성과 관련하여 외부자켓 내부에 구비되어 케이블의 강성을 보강하고 차폐 기능을 제공하는 금속시스의 신뢰성이 상당히 중요하다. 발열과 냉각에 따른 금속시스의 신장과 수축이 반복되는 경우, 특정 영역에서의 균열 또는 크랙이 발생될 수 있고, 이와 같은 균열 또는 크랙은 각종 안전 사고를 유발할 수 있다.

즉, 미리 설계된 수명, 즉 내구연한은 균열 또는 크랙이 발생되지 않는 금속시스의 신장과 수축 횟수와 비례하며, 균열 또는 크랙이 발생되지 않는 금속시스의 신장과 수축 횟수는 전력 케이블의 발열에 의한 금속시스의 신장과 수축시의 금속시스의 변형률과 반비례할 것이므로, 전력 케이블의 포설 구간에서 오프셋의 정확한 크기를 결정하기 위해서는 금속시스의 굽힘 피로 파단시점과 그때의 변형률의 관계를 정확하게 파악할 필요가 있다.

금속시스의 변형률을 결정하기 위해서는 금속시스의 전체 길이, 금속시스의 신장 또는 수축량, 금속시스의 직경, 금속시스의 두께, 금속시스의 코러게이션의 형상과 재질, 오프셋 공간의 크기 등의 다양한 변수가 존재하므로, 모든 변수를 가정하여 각각의 금속시스의 내구 연한이 보장되는 변형률을 결정하는 것은 쉽지 않다.

예를 들어, 금속시스의 굽힘 피로 파단시점과 그때의 변형률의 관계를 파악하기 위하여, 전력 케이블을 관로에 포설한 충분히 큰 오프셋 공간에서 전력 케이블에 전력을 공급을 반복하여 전력 케이블 내부의 금속시스의 정확한 파단시점을 측정하는 것은 불가능하거나 비효율적이다. 즉, 종래 소개된 금속시스 파단 시험과 관련된 장치 또는 방법을 통하여 금속시스의 파단을 시험하는 것은 비효율적이거나, 신뢰성있는 시험결과를 얻기 어려웠으며, 이를 통한 금속시스의 변형률을 결정하는 것도 쉽지 않다.

따라서, 금속시스의 굽힘 피로 파단시점과 그때의 변형률 또는 변형률을 결정하는 의 변수들의 관계를 실험을 통해 정확하게 결정할 수 있는 금속시스의 금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법 결정방법이 요구된다.

본 발명은 시험을 위한 장비의 구성 및 시험 방법이 간단하고, 시험 결과의 신뢰성이 향상된 전력 케이블을 구성하는 금속시스의 파단 여부를 시험하기 위한 금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 관로방식으로 지중 매설되고, 중간접속부가 구비되는 맨홀을 통해 접속되는 전력 케이블을 구성하는 직경 Ds를 갖는 금속시스의 변형률(ε)을 결정하는 금속시스 변형률 결정방법에 있어서, 상기 금속시스의 일단을 길이 L/2 높이 F/2인 시험공간에서 도입하여, 상기 금속시스의 일단을 시험공간의 타측 상부 모서리의 지지부에 고정하는 금속시스 설치단계, 상기 길이 L/2, 높이 F/2 및 금속시스 직경 Ds과 시험 구동폭 M을 하기 식에 적용하여 금속시스의 시험 변형률(ε')을 결정하는 시험 변형률 결정단계, 상기 시험공간의 일측 하단에 배치된 금속시스의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 시험 구동폭 M으로 왕복 구동시켜 피로 파단 발생시의 왕복 구동회수 N회를 결정하기 위한 파단 시험단계, 상기 파단 발생시의 왕복 구동횟수 N회가 케이블 보증 수명 Nf회의 미리 결정된 오차범위를 벗어나는 경우, 시험 구동폭 M, 길이 L/2, 높이 F/2 및 금속시스 직경 Ds 중 하나 이상을 변경하여 시험 변형률(ε')을 다시 결정한 후 상기 파단 시험단계를 수행하는 과정을 반복하여, 파단 발생시의 왕복 구동횟수 N회가 보증 수명 Nf회의 미리 결정된 오차범위를 만족하는 경우 해당 시험 변형률(ε')을 금속시스의 변형률(ε)로 결정하는 변형률 결정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속시스 허용 변형률 결정방법을 제공할 수 있다.

--(식)

여기서, 상기 금속시스 설치단계의 시험공간의 길이(L/2)는 오프셋 공간으로서의 맨홀에 배치되는 전력 케이블의 맨홀 입구로부터 중간접속부까지의 오프셋 구간의 길이(L)의 절반이고, 상기 시험공간의 높이(F/2)는 상기 맨홀 내부에 구비되는 중간접속부와 상기 맨홀로 도입된 맨홀 입구의 전력 케이블의 축간 거리(F)의 절반일 수 있다.

또한, 상기 금속시스 설치단계에서 상기 금속시스의 일단을 회전 가능하게 고정할 수 있다.

그리고, 상기 파단 시험단계에서 상기 금속시스의 피로 파단 발생 여부는 시험 대상 금속시스 내에 충진한 시험가스에 누설에 의한 내부압의 변화를 압력센서로 감지하는 방법, 금속시스의 파단시에 발생하는 탄성파를 검출하는 방법, 인가 하중의 변화를 감지하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 선택하여 파단여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 보증 수명에 해당되는 왕복 구동횟수 Nf는 10950회일 수 있다.

