KR20220095880A - 개선된 구조의 송전탑 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개선된 구조의 송전탑에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 압축부재와 인장부재를 분리하고 인장부재를 증가시켜 좌굴(buckling)에 대한 특성을 개선하면서 소요되는 부재도 최소화하여 조립성과 경제성도 개선할 수 있는 개선된 구조의 송전탑에 관한 것이다.
본 발명에서는, 지면에 세워지는 마스트부; 상기 마스트부의 길이 방향과 수직하게 구비되어 송전선을 거치하는 하나 이상의 암부재; 상기 마스트부의 길이 방향을 따라 하나 또는 둘 이상 구비되는 좌굴방지부재 거치부; 상기 마스트부의 하단에서 상기 좌굴방지부재 거치부를 거쳐 상기 마스트부의 상단으로 복수개 구비되어 상기 마스트부의 좌굴을 방지하는 좌굴방지부재; 및 상기 마스트부에서 소정의 기울기를 이루며 지면에 고정되도록 복수개 구비되어 상기 마스트부의 전도를 방지하는 사장부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송전탑을 개시한다.

Description

개선된 구조의 송전탑 {TRANSMISSION TOWER WITH OPTIMUM STRUCTURE}
본 발명은 개선된 구조의 송전탑에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 압축부재와 인장부재를 분리하고 인장부재를 증가시켜 좌굴(buckling)에 대한 특성을 개선하면서 소요되는 부재도 최소화하여 조립성과 경제성도 개선할 수 있는 개선된 구조의 송전탑에 관한 것이다.
통상적으로 발전소 등에서 생성된 전력을 이로부터 떨어진 곳에 위치하는 공장, 빌딩이나 일반 가정 등으로 전송하는 과정을 송전이라고 하며, 상기 송전을 위해 전력선 등 송전선로를 지지하기 위한 시설물로서 송전탑(transmission tower)이 폭넓게 사용되고 있다.
그런데, 종래의 송전탑은 통상적으로, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 송전선로를 태풍이나 지진과 같은 자연재해에도 안정적으로 지지하기 위해 네 개의 주기둥을 다수의 부재로 교차 연결하는 트러스 철골 구조로 구성된다.
그러나, 이와 같은 종래의 송전탑의 구조는 100년 가까이 사용되어온 구조로서, 인장력과 압축력을 모두 받는 형상으로 인해 구조 단면의 손실이 컸으며, 외력이 작용할 경우 고르게 분산되지 못하고 특정한 부재에 인장력 또는 압축력이 집중되면서 부재 손실이 발생할 수 있었다.
특히, 이러한 종래의 철골 구조는 압축 좌굴 및 우발 편심에 취약한 구조로 태풍이나 돌풍 등으로 인해 하나의 부재가 좌굴(buckling)되면 연속적으로 부재 손실이 발생할 수 있으며, 이에 따라 부재의 뒤틀림 등에 대한 정밀한 관리를 지속적으로 수행하여야 하는 어려움이 있었다.
한편, 위와 같은 문제점을 개선하기 위해 종래에는 통상적으로 단면이 큰 부재로 교체하거나 보강 부재를 추가 설치하는 방법도 사용하고 있으나, 이러한 경우에도 송전탑의 설치 및 유지 보수 작업 등에 부재, 비용 및 작업 시간이 과도하게 소요되는 문제점이 따랐다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0140838호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 종래의 송전탑이 인장력과 압축력을 모두 받는 형상으로 인해 구조 단면의 손실이 컸으며, 인가되는 외력이 분산되지 못하고 특정한 부재에 집중되면서 부재 손실을 초래할 수 있었고, 또한 하나의 부재가 좌굴되면 연속적으로 부재 손실이 발생할 수 있어, 송전탑의 설치 및 유지 보수 작업 등에 부재, 비용 및 작업 시간이 과도하게 소요되는 문제점을 효과적으로 개선할 수 있는 송전탑을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 송전탑은, 지면에 세워지는 마스트부; 상기 마스트부의 길이 방향과 수직하게 구비되어 송전선을 거치하는 하나 이상의 암부재; 상기 마스트부의 길이 방향을 따라 하나 또는 둘 이상 구비되는 좌굴방지부재 거치부; 및 상기 마스트부의 하단에서 상기 좌굴방지부재 거치부를 거쳐 상기 마스트부의 상단으로 복수개 구비되어 상기 마스트부의 좌굴을 방지하는 좌굴방지부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 송전탑은 상기 좌굴방지부재 거치부와 상기 암부재를 연결하는 암부재 연결부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 암부재 연결부는, 상기 암부재의 상부에 위치하는 좌굴방지부재 거치부와 상기 암부재를 연결하는 상부 암부재 연결부와, 상기 암부재의 하부에 위치하는 좌굴방지부재 거치부와 상기 암부재를 연결하는 하부 암부재 연결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 암부재 연결부는, 상기 암부재로부터 서로 소정의 기울기를 이루면서 대칭 형상을 이루어 상기 