KR20190098609A - 전력 케이블의 도체 접속구조, 전력 케이블의 도체 접속방법 및 전력 케이블 도체 접속장치 - Google Patents

전력 케이블의 도체 접속구조, 전력 케이블의 도체 접속방법 및 전력 케이블 도체 접속장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도체 접속작업의 작업시간을 줄이고 접속작업의 품질의 편차를 최소화하여, 전력 케이블의 접속작업의 비용을 최소화할 수 있는 전력 케이블의 도체 접속구조, 전력 케이블의 도체 접속방법 및 전력 케이블 도체 접속장치에 관한 것이다.

Description

전력 케이블의 도체 접속구조, 전력 케이블의 도체 접속방법 및 전력 케이블 도체 접속장치{Connecting Structure of Power Cable Conductor, Connecting Method Of The Same and Connecting Device Of The Same}
본 발명은 전력 케이블의 도체 접속구조, 전력 케이블의 도체 접속방법 및 전력 케이블 도체 접속장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 도체 접속작업의 작업시간을 줄이고 접속작업의 품질의 편차를 최소화하여, 전력 케이블의 접속작업의 비용을 최소화할 수 있는 전력 케이블의 도체 접속구조, 전력 케이블의 도체 접속방법 및 전력 케이블 도체 접속장치에 관한 것이다.
전력 케이블의 도체부는 통상 도체로서 구리(Cu) 도체 또는 알루미늄(Al) 도체가 사용될 수 있다. 또한, 굴곡 특성 등을 위하여 복수 개의 소선을 연합하여 도체부를 구성하는 경우가 많다.
또한, 전류의 통전시 금속의 표피 효과 등을 이유로 구리 도체의 경우 복수 개의 소선이 각각 절연된 소선절연 도체부를 구성할 수 있다.
이러한 전력 케이블을 접속하는 경우 종래에는 도체부를 구성하는 각각의 소선의 절연층을 제거하고 이를 다시 집합하여, 접속되는 양 전력 케이블의 도체부를 맞닿게 한 후 압착의 방법을 사용하였다.
그러나, 도체부를 구성하는 각각의 소선의 절연층을 제거하고 이를 다시 집합하여 압착의 방법으로 양 케이블의 도체부를 접속하는 방법은 작업시간이 길고, 절연층의 탈피과정에서 도전성 물질의 비산으로 잠재적 품질리스크를 가지며, 상당한 작업 숙련도를 요구한다는 문제점이 있다.
본 발명은 도체 접속작업의 작업시간을 줄이고 접속작업의 품질의 편차를 최소화하여, 전력 케이블의 접속작업의 비용을 최소화할 수 있는 전력 케이블의 도체 접속구조, 전력 케이블의 도체 접속방법 및 전력 케이블 도체 접속장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전력 케이블의 복수의 소선으로 구성된 도체부를 접속하기 위한 전력 케이블의 도체 접속구조에 있어서, 한 쌍의 케이블의 도체부; 상기 한 쌍의 도체부가 양단 개구부로 삽입되어 상기 한 쌍의 도체부의 단부가 이격되어 이격공간을 형성한 상태로 수용되며, 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재; 상기 슬리브 부재에 삽입된, 상기 한 쌍의 도체부를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 슬리브 부재의 체결홀에 체결되는 적어도 하나의 통전용 볼트; 및, 상기 슬리브 부재에 삽입된 도체부를 고정하기 위하여 상기 슬리브 부재의 체결홀에 체결되는 고정용 볼트;를 포함하는 전력 케이블의 도체 접속구조를 제공할 수 있다.
또한, 상기 통전용 볼트 및 상기 고정용 볼트는 미리 결정된 크기 이상의 토크가 가해지면, 헤드부가 파단되어 분리되는 파단 볼트일 수 있다.
여기서, 상기 슬리브 부재의 중심부에 복수 개의 통전용 볼트가 체결되는 복수 개의 통전용 체결홀이 상기 이격공간의 둘레를 따라 미리 결정된 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속구조.
또한, 상기 통전용 볼트가 상기 통전용 체결홀에 체결되는 경우, 상기 한 쌍의 도체부의 양단에 함께 접촉되도록 상기 이격공간의 폭은 상기 통전용 볼트의 나사산이 형성된 체결부의 폭보다 작을 수 있다.
또한, 상기 슬리브 부재의 중심부 이외의 영역에는 복수 개의 고정용 볼트가 체결되는 복수 개의 고정용 체결홀이 이격되어 형성될 수 있다.
그리고, 상기 슬리브 부재는 주석도금 구리 또는 주석도금 구리합금 재질일 수 있다.