여기서, 상기 변형률 결정단계는 상기 시험 변형률 결정단계 및 상기 파단 시험단계를 복수 회 반복하여 왕복 구동횟수(N)에 대한 시험 변형률(ε')에 대한 추세 그래프를 작성한 후 왕복 구동횟수 Nf를 기준으로 변형률을 결정할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전력 케이블을 구성하는 금속시스 파단 시험방법에 있어서, 전력 케이블을 구성하는 금속시스의 일단을 시험공간에서 도입하여, 상기 금속시스의 일단을 시험공간의 타측 상부 모서리의 지지부에 고정하는 금속시스 설치단계 및, 상기 시험공간의 일측 하단에 배치된 금속시스의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 구동폭 M으로 왕복 구동시켜 피로 파단 발생시의 왕복 구동회수 N회를 결정하기 위한 파단 시험단계;를 포함하며, 상기 시험공간의 길이는 관로방식으로 지중 매설되는 전력 케이블의 중간접속이 수행되는 맨홀에 배치되는 전력 케이블의 맨홀 입구로부터 중간접속부까지의 오프셋 구간의 길이(L)의 절반이고, 상기 시험공간의 높이는 상기 맨홀 내부에 구비되는 중간접속부와 상기 맨홀로 도입된 맨홀 입구의 전력 케이블의 축간 거리(F)의 절반인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험방법을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 금속시스 설치단계는 상기 금속시스 일단을 회전 가능하게 고정할 수 있다.

또한, 상기 파단 시험단계에서 상기 금속시스의 피로 파단 발생 여부는 시험 대상 금속시스 내에 충진한 시험가스에 누설에 의한 내부압의 변화를 압력센서로 감지하는 방법, 금속시스의 파단시에 발생하는 탄성파를 검출하는 방법 및 인가 하중의 변화를 감지하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 선택하여 파단여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 관로방식으로 지중 매설되고, 중간접속부가 구비되는 맨홀을 통해 접속되는 전력 케이블을 구성하는 금속시스 파단 시험장치에 있어서, 상기 맨홀에 배치되는 전력 케이블의 맨홀 입구로부터 중간접속부까지의 오프셋 구간의 길이(L)의 절반의 길이와 상기 맨홀 내부에 구비되는 중간접속부와 상기 맨홀로 도입된 맨홀 입구의 전력 케이블의 축간 거리(F)의 절반의 높이를 갖는 시험공간, 상기 시험공간의 일측 하단 모서리에서 수평방향으로 도입된 금속시스의 일단을 고정하기 위하여 시험공간의 타측 상부 모서리 구비되는 지지부, 상기 시험공간의 일측 하단에 배치된 금속시스의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 왕복 구동하기 위한 구동부 및, 상기 구동부에 의하여 상기 금속시스가 왕복 구동시 상기 금속시스를 지지하고 이탈을 방지하기 위한 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치를 제공할 수 있다.

상기 지지부는 상기 금속시스의 고정된 일단이 회전 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 가이드부는 적어도 하나의 지지롤러;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 지지롤러는 원형단면을 가진 상기 금속시스를 수용할 수 있도록 오목한 형태일 수 있다.

그리고, 상기 가이드부는 상기 금속시스의 수평방향으로 좌굴(buckling, 挫屈)을 방지하기 위하여 상하방향에 위치할 수 있다.

본 발명에 따른 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에 의하면, 전력 케이블을 직접 설치하여 변형률을 측정하지 않고, 신장과 수축이 가장 심하고 피로 파괴시 각종 안전사고를 유발할 수 있는 금속시스만을 시험대상으로 하므로 시험장치의 구성 및 시험 방법이 간소화되고 금속시스의 파단시점 판단이 용이하다.

또한, 본 발명에 따른 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에 의하면, 전력 케이블의 포설구간에 구비되는 오프셋 공간보다 작은 시험공간에서 시험의 수행이 가능하므로 시험설비가 간소화될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치, 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에 의하면, 금속시스만을 실재의 포설환경과 비슷하게 설치한 상태에서 파단 시험을 수행하고, 금속시스의 조건에 따른 변형률 결정을 위한 기초 데이터를 용이하게 수집할 수 있으므로, 변형률 계산을 위한 데이터를 용이하게 수집할 수 있으며, 수집된 데이터의 신뢰성이 향상될 수 있으므로, 보다 정확하게 금속시스의 변형률을 결정할 수 있다.

도 1은 초고압 지중 케이블의 오프셋 공간으로서의 맨홀 내부에 배치한 상태의 측면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 맨홀 내부의 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에 사용되는 시험장치의 개념도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에서의 시험 변형률과 금속시스의 파단 구동횟수 사이의 관계를 도시한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 초고압 지중 케이블의 오프셋 공간으로서의 맨홀(mh) 내부에 배치한 상태의 측면도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 맨홀(mh) 내부의 측면도를 도시한다.

도 1은 관로식으로 전력 케이블(100)을 매설하는 경우의 오프셋 공간에서의 케이블의 연결 및 배치상태를 도시한다.

전력 케이블(100)을 지중에 매설하는 방식으로서 관로식은 복수 개의 전력 케이블(100)을 관로 내에 수용시키고, 관로(P)를 지중에 포설하는 방법을 사용한다.

전력 케이블(100)은 전력 사용 시간대에 따라 신장과 수축을 반복하게 되므로, 전력 케이블(100)의 일정 길이마다 오프셋 공간을 구비해야 한다. 상기 오프셋 공간은 내부에서 전력 케이블(100)의 발열에 따른 전력 케이블(100)의 길이방향 신장을 수용하는 공간으로 사용된다. 이러한 오프셋 공간없이 장거리 케이블을 포설하면 전력 케이블(100)은 신장시 관로 내부에서 뒤틀려 손상되거나, 수축시 케이블에 균열이 발생될 수 있다. 따라서, 전력 케이블(100)을 장거리 포설시 관로의 미리 결정된 간격마다 오프셋 공간을 구비하고, 오프셋 공간 내에서 전력 케이블(100)을 늘어트려 전력 케이블(100)의 발열시 길이방향 신장과 수축을 흡수하도록 구성할 수 있다.