좌굴방지부재 거치부로 연결되는 복수의 선재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 좌굴방지부재는 서로 동일한 간격을 이루면서 상기 마스트부의 하단에서 상기 마스트부의 상단으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 좌굴방지부재는, 상기 좌굴방지부재 거치부에서 소정의 기울기를 이루어 상기 마스트부로 연결되는 제2 좌굴방지부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 좌굴방지부재 거치부는, 상기 암부재로부터 소정의 거리 이내로 인접하여 위치하며 원형 형상을 이루어 상기 마스트부에 고정되는 제1 좌굴방지부재 거치부와, 상기 암부재로부터 소정의 거리 이상 이격되어 위치하며 선형 형상을 이루어 상기 마스트부에 고정되는 제2 좌굴방지부재 거치부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 송전탑은 상기 마스트부에서 소정의 기울기를 이루며 지면에 고정되도록 복수개 구비되어 상기 마스트부의 전도를 방지하는 사장부재; 를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 복수개의 사장부재는 상기 마스트부로부터 서로 동일한 간격을 이루면서 상기 지면에 고정될 수 있다.
나아가, 상기 각 사장부재는 서로 소정의 각도를 이루는 복수의 선재로 구성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑은, 종래의 송전탑에서 인장력과 압축력을 모두 받는 형상으로 인해 구조 단면의 손실이 커질 수 있었고, 인가되는 외력이 분산되지 못하여 특정한 부재에 집중되면서 부재 손실을 초래할 수 있었으며, 또한 하나의 부재가 좌굴되면 연속적으로 부재 손실이 발생할 수 있어, 송전탑의 설치 및 유지 보수 작업 등에 부재, 비용 및 작업 시간이 과도하게 소요되는 문제점을 효과적으로 개선할 수 있다는 효과를 가진다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은는 종래 기술에 따른 송전탑의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑의 암부재를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑의 좌굴방지부재 및 좌굴방지부재거치부를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑의 사장부재를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑의 지면에서의 기초 구조물을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 송전탑을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑에서의 주요 부재의 구성 및 치수를 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑에서 암부재의 구체적인 연결 구조를 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑에서 사장부재의 구체적인 연결 구조를 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)의 예시적인 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)을 예시하고 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)은, 지면에 세워지는 마스트부(110), 상기 마스트부(110)의 길이 방향과 수직하게 구비되어 송전선을 거치하는 하나 이상의 암부재(120), 상기 마스트부(110)의 길이 방향을 따라 하나 또는 둘 이상 구비되는 좌굴방지부재 거치부(130) 및 상기 마스트부(110)의 하단에서 상기 좌굴방지부재 거치부(130)를 거쳐 상기 마스트부(110)의 상단으로 복수개 구비되어 상기 마스트부(110)의 좌굴을 방지하는 좌굴방지부재(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(110)은, 상기 좌굴방지부재 거치부(130)와 상기 암부재(120)를 연결하는 암부재 연결부(121)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 마스트부(110)에서 소정의 기울기를 이루며 지면에 고정되도록 복수개 구비되어 상기 마스트부(110)의 전도를 방지하는 사장부재(150)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)은, 종래의 송전탑의 경우 인장력과 압축력을 모두 받는 형상으로 인해 구조 단면의 손실이 커질 수 있었고, 인가되는 외력이 분산되지 못하여 특정한 부재에 집중되면서 부재 손실을 초래할 수 있었으며, 또한 하나의 부재가 좌굴되면 연속적으로 부재 손실이 발생할 수 있어, 송전탑의 설치 및 유지 보수 작업 등에 부재, 비용 및 작업 시간이 과도하게 소요되는 문제점을 효과적으로 개선할 수 있게 된다.