또한, 상기 고정용 볼트 및 상기 통전용 볼트는 황동 또는 황동 합금 재질일 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재의 양단 개구부로 한 쌍의 전력 케이블의 도체부를 양 단부 사이에 이격공간이 형성되도록 삽입하는 도체부 삽입단계; 상기 슬리브 부재에 고정용 볼트를 체결하여 도체부를 고정하는 도체부 고정단계; 및, 상기 슬리브 부재에 통전용 볼트를 체결하여 상기 한 쌍의 도체부의 단부를 전기적으로 연결하는 도체부 통전단계;를 포함하는 전력 케이블의 도체 접속방법을 제공할 수 있다.
그리고, 상기 도체부 삽입단계는 양 도체부를 상기 슬리브 부재의 양단을 통해 삽입하기 전에 적어도 하나의 통전용 볼트를 슬리브 부재에 임시 체결한 상태에서 양 도체부를 삽입하여 양 도체부의 삽입 깊이를 제한함과 동시에 양 도체부의 단부를 이격시켜 상기 이격공간을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 도체부 삽입단계는 양 도체부를 상기 슬리브 부재의 양단을 통해 삽입하기 전에 상기 슬리브 부재의 중심부 체결홀을 통해 삽입 지그를 삽입한 상태에서 양 도체부를 삽입하여 양 도체부의 삽입 깊이를 제한함과 동시에 양 도체부의 단부를 이격시켜 상기 이격공간을 형성할 수 있다.
또한, 상기 도체부 삽입단계에서 상기 삽입 지그는 상기 슬리브 부재의 중심부를 경유하여 관통하도록 삽입될 수 있다.
여기서, 상기 도체부 삽입단계에서 상기 한 쌍의 도체부의 삽입에 의하여 형성되는 이격공간의 폭은 상기 통전용 볼트의 나사산이 형성된 체결부의 폭보다 작도록 수행될 수 있다.
이 경우, 상기 도체부 통전단계에서 체결되는 통전용 볼트가 양 도체부의 단부에 함께 접촉되도록 수행될 수 있다.
그리고, 상기 고정용 볼트 및 상기 통전용 볼트는 파단 볼트이며, 상기 도체부 고정단계 및 상기 도체부 통전단계는 상기 슬리브 부재 외주면으로 상기 고정용 볼트와 상기 통전용 볼트가 노출되지 않도록 고정용 볼트와 통전용 볼트의 헤드부를 파단시켜 체결할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전력케이블의 복수의 소선으로 구성된 도체부 한 쌍을 서로 접속하기 위한 전력 케이블 도체 접속 장치에 있어서, 양단이 개방된 파이프 형태이며, 원주방향을 따라 미리 결정된 간격으로 형성된 복수개의 고정용 체결홀과 상기 복수개의 고정용 체결홀 사이에서 원주방향을 따라 미리 결정된 간격으로 형성된 통전용 체결홀을 구비하는 슬리브 부재; 상기 통전용 체결홀에 체결되어 상기 한 쌍의 도체부를 전기적으로 연결시키기 위한 적어도 하나의 통전용 볼트; 및, 상기 고정용 체결홀에 체결되어 상기 슬리브 부재에 수용된 도체부를 고정하기 위한 적어도 하나의 고정용 볼트;를 포함하는 전력 케이블 도체 접속 장치를 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 통전용 볼트 및 상기 고정용 볼트는 미리 결정된 크기 이상의 토크가 가해지면 파단되어 분리되는 헤드부를 포함하는 파단 볼트일 수 있다.
또한, 상기 슬리브 부재는 주석도금 구리 또는 주석도금 구리합금 재질일 수 있다.
이 경우, 상기 고정용 볼트 및 상기 통전용 볼트는 황동 또는 황동 합금 재질일 수 있다.
본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조에 의하면, 종래의 소선절연도체를 탈피 후 압착하는 방법과 비교하여 접속작업의 작업시간을 크게 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조에 의하면, 전력 케이블의 도체부를 접속함에 있어서, 파단 볼트를 사용하므로 작업의 숙련도를 요구하지 않으므로 작업비용이 크게 감소될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조에 의하면, 양 케이블의 도체부의 절단면 사이의 슬리브 중심부 수용공간에 도체 입자를 투입하고, 체결 수단으로 통전 볼트를 사용하여 투입된 도체 입자 내부의 공극을 감소시켜 양 도체부의 절단면을 전기적으로 연결하므로, 소선의 절연부를 탈피하는 과정에서 발생하는 도전성 물질의 비산이 발생하지 않아 품질적으로도 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조에 의하면, 슬리브 부재 사이에 삽입된 도체부 사이에 이격공간을 형성하고 통전용 볼트를 도체부의 측면에 직접 접촉시키는 방법으로 도체부를 전기적으로 접속하여 작업시간을 더욱 단축시키고 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조에 의하여 접속이 가능한 전력 케이블의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조의 부분 절개 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조를 구성하는 슬리브 부재의 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조를 구성하는 슬리브 부재의 단면도를 도시한다.
도 5 내지 도 12는 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조의 접속 과정을 도시한다.
도 13은 접속이 완료된 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조의 사시도를 도시한다.