상기 오프셋 공간은 일반적으로 맨홀(mh) 형태로 구성될 수 있으며, 상기 오프셋 공간에서 전력 케이블(100)의 중간접속이 수행될 수 있다. 전력 케이블(100)을 장거리 포설하는 경우, 일정 길이 간격으로 케이블을 접속하여 포설하게 되므로, 상기 오프셋 공간 내에 중간접속부(C)가 구비될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 관로를 통해 6개의 전력 케이블(100)이 포설되며, 맨홀(mh) 내부에 6개의 중간접속부(C)가 구비된다.

중간접속부(C)는 전력 케이블(100)의 양단을 접속하는 구조이므로, 내부에서 케이블의 내부 코어를 접속하고 케이블의 외피까지 함께 고정해야 하므로 무게와 부피가 크다. 따라서, 케이블의 신장 또는 수축과 무관하게 중간접속부(C)는 맨홀(mh) 내의 거치대(t) 등에 고정된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 케이블(100)은 맨홀(mh) 내부에서 일직선으로 연결되지 않고, 어느 정도의 높이차 등에 의하여 늘어트리는 이유는 전력 케이블(100)의 수축시 케이블의 밴딩시 케이블의 변형을 흡수하여 전력 케이블(100)의 손상을 방지하기 위함이다.

즉, 전력 케이블(100)은 관로 내에 집합 수용된 상태로 맨홀(mh)로 연결되며 상대적으로 넓은 공간의 오프셋 공간인 맨홀(mh) 내부 측면에 중간접속부(C)가 배치되므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 자연스럽게 관로(P) 내에 배치된 케이블 중심과 중간접속부(C)의 중심은 동축이 아닌 평행한 상태로 배치되고 오프셋 공간 내의 전력 케이블(100) 영역은 어느 정도의 경사를 가지며 연결되는 형태를 가질 수 있다.

구체적으로, 도 1에 도시된 좌측 하단의 케이블은 케이블의 발열에 의한 신장시 S자 형태로 밴딩(100b-2)되어 신장량이 흡수될 수 있으며, 발열 후 냉각되는 경우에는 수축(100b-1)되어 완만한 곡선 형태로 변형된다. 냉각 수축시에도 고정된 중간접속부(C)와 높이차 등에 따른 경사구간이 형성되며 케이블과 중간접속부(C)에 인가되는 장력을 최소화할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 6개의 중간접속부(C)가 각각 3개씩 맨홀(mh)의 벽면에 수직 방향으로 이격되어 설치된 거치대(t)에 고정되고, 상기 전력 케이블(100)은 오프셋 공간에서 일직선으로 접속되지 않고, 축간 거리(F) 등을 통해 늘어트려 배치되어 수축시 케이블 또는 시스템의 손상을 방지할 수 있다.

이와 같이, 전력 케이블(100)의 장거리 포설시 오프셋 공간은 케이블의 중간접속과 전력 공급량에 따른 케이블의 신장과 수축을 완충하는 공간으로서 활용되므로 필수적이다.

오프셋 공간은 전술한 바와 같이 맨홀(mh) 형태로 구성되므로, 설치 공간을 충분히 넉넉하게 확보하는 것이 어렵고 맨홀(mh)의 크기(길이, 폭 또는 높이)와 비용은 비례하게 된다.

그러나 맨홀(mh)의 크기를 최소화하기 위하여 맨홀(mh)의 길이, 폭 또는 높이 등을 필요한 정도 이하로 설계하는 경우에는 케이블의 신장시 충분한 완충공간을 제공할 수 없게 된다.

또한, 전력 케이블(100)이 등의 전력 시스템은 요구되는 수명이 존재한다. 전력 수요에 따라 하루 한번 신장과 수축이 발생된다고 가정하는 경우, 요구되는 내구연한이 30년이라고 하면 약 10,950회(365일 x 30년) 정도의 신장과 수축에 대한 내구성을 확보해야 한다.

그리고 특정 오프셋 공간 내에 배치되는 전력 케이블(100)의 케이블의 길이 또는 배치형태에 따라 내구연한이 달라질 수 있다. 구체적으로, 오프셋 공간 내에서의 전력 케이블의 변형의 크기, 즉 변형률의 정도에 따라 반복 변형에 대한 내구성이 달라질 수 있다.

또한, 변형률은 금속의 피로 파괴의 관점에서 내구연한, 즉 반복 변형횟수와 반비례할 것으로 예상된다.

따라서, 전력 케이블(100)의 구성 중 내구성 보장이 특히 중요한 금속시스는 외부자켓 바로 내측에 배치되어 케이블의 강성 및 밴딩성 등을 제공함과 동시에 기밀성이 유지되어야 하므로, 금속시스의 내구성이 보장되는 반복 변형횟수(또는 파단 변형횟수)와 그때의 변형률의 상관관계를 정확하게 결정하는 것이 중요하다.

전력 케이블(100)은 송전 능력에 따라 다양한 용량의 제품이 존재한다. 따라서, 각각의 전력 케이블(100)을 구성하는 금속시스는 재질, 직경, 두께, 코러게이션 구조를 형성하는 골과 마루의 크기 등이 다를 수 있다.

따라서, 전력 케이블(100)의 파단 전까지의 반복 변형횟수(N)와 그때의 변형률은 각각의 금속시스 별로 시험되어 데이터가 확보되어야 최적의 오프셋 공간의 크기 등을 결정할 수 있다.