아래에서는 상기 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)을 각 구성 요소별로 나누어 자세하게 검토한다.
먼저, 상기 마스트(mast)부(110)는, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 지면에 세워져 송전탑(100)의 기본 구조물로서 기능하게 된다.
이때, 상기 마스트부(110)는 철재로 구성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에 다른 금속재나 합금재로 구성될 수도 있으며, 나아가 비금속 재질로 상기 마스트부(110)를 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 마스트부(110)의 단면은 원형 형상일 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에 타원형이나 다각형의 형상을 가질 수도 있으며, 나아가 파이프 형상이거나 복수의 철재 선재 다발로 상기 마스트부(110)를 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 마스트부(110)의 하부에는 마스트안착부(111)가 구비되어 상기 마스트부(110)가 상기 마스트부(110)가 상기 지면에 안정적으로 세워질 수 있는 구조를 제공한다.
이때, 상기 마스트안착부(111)는 사각 형상의 철재판으로 구성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형상을 이룰 수 있으며, 재질도 금속재나 합금재, 비금속 재질 등 다양한 재질로 구성 가능하다.
다음으로, 상기 암(arm)부재(120)는 상기 마스트부(110)의 길이 방향과 수직하게 구비되어 송전선을 거치하게 된다.
보다 구체적으로, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 암부재(120)는 복수개가 소정의 간격으로 상기 마스트부(110)의 길이 방향으로 구비될 수 있다.
이때, 상기 암부재(120)는 철재 등 금속 재질의 선재로 구성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 비금속 재질로 구성되거나 판재 등다양한 형상으로 구성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 암부재(120)에는 애자 등 하나 이상의 절연부재(124)가 구비되어 상기 암부재(120)를 송전선으로부터 절연시킬 수 있다.
또한, 상기 암부재(120)에는 암부재 연결부(121)가 구비되어 상기 암부재(120)와 상기 좌굴방지부재 거치부(130)를 연결할 수 있다.
이때, 상기 암부재 연결부(121)는 상기 암부재(120)의 상부에 위치하는 좌굴방지부재 거치부(130)와 상기 암부재(120)를 연결하는 상부 암부재 연결부(122)와, 상기 암부재(120)의 하부에 위치하는 좌굴방지부재 거치부(130)와 상기 암부재(120)를 연결하는 하부 암부재 연결부(123)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 암부재 연결부(121)는 상기 암부재(120)로부터 서로 소정의 기울기를 이루면서 대칭 형상을 이루어 상기 좌굴방지부재 거치부(130)로 연결되는 복수의 선재를 포함하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 상부 암부재 연결부(122)와 상기 하부 암부재 연결부(123)는 각각 서로 소정의 기울기를 이루면서 대칭 형상을 이루는 선재로 구성되어 상부와 하부에 위치하는 좌굴방지부재 거치부(130)로 연결될 수 있다.
다음으로, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 마스트부(110)에는 길이 방향을 따라 하나 또는 둘 이상의 좌굴방지부재 거치부(130)가 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 좌굴방지부재(140)는 상기 마스트부(110)의 하단에서 상기 좌굴방지부재 거치부(130)를 거쳐 상기 마스트부(110)의 상단으로 복수개 구비되어 상기 마스트부(110)의 좌굴(buckling)을 방지하게 된다.
이때, 상기 좌굴방지부재(140)는 철재 등 금속 선재로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 비금속 재질로 구성할 수도 있으며, 복수의 와이어를 꼬아서 구성하는 등 다양한 형태로 구현 가능하다.
또한, 상기 좌굴방지부재(140)는 복수개 구비되어 서로 동일한 간격을 이루면서 상기 마스트부(110)의 하단에서 상기 좌굴방지부재 거치부(130)를 거쳐 상기 마스트부(110)의 상단으로 연결될 수 있으며, 이에 따라 상기 마스트부(110)에 인가되는 인장력을 복수의 좌굴방지부재(140)로 균일하게 분산시켜 상기 마스트부(110)의 좌굴을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
보다 구체적인 예를 들어, 도 4에서는 상기 좌굴방지부재(140)가 4개 구비되는 경우를 예시하고 있으며, 이때 상기 4개의 좌굴방지부재(140)는 서로 90°의 간격을 이루도록 배치되는 경우를 예시하고 있다.