도 14는 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조에 코로나 실드가 장착된 상태를 도시한다.
이하, 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 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조에 의하여 접속이 가능한 전력 케이블의 단면도를 도시하며, 도 2는 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조의 부분 절개 사시도를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같은 전력 케이블은 전력 공급을 위하여 포설되며, 미리 결정된 간격으로 접속이 수행될 수 있다. 전력 케이블을 미리 결정된 간격으로 접속하기 위해서는 전력 케이블의 도체부의 접속이 선행되어야 한다.
종래에는 전력 케이블의 도체부를 구성하는 각각의 소선의 절연층을 제거하고 이를 다시 집합하여, 접속되는 양 전력 케이블의 도체부를 맞닿게 한 후 압착의 방법을 사용하였으나, 도체부를 구성하는 각각의 소선의 절연층을 제거하고 이를 다시 집합하여 압착의 방법으로 양 케이블의 도체부를 접속하는 방법은 작업시간이 길고, 절연층의 탈피과정에서 도전성 물질의 비산으로 잠재적 품질리스크를 가지며, 상당한 작업 숙련도를 요구한다는 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 도 2에 도시된 전력 케이블의 도체 접속구조를 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 케이블의 접속구조(400)에 의하여 접속이 가능한 전력 케이블(100)은 도체부(10), 상기 도체부(10)를 감싸는 내부 반도전층(20), 상기 내부 반도전층(20)을 감싸는 절연층(30), 상기 절연층(30)을 감싸는 외부 반도전층(40), 상기 외부 반도전층(40)을 감싸고 금속시스 또는 중성선으로 이루어져 전기적 차폐 및 단락전류의 귀로를 위한 차폐층(50), 상기 차폐층(50)을 감싸는 외피(60) 등을 포함할 수 있다.
상기 도체부(10)는 구리, 알루미늄, 바람직하게는 구리로 이루어진 단선 또는 복수의 도선이 연합된 연선에 의해 이루어질 수 있고, 상기 도체부(10)의 직경, 연선을 구성하는 소선(11)의 직경 등을 포함하는 규격은 이를 포함하는 전력 케이블(100)의 송전압, 용도 등에 따라 상이할 수 있고, 통상의 기술자에 의해 적절히 선택될 수 있다.
상기 도체부(10)를 구성하는 각각의 소선(11)은 각각 절연되어 표피효과로 인한 도체 저항을 줄임으로써 전력 전송량을 극대화할 수 있다.
종래에는 이와 같은 소선 절연 전력 케이블(100)을 접속하는 경우, 소선의 절연을 제거하고 양 케이블의 도체부(10)를 압착의 방법으로 사용하였으나, 본 발명은 후술하는 바와 같이, 슬리브 부재(200) 내에 접속되는 케이블의 도체부(10)를 삽입하고 그 중심부에 이격공간을 형성하고, 통전용 볼트(310)를 체결하여 양 케이블을 전기적으로 접속할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
상기 전력 케이블(100)을 구성하는 내부 반도전층(20)은 상기 도체부(10)와 상기 절연층(30) 사이에 배치되어 상기 도체부(10)와 상기 절연층(30)의 층간 들뜸을 유발하는 공기층을 없애주며, 국부적인 전계집중을 완화시켜 주는 등의 기능을 수행한다. 한편, 상기 외부 반도전층(40)은 상기 절연층(30)에 균등한 전계가 걸리도록 하는 기능, 국부적인 전계집중 완화 및 외부로부터 케이블 절연층을 보호하는 기능을 수행한다.
통상, 상기 내부 반도전층(20) 및 외부 반도전층(40)은 베이스 수지에 카본블랙, 카본나노튜브, 카본나노플레이트, 그라파이트 등의 전도성 입자가 분산되어 있고, 가교제, 산화방지제, 스코치 억제제 등이 추가로 첨가된 반도전 조성물의 압출에 의해 형성된다.
여기서, 상기 베이스 수지는 상기 반도전층(20, 40)과 상기 절연층(30)의 층간 접착력을 위해 상기 절연층(30)을 형성하는 절연 조성물의 베이스 수지와 유사한 계열의 올레핀 수지가 사용될 수 있다.
그리고, 상기 절연층(30)은 예를 들어 베이스 수지로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지일 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌 수지를 베이스 수지로 하는 절연 조성물의 압출에 의해 형성될 수 있다.
상기 폴리에틸렌 수지는 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등이 적용될 수 있고, 고압 케이블의 경우에는 기존의 OF케이블이 가교 폴리에틸렌(XLPE) 절연 케이블로 빠르게 대체되고 있다.
그리고 케이블의 최외부에 구비되는 외피(60)는 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄 중 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다.