즉, 오프셋 공간으로서의 맨홀의 크기가 결정된 경우에는 맨홀의 크기가 내구연한과 관련된 반복 변형횟수를 요구되는 변형률로 금속시스가 견뎌내는지 여부가 확인되어야 하며, 맨홀의 크기가 결정되지 않은 경우에는 내구연한과 관련된 반복 변형횟수에 따른 변형률에 따라 맨홀의 크기를 결정할 수 있어야 한다.

따라서, 금속시스의 내구연한에 비례하는 반복 구동횟수과 변형률의 관계를 신뢰성 있게 예측하기 위하여, 금속시스의 정확한 파단 시험이 요구된다.

도 3은 본 발명에 따른 사용되는 금속시스 파단 시험장치의 개념도를 도시한다.

본 발명의 금속시스 파단 시험장치는 관로방식으로 지중 매설되고, 중간접속부가 구비되는 맨홀을 통해 접속되는 전력 케이블을 구성하는 금속시스 파단 시험장치에 있어서, 상기 맨홀에 배치되는 전력 케이블의 맨홀 입구로부터 중간접속부 까지의 오프셋 구간의 길이(L)의 절반의 길이와 상기 맨홀 내부에 구비되는 중간접속부(c)와 상기 맨홀로 도입된 맨홀 입구의 전력 케이블의 축간 거리(F)의 절반의 높이를 갖는 시험공간(ts), 상기 시험공간(ts)에 도입된 금속시스(110)의 일단을 고정하기 위하여 시험공간(ts)의 타측 상부 모서리 구비되는 지지부(300), 상기 시험공간(ts)의 일측 하단에 배치된 금속시스(110)의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 왕복 구동하기 위한 구동부(200) 및, 상기 구동부에 의하여 상기 금속시스가 왕복 구동시 상기 금속시스를 지지하고 이탈을 방지하기 위한 가이드부(400)를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 오프셋 공간은 케이블 간의 중간 접속공간으로 사용될 수 있으며, 접속되는 케이블의 양 단부는 중간접속부(C)를 통해 접속이 수행되며, 중간접속부(C)는 맨홀(mh) 측면의 거치대에 고정된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 케이블(100)이 발열에 의하여 신장되는 경우, 완만한 곡선 형태에서 S자 형태로 밴딩된다.

도 1에 도시된 전력 케이블(100) 중 관로를 벗어나 맨홀(mh) 내부의 오프셋 공간(os)에 늘어트려 배치된 오프셋 구간(os)은 발열 신장시 S자 형태로 변형되지만, 그 오프셋 구간의 중심점(cs)은 변곡점이므로 위치가 변경되지 않고 유지되며, 전력 케이블(100)의 발열 신장시 전력 케이블(100)의 오프셋 구간(os)은 상기 변곡점을 중심으로 대칭 변형되는 형태를 가질 수 있다.

따라서, 본 발명의 금속시스 파단 시험장치는 오프셋 공간으로 도입되어 배치된 전력 케이블(100)을 구성하는 직경이 Ds인 금속시스 중 오프셋 구간(os) 전체가 아닌 변곡점에 대응되는 오프셋 구간의 중심점까지의 구간에 대하여 실험을 수행하며, 본 발명은 본 금속시스 파단 시험장치를 통해 금속시스 파단 시험방법을 수행하고, 그 결과를 이용하여 전력 케이블의 금속시스 변형률을 결정할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 금속시스 중 오프셋 공간에 배치되는 오프셋 구간(os)의 수평 길이가 L, 오프셋 공간 내에서 전력 케이블(100)의 중심축과 중간접속부(C)의 중심축 간의 축간거리가 F인 경우, 본 발명에 따른 금속시스 변형률 결정방법은 내구성 측정을 위하여 금속시스가 변형시험될 시험공간의 길이를 L/2로 하고 축간거리에 대응되는 높이를 F/2로 하여 실험을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 지지부(300)는 상기 금속시스(110)의 고정된 일단이 회전 가능하게 지지한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 케이블의 오프셋 공간 내의 오프셋 구간의 중심점(cs)은 위치는 변경되지 않지만 신축 또는 팽창에 따라 그 기울기가 변경되며 변형이 발생되므로 상기 지지부(300)는 변형되는 기울기를 흡수할 수 있는 형태로 구성되어야 한다.

상기 금속시스(110)의 일단이 고정된 상태로 금속시스의 타단은 전력 케이블의 발열과 냉각시 금속시스의 팽창 과정 또는 수축 과정을 모사할 수 있도록 구동부(200)에 장착하여 미리 결정된 구동폭(M) 만큼 구동시켜 금속시스의 파단 시험을 수행할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 금속시스의 파단 시험방법은 전력 케이블을 구성하는 시험대상 금속시스의 일단을 시험공간에 도입하여, 상기 금속시스의 일단을 시험공간의 타측 상부 모서리의 지지부에 고정하는 금속시스 설치단계 및 상기 시험공간의 일측 하단에 배치된 금속시스의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 구동폭 M으로 왕복 구동회수 N회 왕복 구동시켜 피로 파단이 발생시의 왕복 구동회수 N과 구동폭 M을 결정하기 위한 파단 시험단계를 순차적으로 수행하는 방법으로 수행할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 금속시스의 일단을 회전 가능하게 고정한 상태에서 상기 시험공간으로 도입된 금속시스의 피로 파단이 발생될 때까지 금속시스의 타단을 수평방향으로 미리 결정된 길이를 갖는 구동폭(M)을 갖도록 왕복 구동시켜 금속시스의 파단 시험이 수행될 수 있다.