그러나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 3개의 좌굴방지부재(140)가 120° 간격으로 배치되거나, 5개의 좌굴방지부재(140)가 72° 간격으로 배치되는 등 다양한 방식으로 상기 좌굴방지부재(140)를 배치하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에서 상기 좌굴방지부재(140)는, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 좌굴방지부재 거치부(130)에서 소정의 기울기를 이루어 상기 마스트부(110)로 연결되는 제2 좌굴방지부재(141)를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 좌굴방지부재(140)는 보다 효과적으로 상기 마스트부(110)의 좌굴을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 좌굴방지부재 거치부(130)는, 상기 암부재(120)로부터 소정의 거리 이내로 인접하여 위치하며 원형 형상을 이루어 상기 마스트부(110)에 고정되는 제1 좌굴방지부재 거치부(131)와, 상기 암부재(120)로부터 소정의 거리 이상 이격되어 위치하며 선형 형상을 이루어 상기 마스트부(110)에 고정되는 제2 좌굴방지부재 거치부(132)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1 좌굴방지부재 거치부(131)는, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 철재 등 금속 재질로 이루어지며 상기 마스트부(110)를 중심으로 일정한 반경을 가지는 원형 구조물로 구성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 비금속 재질로 구성되거나 다각형 형상 등으로 구성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 제2 좌굴방지부재 거치부(132)는, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 철재 등 금속 재질로 이루어지며 동일한 간격을 이루어 상기 마스트부(110)에 고정되는 선재로 구성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 비금속 재질로 구성되거나 원형, 다각형 형상 등으로 구성되는 것도 가능하다.
따라서, 상기 좌굴방지부재(140)는 복수개가 서로 동일한 간격을 이루면서 상기 마스트부(110)의 하단에서 상기 제2 좌굴방지부재 거치부(132)와 상기 제1 좌굴방지부재 거치부(131)를 거쳐 상기 마스트부(110)의 상단으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)은 인장력과 압축력을 동시에 받는 종래의 철골 구조의 송전탑과 달리 인장부재와 압축부재를 분리하여 배치하고 인장부재를 증가시켜 부재의 손상에 따른 좌굴(buckling)에 대한 대항력을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 송전탑의 설치 및 유지 보수 작업 등에 소요되는 부재, 비용 및 작업 시간도 할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)에는, 상기 마스트부(110)에서 소정의 기울기를 이루며 지면에 고정되도록 복수개 구비되어 상기 마스트부(110)의 전도를 방지하는 사장부재(150)가 포함될 수 있다.
이때, 상기 사장부재(150)는 철재 등 금속 선재로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 비금속 재질로 구성할 수도 있으며, 복수의 와이어를 꼬아서 구성하는 등 다양한 형태로 구현 가능하다.
또한, 상기 사장부재(150)는 복수개 구비되어 상기 마스트부(110)로부터 서로 동일한 간격을 이루면서 상기 지면에 고정될 수 있으며, 이에 따라 상기 마스트부(110)의 전도를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
보다 구체적인 예를 들어, 도 5에서는 상기 사장부재(150)가 3개 구비되는 경우를 예시하고 있으며, 이때 상기 3개의 사장부재(150)는 서로 120°의 간격을 이루도록 배치되는 경우를 예시하고 있다.
그러나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 4개의 사장부재(150)가 90° 간격으로 배치되거나, 5개의 사장부재(150)가 72° 간격으로 배치되는 등 다양한 방식으로 상기 사장부재(150)를 배치하는 것도 가능하다.
또한, 상기 각 사장부재(150)는 서로 소정의 각도를 이루는 복수의 선재로 구성될 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 상기 각 사장부재(150)는 복수의 선재가 소정의 각도를 이루면서 상기 마스트부(110)에서 상기 지면으로 연결되어 상기 마스트부(110)의 전도를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)의 지면에서의 기초 구조물을 예시하고 있다.
보다 구체적으로, 종래 송전탑(100)에서의 기초 구조는 모두 압축력을 받게 되고 기초 형상이 사각점을 이루어야 하는 한계가 있었으나, 본 발명에서는 중앙에 위치하는 상기 마스트부(110)가 압축 기초에 žb히고 3개 또는 복수의 사장부재(150)를 어스 앵커(earth anchor)로 연결하거나, 상기 어스 앵커의 형성이 어려울 경우 상기 3개 또는 복수의 사장부재(150)를 모두 연결하여 단일 기초 구조로 엮는 방식으로 구현이 가능하다.