본 발명은 전력 케이블의 복수의 소선으로 구성된 도체부(10)를 접속하기 위한 전력 케이블의 도체 접속구조에 있어서, 한 쌍의 케이블의 도체부(10); 상기 한 쌍의 도체부(10)가 양단 개구부로 삽입되어 상기 한 쌍의 도체부(10)의 단부가 이격되어 이격공간을 형성한 상태로 수용되며, 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재(200); 상기 슬리브 부재(200)에 삽입된, 상기 한 쌍의 도체부(10)를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 슬리브 부재(200)의 체결홀에 체결되는 적어도 하나의 통전용 볼트(310); 및, 상기 슬리브 부재(200)에 삽입된 도체부(10)를 고정하기 위하여 상기 슬리브 부재(200)의 체결홀에 체결되는 고정용 볼트(330);를 포함하는 전력 케이블의 도체 접속구조를 제공할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 케이블(100) 접속구조는 접속되는 케이블의 양 도체부(10)가 삽입되어 고정되는 슬리브 부재(200)를 포함할 수 있다.
상기 슬리브 부재(200)는 양단이 개방되며, 복수 개의 체결홀이 형성된 파이프 형태의 통전성이 우수한 금속 재질의 부재이다. 그 예로는 상기 슬리브 부재(200)는 주석도금 구리 또는 주석도금 구리합금 재질로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 슬리브 부재(200)에는 복수 개의 볼트의 체결을 위한 체결홀이 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 슬리브 부재는 원주방향을 따라 미리 결정된 간격으로 형성된 복수개의 고정용 체결홀과 상기 복수개의 고정용 체결홀 사이에서 원주방향을 따라 미리 결정된 간격으로 형성된 통전용 체결홀을 구비한다.
도 3은 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조를 구성하는 슬리브 부재의 사시도를 도시하며, 도 4는 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조를 구성하는 슬리브 부재의 단면도를 도시한다.
도 3에 도시된 상기 슬리브 부재(200)에 형성된 복수 개의 체결홀 중 상기 슬리브 부재(200)의 중심부에 형성된 체결홀은 접속되는 케이블의 도체부(10) 단부 사이에 형성되는 이격공간에 체결되어, 양 도체부(10)의 단부를 전기적으로 연결하기 위한 통전용 볼트(310)가 체결되기 위한 통전용 체결홀(210)이다.
그리고 도 3에 도시된, 상기 슬리브 부재(200)에 형성된 복수 개의 체결홀 중 상기 슬리브 부재(200)의 중심부 이외에 형성된 체결홀은 접속되는 케이블의 도체부(10)가 삽입된 상태에서 고정용 볼트(330)를 체결하여 도체부(10)와 슬리브 부재(200)를 고정하기 위한 고정용 체결홀(230)이다.
고정용 체결홀(230)에 고정용 볼트(330)가 체결되면, 상기 도체부(10)는 체결부위가 소성 변형 또는 관통되어 슬리브 부재(200)의 길이방향으로 도체부(10)의 움직임이 차단될 수 있다.
도 3에 도시된 상기 통전용 볼트(310)가 체결되는 통전용 체결홀(210)은 상기 슬리브 부재(200)의 중심부의 도체 단부 사이의 이격공간에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 통전용 체결홀(210)은 상기 슬리브 부재(200)의 중심부의 원주를 따라 미리 결정된 간격으로 복수 개가 형성될 수 있다.
그리고, 각각의 고정용 체결홀(230) 역시 상기 슬리브 부재(200)의 중심부 이외의 영역에 슬리브 부재(200)의 길이 방향으로 서로 다른 위치, 예를 들면 슬리브 부재(200)의 길이방향을 따라 일정 간격의 위치에서 각각의 위치의 원주를 따라 미리 결정된 간격 또는 각도로 형성될 수 있으며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인접한 체결홀들은 슬리브 부재(200)의 길이방향으로 엇갈리게 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 볼트 체결홀은 나사산이 형성되어 통전용 볼트(310)와 고정용 볼트(330)의 체결 깊이에 따른 체결력 조절이 가능하게 할 수 있다.
상기 통전용 볼트(310) 및 상기 고정용 볼트(330)를 파단 볼트로 구성하는 이유는 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 케이블의 접속구조(400)는 접속함 내부에 수용되어야 하고, 접속구조 외측에 코로나 실드 등이 장착되어야 하며, 전계집중 방지 등의 이유로 볼트 헤드 등이 전력 케이블(100)을 구성하는 슬리브 부재(200)의 표면으로 돌출되는 구조여서는 곤란하기 때문이다.
상기 통전용 볼트(310) 및 상기 고정용 볼트(330)는 황동 재질로 구성될 수 있다.
도 5 내지 도 12는 본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조의 접속 과정을 도시한다.