도 3에 도시된 금속시스 파단 시험장치는 상기 파단 시험단계에서 왕복 변형되는 금속시스의 타단 영역이 수평방향으로 좌굴(buckling, 挫屈)되는 것을 방지하기 위하여 가이드부(400)로서 적어도 하나의 지지롤러(r)를 구비할 수 있다. 즉, 금속시스(110)의 변형이 시험공간 내의 폭방향과 높이방향으로만 발생되도록 하기 위해서는 변형시 금속시스(110)의 지면 방향 좌굴이 방지되어야 하며 이를 위하여 가이드부(400)로서의 지지롤러(r)가 구비될 수 있다.

상기 파단 시험단계에서 사용되는 가이드부(400)로서의 지지롤러는 원형 단면의 금속시스가 수용된 상태로 왕복 구동이 가능하도록 오목한 형태로 구성될 수 있으며, 더 나아가 상기 파단 시험단계에서 상기 지지롤러는 복수 지점에서 왕복 구동되는 금속시스를 지지하도록 구성되어 금속시스의 타단 영역은 수평하게 왕복 구동되도록 구성될 수 있다.

금속시스의 타단 영역을 안정적으로 직선 구동하기 위하여 상기 파단 시험단계에서 상기 지지롤러(r)는 상하 방향에 각각 설치되어 금속시스의 상면과 하면을 함께 지지하도록 구성될 수 있다.

상기 금속시스(M)의 타단을 미리 결정된 길이의 구동폭(M) 만큼 왕복 변형시키는 단계는 상기 금속시스를 포함하는 전력 케이블(100)의 전력 전송시 발열에 의한 신장 및 수축 과정에 대응된다.

즉, 전력 공급량의 변화시 전력 케이블(100)에 발생되는 발열 신장 또는 냉각 수축을 금속시스 자체로 재현 또는 구현하는 것은 불가능하므로, 오프셋 공간에 늘어트려 설치된 전력 케이블(100)의 설치 형태로 시험공간 내에 시험대상 금속시스(110)를 설치하고 금속시스(110)의 일단을 회전 가능하게 지지부에 고정한 상태로 금속시스의 타단을 수평방향으로 왕복 구동하여 금속시스(110)의 내구성 시험, 즉 금속시스(110)의 굽힘 피로 파단시의 정보를 기초로 금속시스의 변형률을 결정할 수 있다. 금속시스의 변형률을 결정하는 방법은 구체적인 방법은 후술하기로 한다.

이 경우, 본 발명의 금속시스 파단 시험이 수행되는 시험되는 시험공간의 크기와 관련하여, 시험공간의 길이는 관로방식으로 지중 매설되는 전력 케이블의 중간접속이 수행되는 맨홀에 배치되는 전력 케이블의 맨홀 입구로부터 중간접속부까지의 오프셋 구간의 길이(L)의 절반이고, 상기 시험공간의 높이는 상기 맨홀 내부에 구비되는 중간접속부와 상기 맨홀로 도입된 맨홀 입구의 전력 케이블의 축간 거리(F)의 절반으로 구성됨은 전술한 바와 같다.

전술한 바와 같이, 도 1의 전력 케이블(100)의 오프셋 구간(os)의 중심점은 케이블의 발열 신장시 위치가 변경되지 않으므로 본 발명에 따른 금속시스 변형률 결정방법에서 시험공간으로 도입된 금속시스의 일단은 시험공간의 타측 상단 모서리의 지지부에 고정하고, 이 경우 상기 금속시스의 일단을 회전 가능하게 고정될 수 있다. 상기 지지부는 금속시스의 일단을 고정한 상태로 금속시스의 변형시 자연스럽게 밴딩되도록 회전이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하기 때문이다.

그리고, 상기 금속시스 설치단계는 상기 금속시스 일단을 회전 가능하게 고정하며, 상기 파단 시험단계에서 상기 금속시스의 피로 파단 발생 여부는 시험 대상 금속시스 내에 충진한 시험가스에 누설에 의한 내부압의 변화를 압력센서로 감지하는 방법, 금속시스의 파단시에 발생하는 탄성파를 검출하는 방법 및 인가 하중의 변화를 감지하는 방법들이 적용될 수 있다.

즉, 금속시스의 타단을 금속시스의 특정 부위의 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 구동폭 M으로 왕복 구동회수 N회 왕복시켜 금속시스의 파단 시험을 수행함에 있어서, 금속시스에 파단이 발생되는 시점을 정확하게 파악해야 한다.

금속시스는 미세한 균열이라도 발생되면, 수분의 침투 등이 발생될 수 있고, 이에 수반하는 다양한 문제점들이 발생될 수 있다.

따라서, 금속시스의 내구연한과 직결된 파단시의 왕복 구동횟수(N)를 정확하게 파악해야 한다. 따라서, 육안으로 관찰할 수 없는 미세 균열 또는 파단을 신속하게 파악하기 위하여, 금속시스 내에 충진한 시험가스에 누설에 의한 내부압의 변화를 압력센서로 감지하는 방법, 금속시스의 파단시에 발생하는 탄성파를 검출하는 방법 및 인가 하중의 변화를 감지하는 방법 등을 사용할 수 있다.

구체적으로, 검사용 가스를 충진한 금속시스 내부에 압력센서(미도시)를 장착하여 상기 구동부를 왕복 구동시켜 압력이 급격하게 저하되는 시점에서 검사용 가스의 누설에 의한 압력 강하를 통해 금속시스에 크랙 또는 파단의 발생 여부를 판단하거나, 파단시 발생될 수 있는 탄성파(예를 들어, 음파, 진동파 등의 역학적인 파동) 등을 감지할 수 있는 감지센서(미도시, 음파 센서, 진동 센서 등)를 금속시스의 특정 지점에 구비하여 파단시점을 감지하거나, 상기 금속시스의 타단을 왕복구동하는 구동부(200)의 구동 하중의 변화를 감지하기 위한 구동 하중을 감지하기 위한 감지 센서를 상기 구동부(200)에 구비하여 파단 시점을 판단할 수 있다.