나아가, 어스 앵커 방식은 기초 구조의 위치 제약이 적으며 심지어 경사면에도 설치가 가능하다는 장점을 가질 수 있다.
또한, 위에서는 도 2 내지 도 6의 구조를 들어 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)의 일부 구성이 변형되거나 적용되는 환경에 따라서는 일부 구성이 생략될 수도 있다.
보다 구체적인 예를 들어, 도 2 및 도 3에서는 하부 암부재 연결부(123)이 암부재(120)의 종단 부근에 연결되는 구조로 도시하고 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 적용되는 환경에 따라서는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 하부 암부재 연결부(123)가 상기 암부재(120)의 중간단 부근에 연결되는 것도 가능하다.
또한, 도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)에서의 구조, 주요 부재들의 구성 및 치수를 예시하고 있다.
그러나, 도 8에 도시된 송전탑(100)의 구조, 주요 주재들의 구성 및 치수는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
나아가, 본 발명의 발명자는 도 8에 도시된 송전탑(100)의 구조, 주요 부재들의 구성 및 치수를 이용해 구조 해석을 실시하여 송전탑(100)의 상정하중과 부재 응력 등을 검증하였으며, 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)이 개선하면서 소요되는 부재도 최소화하면서 압축부재와 인장부재를 분리하고 인장부재를 증가시켜 좌굴(buckling)에 대한 특성을 효과적으로 개선할 수 있음을 확인할 수 있었다.
보다 구체적으로, 도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)에서 암부재(120)의 구체적인 연결 구조를 예시하고 있다.
도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)에서 암부재(120)는 단일 원형 강관으로 구성되어 마스트부(110)에 고정되고, 상부 암부재 연결부(122)와 하부 암부재 연결부(123)로 보강될 수 있다.
이때, 가섭선 불평형 장력과 염력(torsion)은 상기 암부재(120)의 약축 강성과 상기 상부 암부재 연결부(122) 및 하부 암부재 연결부(123)를 통한 제1 좌굴방지부재 거치부(131)에서 저항할 수 있으며, 또한 상기 제1 좌굴방지부재 거치부(131)의 비틀림은 상기 마스트부(110)를 통하여 주각에서 저항할 수 있다.
나아가, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제1 좌굴방지부재 거치부(131)는 수평보조재(131a)에 의하여 보강될 수 있다.
또한, 도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)에서 사장부재(150)의 구체적인 연결 구조를 예시하고 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)은 중앙에 위치하는 마스트부(110)에서 전체 수직하중과 비틀림에 저항하고, 수평하중에 대해서는 상기 마스트부(110)에서 3방향으로 배치되는 사장부재(150)가 저항하게 된다.
여기서, 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 사장부재(150)는 상기 마스트부(110)와 연결되는 제1 좌굴방지부재 거치부(131)로 연결 구조를 형성할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)에서, 상기 사장부재(150)의 인장력은 상기 사장부재(150)가 연결되는 제1 좌굴방지부재 거치부(131)를 중간 지점으로 하여 제2 좌굴방지부재(141)와 좌굴방지부재(140)를 통하여 상기 마스트부(110)로 하중이 전달될 수 있다.
또한, 도 10의 ①과 같이 사장부재(150)와 연결되는 제2 좌굴방지부재(141)와 좌굴방지부재(140)의 작업 포인트(working point)가 일치하는 경우가 하중의 흐름에 좋지만, 3방향 사장부재(150)와 4방향 제2 좌굴방지부재(141)의 작업 포인트(working point)가 일치하지 않는 경우 관련된 부재의 크기가 커질 수 있다.