본 발명은 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재(200)의 양단 개구부로 한 쌍의 전력 케이블의 도체부(10)를 양 단부 사이에 이격공간이 형성되도록 삽입하는 도체부 삽입단계(S100); 상기 슬리브 부재(200)에 고정용 볼트(330)를 체결하여 도체부(10)를 고정하는 도체부(10) 고정단계(S200); 및, 상기 슬리브 부재(200)에 통전용 볼트(310)를 체결하여 상기 한 쌍의 도체부(10)의 단부를 전기적으로 연결하는 도체부 통전단계(S300);를 포함하는 전력 케이블의 도체 접속방법을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 전력 케이블(100) 접속구조는 슬리브 부재(200)에 삽입된 접속대상 케이블의 도체부(10)를 직접 접촉시키지 않고, 도체부(10)의 단부 사이에 이격공간(S)를 형성한 후 통전용 볼트(310)를 이격공간(S) 내측 방향으로 체결하여 통전용 볼트(310)가 통전 경로로 활용하며 양 케이블의 도체부를 접속한다.
케이블의 도체부(10)를 직접 접촉시키기 위해서는 도체부가 슬리브 부재(200) 내부로 삽입되는 방향으로 지속적인 압력이 가해져여 하나, 도체부를 슬리브 부재(200) 내부로 삽입되는 방향으로 지속적인 힘을 가하는 구조를 구현하는 것은 쉽지 않으므로, 도체부(10) 단부의 균일한 면접촉이 쉽지 않아 저항이 증가될 수밖에 없고, 절연 피막을 탈피한 후 압착하는 방법은 훨씬 많은 작업시간이 소요된다.
그러나, 본 발명에 따른 전력 케이블(100) 접속구조는 슬리브 부재(200)에 양 전력 케이블(100)의 도체부(10)를 각각 삽입한 후 고정용 볼트(330)를 체결하여 도체부(10)를 고정하고, 도체부(10) 고정이 완료된 후 양 케이블의 도체부(10) 양단 사이에 통전용 볼트(310)를 체결하여 접속 대상 케이블의 도체부(10) 양단의 전기적 연결을 완료하여 전력 케이블(100)의 접속을 완료할 수 있다. 본 발명에 따른 전력 케이블(100) 접속구조를 형성하는 과정을 설명한다.
도 5 내지 도 7은 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재의 양단의 개구부로 한 쌍의 전력 케이블의 도체부를 삽입하는 도체부 삽입단계(S100)를 수행하는 과정의 하나의 예를 도시한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 슬리브 부재(200)의 중심부에 형성된 복수 개의 통전용 체결홀(210) 중 적어도 하나의 통전용 체결홀(210)에 통전용 볼트(310)를 임시적으로 체결한 상태에서 접속 대상 케이블의 도체부(10)를 슬리브 내부로 삽입하는 도체부 삽입단계(S100)가 수행될 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 통전용 체결홀(210)에 통전용 볼트(310)가 슬리브 부재(200)의 이격공간 내측으로 일부 돌출되도록 체결한 상태에서 상기 도체부(10)가 상기 슬리브 부재(200) 양단의 개구부로 각각 삽입되면, 통전용 볼트(310)의 내측 단부가 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.
도 7은 상기 슬리브 부재(200)의 양단 개구부로 각각의 도체부(10)의 삽입이 완료되면, 슬리브 부재(200)의 중심부에 이격공간(S)이 형성될 수 있다. 상기 도체부 삽입단계(S100)는 적어도 하나의 통전용 볼트(310)를 슬리브 부재(200)에 임시 체결하여 도 7에 도시된 바와 같이 양 도체부의 삽입 깊이를 제한함과 동시에 양 도체부의 단부를 이격시켜 상기 이격공간(S)을 형성할 수 있다. 상기 이격공간의 폭은 통전용 볼트(310)의 체결시 통전용 볼트가 양 도체부의 단부에 전기적으로 함께 연결할 수 있을 정도의 폭을 갖는 것이 바람직함은 전술한 바와 같다.
도 8 내지 도 10은 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재의 양단의 개구부로 한 쌍의 전력 케이블의 도체부를 삽입하는 도체부 삽입단계(S100)를 수행하는 과정의 다른 예를 도시한다.
도 5 내지 도 7을 참조한 실시예는 슬리브 부재(200)에 도체부(10)를 삽입하는 과정에서 도체부 삽입 깊이를 제한 및 이격공간 형성하기 위하여 통전용 볼트(310)를 가체결하는 방법을 사용하였다.
반면, 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예는 슬리브 부재(200) 내부에 삽입되는 도체부 삽입 깊이를 제한 및 이격공간 형성하기 위한 별도의 공구인 삽입 공구로서의 삽입 지그(600)를 사용한다.
상기 삽입 지그(600)는 임시적으로 슬리브 부재(200)에 장착되는 도체부 삽입 깊이 제한수단이다.
따라서, 상기 한 쌍의 도체부(10) 삽입 전에 삽입 지그 장착단계(S50)가 수행될 수 있다.
도 8 및 도 9는 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재의 중심부 체결홀(210)을 통해 삽입 지그를 삽입하는 삽입 지그 장착단계(S50)가 수행된 상태에서 상기 삽입 지그(600)에 의하여 삽입 깊이가 제한될 때까지 상기 슬리브 부재(200)의 양단으로 도체부(10)를 삽입하는 도체부 삽입단계(S100)가 수행되는 과정을 도시한다.