따라서, 이와 같은 방법으로 본 발명에 따른 금속시스 파단 시험방법은 구동폭 M으로 왕복 구동회수 N회 왕복 구동시켜 피로 파단이 발생되는 시점에 대한 데이터를 확보할 수 있다.

역으로 최소 구동회수 N가 결정된 경우에는 최소 구동회수 N을 보장할 수 있는 최대 구동폭 M에 대한 정보 역시 수집이 가능하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파단 시험단계에서 금속시스의 일단이 회전 가능하게 고정된 상태에서 금속시스의 타단이 수평방향으로 왕복 구동되므로 금속시스는 신장시에는 하방으로 밴딩되어 급한 경사를 형성하고, 수축시에는 상방향으로 견인된다.

금속시스의 피로 파단시의 변형 구동횟수 N은 전력 케이블(100)의 내구연한에 대응되므로, 요구되는 변형 구동횟수 N과 그때의 피로 파괴가 발생되지 않는 금속시스의 구동폭(M)을 결정할 수 있다.

예를 들어, 요구되는 변형 구동횟수가 30년에 대응되는 약 10,950회로 가정하는 경우, 시험공간의 길이(L/2) 및 시험공간의 높이(F/2)가 결정된 상태에서 약 10,950회까지 변형 구동시 파단되지 않는 금속시스의 구동폭(M)을 결정하거나, 금속시스의 전체 길이가 반영된 구동폭(M)이 결정된 상태에서 약 10,950회 변형 구동시 파단되지 않는 시험공간의 길이(L/2) 및 시험공간의 높이(F/2)를 결정할 수도 있다. 반대로, 특정 구동폭(M)에 대한 금속시스가 파단되지 않고 버틸 수 있는 변형 구동횟수(N), 시험공간의 길이(L/2) 및 시험공간의 높이(F/2)를 결정하고 이를 통해 변형률을 계산하는 금속시스 변형률 결정과정이 수행될 수 있다.

따라서, 이와 같은 방법으로 금속시스의 물리적 변형조건과 관련된 변형 구동횟수(N)에 대한 구동폭(M), 시험공간의 길이(L/2) 및 시험공간의 높이(F/2)를 통해 금속시스의 굽힘 피로 파단시의 변형률 계산을 위한 데이터로 사용할 수 있다. 물론, 금속시스의 종류가 달라지는 경우, 금속시스의 전체 길이, 재질, 직경, 코러게이션 형상과 치수 또는 두께 등의 변수를 변형률 계산시 반영하여 변형률을 결정해야 한다. 이하, 전술한 금속시스 파단 시험장치를 사용하여 수행된 금속시스 파단 시험방법의 결과를 이용하여 금속시스의 변형률 결정방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 금속시스 파단 시험방법 및 이를 이용한 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법에서의 시험 변형률(ε')과 금속시스의 파단 구동횟수 사이의 관계를 도시한다.

본 발명에 따른 금속시스의 변형률 결정방법은 관로방식으로 지중 매설되고, 중간접속부가 구비되는 맨홀을 통해 접속되는 전력 케이블을 구성하는 직경 Ds를 갖는 금속시스의 변형률(ε)을 결정하는 금속시스 변형률 결정방법에 있어서, 상기 금속시스의 일단을 길이 L/2 높이 F/2인 시험공간에서 도입하여, 상기 금속시스의 일단을 시험공간의 타측 상부 모서리의 지지부에 고정하는 금속시스 설치단계, 상기 길이 L/2, 높이 F/2 및 금속시스 직경 Ds과 시험 구동폭 M을 하기 식에 적용하여 금속시스의 시험 변형률(ε')을 결정하는 시험 변형률 결정단계, 상기 시험공간의 일측 하단에 배치된 금속시스의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 시험 구동폭 M으로 왕복 구동시켜 피로 파단 발생시의 왕복 구동회수 N회를 결정하기 위한 파단 시험단계, 상기 파단 발생시의 왕복 구동횟수 N회가 케이블 보증 수명 Nf회의 미리 결정된 오차범위를 벗어나는 경우, 시험 구동폭 M, 길이 L/2, 높이 F/2 및 금속시스 직경 Ds 중 하나 이상을 변경하여 시험 변형률(ε')을 다시 결정한 후 상기 파단 시험단계를 수행하는 과정을 반복하여, 파단 발생시의 왕복 구동횟수 N회가 보증 수명 Nf회의 미리 결정된 오차범위를 만족하는 경우 해당 시험 변형률(ε')을 금속시스의 변형률(ε)로 결정하는 변형률 결정단계를 포함하여 구성될 수 있다.

--(식)

상기 금속시스 설치단계는 전술한 금속시스 파단 시험방법을 구성하는 금속시스 설치단계와 중복되므로 생략한다.

본 발명에 따른 금속시스 변형률 결정방법은 상기 길이 L/2, 높이 F/2 및 금속시스 직경 Ds과 시험 구동폭 M을 하기 식에 적용하여 금속시스의 시험 변형률(ε')을 결정하는 시험 변형률 결정단계를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 금속시스의 변형률 결정방법에서의 '변형률'이란 금속시스의 내구성 또는 내구연한이 보장된 상태에서의 금속시스가 변형될 수 있는 정도를 의미한다.