이러한 경우, 송전탑(100)의 규모가 커진다면 더욱 문제가 커질 수 있으므로, 사장부재(150) 하중이 직접 마스트부(110)로 전달되도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 10에서는 상기 사장부재(150)가 제1 좌굴방지부재 거치부(131)에 연결되는 구조를 예시하고 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 사장부재(150)를 상기 마스트부(110) 등에 직접 연결하는 것도 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 송전탑(100)에서는, 상기 사장부재(150)를 직접 상기 마스트부(110)에 연결하거나, 상기 제2 좌굴방지부재(141)를 사장부재(150)의 작업 포인트(working point)로 일치시키는 것이 바람직하며, 이러한 경우 상기 좌굴방지부재(140)는 사장부재(150)의 하중을 전달하는 기능 보다는 상기 암부재(120)와 상기 제1 좌굴방지부재 거치부(131)의 수직 안정성을 보조하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 사장부재(150)의 설치 각도는 상기 사장부재(150)의 내력 특성에 미치는 영향이 상당하므로 상기 사장부재(150)의 설치 각도 및 위치의 최적점을 산출하여 설치하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 종래 송전탑(100)에서는 각 구조체가 압축력과 인장력을 모두 받는 형상으로 인해 구조단면의 손실이 컸으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)에서는 압축부재와 인장부재를 분리하고 인장부재를 증가시켜 좌굴에 대한 고려가 적어지면서 소요되는 부재의 크기와 물량을 최소화할 수 있어 제작비, 운반비, 공사비 등을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
또한, 종래 송전탑(100)의 경우는 이상 유무를 현장에서 근접 관찰해야 파악할 수 있었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)에서는 주요 인장부재를 모두 복수 배치하여 하나의 부재가 파손되더라도 전체 안정성이 유지되는 상태에서 손상을 쉽게 파악할 수 있어 유지 보수 및 관리를 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
나아가, 종래 송전탑(100)에서는 부재를 하나씩 쌓아서 조립하여야 하므로 공사 기간이 길어지고 공사 지점이 높아질수록 양중 길이가 길어지게 되어 공사 난이도가 높아질 수 있었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 송전탑(100)에서는 지상면 조립 작업량을 크게 늘릴 수 있어 공사 난이도를 낮추고 공사 기간도 효과적으로 단축시킬 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 송전탑
110 : 마스트부
111 : 마스트안착부
120 : 암부재
121 : 암부재 연결부
122 : 상부 암부재 연결부
123 : 하부 암부재 연결부
124 : 절연부재
130 : 좌굴방지부재 거치부
131 : 제1 좌굴방지부재 거치부
131a : 수평보조재
132 : 제2 좌굴방지부재 거치부
140 : 좌굴방지부재
141 : 제2 좌굴방지부재
150 : 사장부재

Claims (10)

  1. 지면에 세워지는 마스트부;
    상기 마스트부의 길이 방향과 수직하게 구비되어 송전선을 거치하는 하나 이상의 암부재;
    상기 마스트부의 길이 방향을 따라 하나 또는 둘 이상 구비되는 좌굴방지부재 거치부; 및
    상기 마스트부의 하단에서 상기 좌굴방지부재 거치부를 거쳐 상기 마스트부의 상단으로 복수개 구비되어 상기 마스트부의 좌굴을 방지하는 좌굴방지부재;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌굴방지부재 거치부와 상기 암부재를 연결하는 암부재 연결부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 암부재 연결부는,
    상기 암부재의 상부에 위치하는 좌굴방지부재 거치부와 상기 암부재를 연결하는 상부 암부재 연결부와,
    상기 암부재의 하부에 위치하는 좌굴방지부재 거치부와 상기 암부재를 연결하는 하부 암부재 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 암부재 연결부는,
    상기 암부재로부터 서로 소정의 기울기를 이루면서 대칭 형상을 이루어 상기 좌굴방지부재 거치부로 연결되는 복수의 선재를 포함하는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 좌굴방지부재는 서로 동일한 간격을 이루면서 상기 마스트부의 하단에서 상기 마스트부의 상단으로 연결되는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 좌굴방지부재는,
    상기 좌굴방지부재 거치부에서 소정의 기울기를 이루어 상기 마스트부로 연결되는 제2 좌굴방지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 좌굴방지부재 거치부는,
    상기 암부재로부터 소정의 거리 이내로 인접하여 위치하며 원형 형상을 이루어 상기 마스트부에 고정되는 제1 좌굴방지부재 거치부와,
    상기 암부재로부터 소정의 거리 이상 이격되어 위치하며 선형 형상을 이루어 상기 마스트부에 고정되는 제2 좌굴방지부재 거치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마스트부에서 소정의 기울기를 이루며 지면에 고정되도록 복수개 구비되어 상기 마스트부의 전도를 방지하는 사장부재;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수개의 사장부재는 상기 마스트부로부터 서로 동일한 간격을 이루면서 상기 지면에 고정되는 것을 특징으로 하는 송전탑.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각 사장부재는 서로 소정의 각도를 이루는 복수의 선재로 구성되는 것을 특징으로 하는 송전탑.
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