상기 삽입 지그(600)는 상기 슬리브 부재(200)의 중심을 경유하여 관통하며 설치될 수 있도록, 헤드부(610)와 관통부(630)를 구비할 수 있다. 상기 삽입 지그(600)는 상기 슬리브 부재(200)에 형성된 통전용 체결홀(210)의 내경보다 큰 직경을 갖는 헤드부(610) 및 상기 슬리브 부재(200)를 관통하기 위하여 상기 헤드부(200)에서 바 형태로 연장되는 관통부(630)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 관통부의 길이는 상기 슬리브 부재(200)의 외경보다 크게 구성되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 헤드부(610)는 상기 통전용 체결홀(210)에 삽입 지그(600)가 장착된 상태에서 빠져 나가는 것을 방지하고, 상기 관통부(630)는 슬리브 부재(200) 내부로 삽입되어 접속되는 케이블의 접속부의 삽입 깊이를 제한하는 역할을 수행할 수 있다.
그리고, 상기 삽입 지그(600)의 관통부(630)가 상기 슬리브 부재(200) 내부의 일부에만 삽입된 상태에서 접속되는 케이블의 도체부(10)가 삽입되는 경우, 상기 삽입 지그(600)의 관통부(630)가 파단되거나 밴딩되는 등의 문제가 발생될 수 있으므로, 이를 해결하기 위하여 상기 삽입 지그(600)가 상기 슬리브 부재(200)의 중심을 경유하여 관통하도록 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 이를 위하여 상기 통전용 체결홀(210)은 상기 슬리브 부재의 중심을 기준으로 대칭된 위치에 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 삽입 지그(600)를 슬리브 부재(200)의 통전용 체결홀(210)에 삽입하여 장착한 상태에서 슬리브 부재의 양단으로 접속 대상 케이블의 도체부(10)가 삽입되는 경우, 작업자가 도체부(10)의 삽입 위치를 별도로 관리할 필요가 없으므로 작업성이 향상될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 삽입 지그(600)에 의하여 양 도체부(10)의 슬리브 부재(200) 내부의 삽입 깊이가 제한된 상태로 삽입이 완료된 후 상기 삽입 지그(600)가 제거되면, 상기 슬리브 부재(200)의 중심부 내부에 이격공간(S, 도 7 참조)이 형성될 수 있다.
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 도체부 삽입단계(S100)가 수행된 후 도체부 고정단계(S200)가 도체부 통전단계(S300)보다 먼저 수행될 수 있다.
상기 도체부 고정단계(S200)는 고정용 볼트(330)를 사용하여 수행될 수 있으며, 상기 고정용 볼트(330) 역시 파단볼트로 구성될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 고정용 볼트(330)는 본 체결과정에서 도체부(10)의 도체를 소성 변형 또는 관통하는 방법으로 슬리브 부재(200)와 도체부(10)를 고정한다.
상기 통전용 볼트(310)를 본 체결하기 전에 상기 고정용 볼트(330)를 상기 고정용 체결홀(230)에 본 체결하는 이유는 통전용 볼트(310)의 본 체결과정에서 가해지는 압력에 의하여 도체부(10)가 뒤로 밀리는 것을 방지하고, 도체부(10)의 단부 측면과 통전용 볼트(310)의 접촉상태를 강화하기 위함이다.
종래에는 절연 소선 케이블을 접속하는 경우에는 각각의 소선의 절연 피복을 제거하여 이를 압착하는 방법 등이 사용되었으나, 본 발명에 따른 전력 케이블(100) 접속구조의 경우, 통전용 볼트(310)를 사용하여 접속되는 전력 케이블(100)의 단면을 전기적으로 연결하므로 별도의 절연층 제거작업이 필요하지 않으므로 작업성이 향상될 수 있다.
도 12는 도체부 고정단계(S200)가 수행된 후 통전용 볼트(330)를 사용하여 도체부 통전단계(S300)가 완료된 상태를 도시한다.
상술한 바와 같이 고정용 볼트(330)를 본 체결하면, 상기 한 쌍의 도체부의 단부가 이격공간(S)에서 상기 통전용 볼트(310)를 매개로 상호 통전될 수 있다.
본 발명에 따른 전력 케이블의 도체 접속구조 및 전력 케이블의 도체 접속방법은 접속 대상 케이블의 도체부를 직접 연결하지 않고, 접속 대상 양 도체부를 슬리브 부재에 삽입시키되 인위적으로 이격공간을 형성한 후 이격공간 내부 방향으로 체결되는 통전용 볼트를 매개로 양 도체를 전기적으로 접속하는 방법을 사용한다.