특정 크기를 갖는 맨홀 내부에 특정 금속시스를 배치하여 구동폭 M으로 수회 정도 왕복 구동시키는 경우 해당 변형 조건에서 금속시스가 바로 파단되지는 않는다. 즉, 본 발명에 따른 금속시스 변형률 결정방법은 요구되는 내구 연한에 대응하는 특정 왕복 구동횟수(N)까지 금속시스가 파단되지 않는 변형률을 구하는 것이 목적이고, 그때의 변형률은 왕복 구동횟수(N)와 대략 반비례하는 관계를 가질 것으로 추측되므로 다양한 시험 변형률(ε')에 대한 파단시점까지의 왕복 구동횟수(N)의 관계를 먼저 도출할 필요가 있다.

즉, 상기 식을 통해 확인할 수 있듯이 시험 변형률(ε')이란 내구 연한과 관련된 왕복 구동횟수(N)은 변수로 하지 않는 순수한 금속시스의 변형의 정도를 의미한다.

따라서, 시험 변형률(ε')을 금속시스의 크기(Ds), 오프셋 공간의 크기(L, F) 및 구동폭(M)에 대한 정보를 근거로 다양한 조합으로 위 식을 사용하여 결정한 후 각각의 시험 변형률(ε')을 갖도록 금속시스의 변형 조건을 설정한 뒤 금속시스의 파단 시험방법에 의하여 금속시스를 해당 구동폭(M) 왕복 구동시키며 파단시점까지 시험을 반복하여 도 4에 도시된 파단 시험결과(복수 개의 스팟)를 얻을 수 있다.

이 경우, 상기 시험 변형률(ε')을 결정하는 경우, 위 시험 변형률(ε')을 결정하는 변수는 금속시스의 크기(Ds), 오프셋 공간의 크기(L, F) 및 구동폭(M) 모두를 포함하지만 모든 변수를 변경하며 시험한다는 의미라기 보다는 금속시스의 크기(Ds), 오프셋 공간의 크기(L, F) 및 구동폭(M) 중 시험대상 금속시스의 크기(Ds)를 제외한 오프셋 공간, 즉 맨홀 등의 설계 조건 또는 케이블 포설 조건과 관련된 관심있는 특정 변수(예를 들면, L, F 또는 M)를 변화시키며 시험 변형률(ε')과 파단시까지의 왕복 구동횟(N)의 관계를 얻는 것이 주된 목적일 것이다.

상기 구동폭(M)은 금속 시스의 팽창과 수축시 발생되는 케이블의 길이방향 변화율에 비례할 것이므로, 결국 맨홀 등을 통해 중간 접속되는 케이블의 단위 길이, 즉 케이블 포설 조건과 관련있는 변수로 사용될 수 있을 것이다.

따라서, 이와 같은 시험 변형률(ε')을 관심있는 특정 변수를 변화시키며 각각의 시험 변형률(ε') 조건에서 파단이 발생될 때까지의 파단 시험을 수행하면 복수 개의 스팟 형태의 시험결과를 얻을 수 있고, 시험 변형률(ε')을 미세하게 변화시켜 시험하면 복수 개의 스팟 형태의 시험결과는 도 4에 도시된 파단 시험결과 평균(추세 그래프) 형태로 표현될 수 있다.

이와 같은 시험결과와 각각의 케이블의 요구되는 내구연한과 관련된 최소 왕복 구동횟수(N) 조건을 조합하는 경우, 그때의 허용 가능한 금속시스의 허용 가능한 변형률, 즉 변형률(ε)을 결정할 수 있다.

이 경우, 상기 연결된 곡선 형태의 파단 시험결과 평균(추세 그래프)은 파단이 발생된 횟수에 대한 변형의 정도를 의미하는 것이므로, 실제의 변형률(ε) 결정시에는 연결된 곡선 형태의 파단 시험결과 평균(추세 그래프) 상의 시험 변형률(ε')을 실제의 허용 가능한 변형률(ε)로 결정할 수도 있으나, 미리 결정된 안전(안전율)을 고려하여 상기 곡선 형태의 파단 시험결과 평균(추세 그래프)을 하방으로 이동시킨 뒤 해당 왕복 구동횟수에 대응하는 시험 변형률을 변형률(ε)로 결정할 수도 있다.

여기서, 상기 보증 수명에 해당되는 왕복 구동횟수(Nf)는 10950회일 수 있으며, 도 4에 도시된 예에서는 해당 왕복 구동횟수에서의 변형률은 약 0.3 정도로 결정됨을 확인할 수 있다.

이와 같은 방법으로 특정 전력 케이블을 구성하는 금속시스의 시험 변형률(ε')과 왕복 구동횟수(N)의 관계를 결정한 후 안전율 또는 내구연한 등을 고려하여 전력 케이블의 포설 환경에서의 허용되는 변형률(ε)을 결정할 수 있고, 그 때의 변형률을 만족하는 범위에서 오프셋 공간의 크기(L, F) 및 구동폭(M) 등을 역으로 결정하여 오프셋 공간의 크기 등을 결정할 수 있다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

100 : 전력 케이블
100b : 오프셋 구간
mh : 맨홀
c : 중간접속부
M : 구동폭

Claims (14)