물론, 도 12에 도시된 바와 같이, 각각의 고정용 볼트가 도체부와 전기적으로 연결되도록 체결되고, 상기 고정용 볼트와 상기 슬리브 부재(200)도 통전이 가능하므로 슬리브 부재(200)와 고정용 볼트를 통한 전기적 접속도 가능하고 통전 경로 다각화에 기여를 하지만, 상기 고정용 볼트(330)에 의한 통전은 슬리브 부재(200)를 매개로 수행되는 것이다.
반면, 상기 통전용 볼트(310)의 경우, 각각의 도체부(10)에 함께 직접 체결되므로, 상기 슬리브 부재(200)를 경유하지 않고 통전 경로를 확보할 수 있으므로, 전체 통전 경로에서 더 중요한 역할을 수행할 수 있다.
상기 통전용 볼트(310) 및 상기 고정용 볼트(330)은 공구로 토크가 인가되는 헤드부와 나사산이 형성된 체결부를 포함하는 파단볼트로 구성될 수 있다. 상기 헤드부는 체결 완료시 파단되는 영역이고 상기 체결부는 체결 완료시 슬리브 부재 내부로 진입하여 체결되는 구성이다.
구체적으로, 상기 통전용 볼트(310) 및 상기 고정용 볼트(330)는 미리 결정된 크기 이상의 토크가 가해지면 파단되어 분리되는 헤드부를 구비하며, 나사산을 포함하여 상기 헤드부 아래에 형성되는 체결부를 포함하여 구성될 수 있다.
특히, 상기 통전용 볼트(310)의 체결부는 슬리브 부재(200)의 내부에서 상기 한 쌍의 도체부를 전기적으로 연결시키는 구성으로, 상기 이격공간(S)의 폭은 상기 체결부의 직경, 바람직하게는 상기 체결부의 최대 직경에 의해 상기 통전용 볼트(310)의 나사산이 형성된 체결부의 폭보다 작게 구성되며, 상기 이격공간(S)에 상기 통전용 볼트(310)가 본 체결이 완료되면, 상기 통전용 볼트(310)는 양 도체부의 단부 측면 사이로 압입되어 체결되며, 상기 통전용 볼트(310)는 체결과 동시에 양 도체부(10)의 단부와 접촉되어 통전되어, 상기 통전용 볼트(310)는 체결에 의하여 양 도체부의 통전 경로로 역할할 수 있다.
즉, 상기 통전용 볼트(310)를 본 체결하게 되면, 상기 통전용 볼트(310)가 상기 슬리브 부재(200)에 내측으로 진입하며, 상기 도체 단부 사이의 거리(이격공간의 폭)보다 더 큰 직경을 가진 상기 통전용 볼트(100)의 체결부가 한 쌍의 상기 도체(10) 단부(면)에 접촉될 수 있다. 따라서, 상기 통전용 볼트와 상기 도체 단부가 직접 접촉되도록 하여 도체 단부(면)이 통전용 볼트(310)를 매개로 연결되도록 하여 보다 직접적인 통전 경로를 제공할 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 접속이 완료된 전력 케이블의 접속구조(400)는 각각의 파단 볼트 형태의 고정용 볼트(330)와 통전용 볼트(310)의 헤드부가 모두 파단되어 슬리브 부재(200) 외측으로 돌출되지 않도록 접속이 완료될 수 있다.
도 13은 접속이 완료된 본 발명에 따른 전력 케이블의 접속구조(400)의 사시도를 도시하며, 도 14는 본 발명에 따른 전력 케이블의 접속구조(400)에 코로나 실드가 장착된 상태를 도시한다.
코로나 실드(500)가 상기 슬리브 부재(200)를 둘러도록 형성되며, 상기 슬리브 부재 등에 의해 형성된 도체 접속부와 상기 코로나 쉴드는 금속선재(600) 등에 의해 서로 통전되어 등전위를 형성함으로써 코로나 방전 등의 사고 발생을 방지할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이 상기 코로나 실드가 장착된 전력 케이블의 접속구조(400)는 단차 등이 없이 매끈한 표면을 가질 수 있다.
전술한 방법으로, 전력 케이블(100)을 접속하는 경우, 작업 시간 및 비용을 크게 단축할 수 있으며, 작업자의 기량차에 의한 접속부위의 접촉 품질의 편차를 최소화할 수 있는 효과를 얻을 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
200 : 슬리브 부재
310 : 통전용 볼트
330 : 고정용 볼트
400 : 전력 케이블 도체부 접속구조

Claims (18)

  1. 전력 케이블의 복수의 소선으로 구성된 도체부를 접속하기 위한 전력 케이블의 도체 접속구조에 있어서,
    한 쌍의 케이블의 도체부;
    상기 한 쌍의 도체부가 양단 개구부로 삽입되어 상기 한 쌍의 도체부의 단부가 이격되어 이격공간을 형성한 상태로 수용되며, 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재;
    상기 슬리브 부재에 삽입된, 상기 한 쌍의 도체부를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 슬리브 부재의 체결홀에 체결되는 적어도 하나의 통전용 볼트; 및,
    상기 슬리브 부재에 삽입된 도체부를 고정하기 위하여 상기 슬리브 부재의 체결홀에 체결되는 고정용 볼트;를 포함하는 전력 케이블의 도체 접속구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통전용 볼트 및 상기 고정용 볼트는 미리 결정된 크기 이상의 토크가 가해지면, 헤드부가 파단되어 분리되는 파단 볼트인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브 부재의 중심부에 복수 개의 통전용 볼트가 체결되는 복수 개의 통전용 체결홀이 상기 이격공간의 둘레를 따라 미리 결정된 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통전용 볼트가 상기 통전용 체결홀에 체결되는 경우, 상기 한 쌍의 도체부의 양단에 함께 접촉되도록 상기 이격공간의 폭은 상기 통전용 볼트의 나사산이 형성된 체결부의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 슬리브 부재의 중심부 이외의 영역에는 복수 개의 고정용 볼트가 체결되는 복수 개의 고정용 체결홀이 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브 부재는 주석도금 구리 또는 주석도금 구리합금 재질인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정용 볼트 및 상기 통전용 볼트는 황동 또는 황동 합금 재질인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속구조.
  8. 복수 개의 체결홀이 구비된 파이프 형태의 슬리브 부재의 양단 개구부로 한 쌍의 전력 케이블의 도체부를 양 단부 사이에 이격공간이 형성되도록 삽입하는 도체부 삽입단계;
    상기 슬리브 부재에 고정용 볼트를 체결하여 도체부를 고정하는 도체부 고정단계; 및,
    상기 슬리브 부재에 통전용 볼트를 체결하여 상기 한 쌍의 도체부의 단부를 전기적으로 연결하는 도체부 통전단계;를 포함하는 전력 케이블의 도체 접속방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도체부 삽입단계는 양 도체부를 상기 슬리브 부재의 양단을 통해 삽입하기 전에 적어도 하나의 통전용 볼트를 슬리브 부재에 임시 체결한 상태에서 양 도체부를 삽입하여 양 도체부의 삽입 깊이를 제한함과 동시에 양 도체부의 단부를 이격시켜 상기 이격공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 도체부 삽입단계는 양 도체부를 상기 슬리브 부재의 양단을 통해 삽입하기 전에 상기 슬리브 부재의 중심부 체결홀을 통해 삽입 지그를 삽입한 상태에서 양 도체부를 삽입하여 양 도체부의 삽입 깊이를 제한함과 동시에 양 도체부의 단부를 이격시켜 상기 이격공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도체부 삽입단계에서 상기 삽입 지그는 상기 슬리브 부재의 중심부를 경유하여 관통하도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 도체부 삽입단계에서 상기 한 쌍의 도체부의 삽입에 의하여 형성되는 이격공간의 폭은 상기 통전용 볼트의 나사산이 형성된 체결부의 폭보다 작도록 수행되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 도체부 통전단계에서 체결되는 통전용 볼트가 양 도체부의 단부에 함께 접촉되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 고정용 볼트 및 상기 통전용 볼트는 파단 볼트이며, 상기 도체부 고정단계 및 상기 도체부 통전단계는 상기 슬리브 부재 외주면으로 상기 고정용 볼트와 상기 통전용 볼트가 노출되지 않도록 고정용 볼트와 통전용 볼트의 헤드부를 파단시켜 체결하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속방법.
  15. 전력케이블의 복수의 소선으로 구성된 도체부 한 쌍을 서로 접속하기 위한 전력 케이블 도체 접속 장치에 있어서,
    양단이 개방된 파이프 형태이며, 원주방향을 따라 미리 결정된 간격으로 형성된 복수개의 고정용 체결홀과 상기 복수개의 고정용 체결홀 사이에서 원주방향을 따라 미리 결정된 간격으로 형성된 통전용 체결홀을 구비하는 슬리브 부재;
    상기 통전용 체결홀에 체결되어 상기 한 쌍의 도체부를 전기적으로 연결시키기 위한 적어도 하나의 통전용 볼트; 및,
    상기 고정용 체결홀에 체결되어 상기 슬리브 부재에 수용된 도체부를 고정하기 위한 적어도 하나의 고정용 볼트;를 포함하는 전력 케이블 도체 접속 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 통전용 볼트 및 상기 고정용 볼트는 미리 결정된 크기 이상의 토크가 가해지면 파단되어 분리되는 헤드부를 포함하는 파단 볼트인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 슬리브 부재는 주석도금 구리 또는 주석도금 구리합금 재질인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 고정용 볼트 및 상기 통전용 볼트는 황동 또는 황동 합금 재질인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 도체 접속 장치.
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KR20170034518A (ko) * 2015-09-21 2017-03-29 엘에스전선 주식회사 도체 슬리브 및 이를 포함하는 케이블 커넥터

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