1. 관로방식으로 지중 매설되고, 중간접속부가 구비되는 맨홀을 통해 접속되는 전력 케이블을 구성하는 직경 Ds를 갖는 금속시스의 변형률(ε)을 결정하는 금속시스 변형률 결정방법에 있어서,
   상기 금속시스의 일단을 길이 L/2 높이 F/2인 시험공간에서 도입하여, 상기 금속시스의 일단을 시험공간의 타측 상부 모서리의 지지부에 고정하는 금속시스 설치단계;
   상기 길이 L/2, 높이 F/2 및 금속시스 직경 Ds과 시험 구동폭 M을 하기 식에 적용하여 금속시스의 시험 변형률(ε')을 결정하는 시험 변형률 결정단계;
   상기 시험공간의 일측 하단에 배치된 금속시스의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 시험 구동폭 M으로 왕복 구동시켜 피로 파단 발생시의 왕복 구동회수 N회를 결정하기 위한 파단 시험단계;
   상기 파단 발생시의 왕복 구동횟수 N회가 케이블 보증 수명 Nf회의 미리 결정된 오차범위를 벗어나는 경우, 시험 구동폭 M, 길이 L/2, 높이 F/2 및 금속시스 직경 Ds 중 하나 이상을 변경하여 시험 변형률(ε')을 다시 결정한 후 상기 파단 시험단계를 수행하는 과정을 반복하여, 파단 발생시의 왕복 구동횟수 N회가 보증 수명 Nf회의 미리 결정된 오차범위를 만족하는 경우 해당 시험 변형률(ε')을 금속시스의 변형률(ε)로 결정하는 변형률 결정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속시스 허용 변형률 결정방법.
   

   

   --(식)
2. 제1항에 있어서,
   상기 금속시스 설치단계의 시험공간의 길이(L/2)는 오프셋 공간으로서의 맨홀에 배치되는 전력 케이블의 맨홀 입구로부터 중간접속부까지의 오프셋 구간의 길이(L)의 절반이고, 상기 시험공간의 높이(F/2)는 상기 맨홀 내부에 구비되는 중간접속부와 상기 맨홀로 도입된 맨홀 입구의 전력 케이블의 축간 거리(F)의 절반인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 금속시스 설치단계에서 상기 금속시스의 일단을 회전 가능하게 고정하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 파단 시험단계에서 상기 금속시스의 피로 파단 발생 여부는 시험 대상 금속시스 내에 충진한 시험가스에 누설에 의한 내부압의 변화를 압력센서로 감지하는 방법, 금속시스의 파단시에 발생하는 탄성파를 검출하는 방법, 인가 하중의 변화를 감지하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 선택하여 파단여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 변형률 결정방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 보증 수명에 해당되는 왕복 구동횟수 Nf는 10950회인 것을 특징으로 하는 금속시스 변형률 결정방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 변형률 결정단계는 상기 시험 변형률 결정단계 및 상기 파단 시험단계를 복수 회 반복하여 왕복 구동횟수(N)와 시험 변형률(ε')의 관계에 대한 추세 그래프를 작성한 후 왕복 구동횟수 Nf를 기준으로 변형률을 결정하는 것을 특징으로 하는 금속시스 변형률 결정방법.
7. 전력 케이블을 구성하는 금속시스 파단 시험방법에 있어서,
   전력 케이블을 구성하는 금속시스의 일단을 시험공간에서 도입하여, 상기 금속시스의 일단을 시험공간의 타측 상부 모서리의 지지부에 고정하는 금속시스 설치단계; 및,
   상기 시험공간의 일측 하단에 배치된 금속시스의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 구동폭 M으로 왕복 구동시켜 피로 파단 발생시의 왕복 구동회수 N회를 결정하기 위한 파단 시험단계;를 포함하며,
   상기 시험공간의 길이는 관로방식으로 지중 매설되는 전력 케이블의 중간접속이 수행되는 맨홀에 배치되는 전력 케이블의 맨홀 입구로부터 중간접속부까지의 오프셋 구간의 길이(L)의 절반이고, 상기 시험공간의 높이는 상기 맨홀 내부에 구비되는 중간접속부와 상기 맨홀로 도입된 맨홀 입구의 전력 케이블의 축간 거리(F)의 절반인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 금속시스 설치단계는 상기 금속시스 일단을 회전 가능하게 고정하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 파단 시험단계에서 상기 금속시스의 피로 파단 발생 여부는 시험 대상 금속시스 내에 충진한 시험가스에 누설에 의한 내부압의 변화를 압력센서로 감지하는 방법, 금속시스의 파단시에 발생하는 탄성파를 검출하는 방법 및 인가 하중의 변화를 감지하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 선택하여 파단여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험방법.
10. 관로방식으로 지중 매설되고, 중간접속부가 구비되는 맨홀을 통해 접속되는 전력 케이블을 구성하는 금속시스 파단 시험장치에 있어서,
    상기 맨홀에 배치되는 전력 케이블의 맨홀 입구로부터 중간접속부까지의 오프셋 구간의 길이(L)의 절반의 길이와 상기 맨홀 내부에 구비되는 중간접속부와 상기 맨홀로 도입된 맨홀 입구의 전력 케이블의 축간 거리(F)의 절반의 높이를 갖는 시험공간;
    상기 시험공간의 일측 하단 모서리에서 수평방향으로 도입된 금속시스의 일단을 고정하기 위하여 시험공간의 타측 상부 모서리 구비되는 지지부;
    상기 시험공간의 일측 하단에 배치된 금속시스의 타단을 피로 파단이 발생될 때까지 수평방향으로 왕복 구동하기 위한 구동부; 및,
    상기 구동부에 의하여 상기 금속시스가 왕복 구동시 상기 금속시스를 지지하고 이탈을 방지하기 위한 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 금속시스의 고정된 일단이 회전 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치
12. 제10항에 있어서,
    상기 가이드부는 적어도 하나의 지지롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 지지롤러는 원형단면을 가진 상기 금속시스를 수용할 수 있도록 오목한 형태인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 금속시스의 수평방향으로 좌굴(buckling, 挫屈)을 방지하기 위하여 상하방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 금속시스 파단 시험장치.

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