KR20230056494A - 종단접속재, 이의 설치장치 및 설치방법 - Google Patents

종단접속재, 이의 설치장치 및 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종단접속재, 이의 설치장치 및 설치방법에 관한 것으로, 종단접속재는 도체, 절연층, 및 외부반도전층을 구비하는 지중케이블의 종단부에 장착되는 종단접속재에 관한 것으로, 지중케이블의 외부반도전층과 절연층을 감싸도록 중공의 원통 형상으로 형성되며, 신축이 가능한 재질로 마련되어 외부반도전층과 절연층에 밀착되는 몸체, 지중케이블과 몸체 사이에 구비되고 외부반도전층의 절연층과 단차지며 형성되는 단부와 절연층의 외측면에 밀착되는 링 형상의 공극제거부재를 포함하여 지중케이블과의 공극에서 부분방전이 발생되는 것을 방지한다.

Description

종단접속재, 이의 설치장치 및 설치방법 {CABLE TERMINAL CONNECTION DEVICE, APPARATUS AND METHOD FOR INSTALLING THE SAME}
본 발명은 종단접속재, 이의 설치장치 및 설치방법에 관한 것으로, 지중케이블에 설치되어 공극을 없애며 부분방전 발생을 방지하는 종단접속재, 이의 설치장치 및 설치방법에 관한 것이다.
최근 우리나라는 지중설비, 예컨대 지중케이블의 노후화로 지중케이블의 열화 고장이 계속적으로 증가하고 있는 추세이다.
케이블의 고장으로 인한 사회적 손실은 눈덩이처럼 커지고 있어서, 지중케이블 고장 발생 개소를 사전에 발견하여 사고방지를 위한 대책이 다각도로 필요한 실정이다.
한편, 지중 케이블 고장예방 진단을 위해 통상적으로 VLF TD/PD 진단기법과 VLF 내전압시험을 통해 고장임박 케이블 및 접속 개소를 찾아내어 교체 또는 설비보강이 이루어진다. VLF(Very Low Frequency) 내전압시험에는 0.1Hz의 저주파 교류 전압 및 전류를 인가하는 전원장치인 VLF 전원공급장치가 이용된다.
TD(Tan δ의 약자)는 전압과 전류의 위상차를 측정하여 케이블의 열화상태를 진단하는 것이다. VLF TD 진단 원리는 다음과 같다. 케이블은 커패시터로서 교류전원을 인가했을 때 전압-전류 간 위상 차가 발생하며, 이상적인 경우 커패시터의 영향으로 90°의 위상각을 나타낸다.
열화 상태에 따라 케이블의 저항성분과 정전용량성분의 변화가 발생하고 이에 따라 전압-전류 간 위상의 변화(Tan δ)가 발생하는데, VLF TD 진단에서는 이러한 전압-전류간 위상의 변화를 측정하는 것이다.
PD(Partial Discharge, 부분방전)는 케이블 내 미세공간에서 발생하는 방전전압을 측정하여 불순물, 시공불량에 의한 케이블 열화 상태를 진단하는 것이다. VLF PD 진단은 케이블의 국부적인 결함(예컨대, 절연체 내부/계면의 Void, 절연체 내부 이물질. 절연체 표면 상처 등)에서 발생하는 부분방전 전압을 측정하여 케이블의 열화정도를 판단하는 것이다.
VLF 내전압시험은 0.1Hz의 저주파의 상전압의 3배(39.6kV) 전압을 1시간 인가하여 케이블 및 접속재의 절연내력을 확인하는 시험으로서 최초 케이블 포설시 시공상태 및 케이블 납품상태 진단을 위해 준공시험으로 활용된다.
아래에서는 이러한 VLF 진단기법을 이용한 지중케이블 진단방법에 따른 문제점 대해 간략하게 설명한다. 일예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 작업자는 지중케이블(10)에 종단접속재(20)와 직선접속재(30)가 모두 시공된 상태에서 접속구간을 한번에 진단하는 경우에는, 부분방전 신호가 발생되어도 어느 구간에서 발생된 부분방전 신호인지 확인이 불가하며, 종단접속재(20)와 직선접속재(30)에서 발생되는 부분방전과 지중케이블(10) 내에서 발생되는 부분방전을 분별해내기 어려워 불량으로 판정되는 문제점이 있었다.
이에 따라 정확한 진단을 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이, 지중케이블(10)의 접속구간을 분리한 후 각각의 구간을 개별적으로 진단하는 것이 바람직하며, 이 경우에는 직선접속재(30)로 연결되던 지중케이블(10)에서 직선접속재(30)를 제거하여 맨홀(40)을 통해 외부로 노출시키며 맨홀(40)을 통해 노출된 지중케이블(10)의 종단에 각각 종단접속재(20)를 시공한 후 VLF 진단을 진행한다. 도 3은 노출된 지중케이블(10)의 종단에 각각 종단접속재(20)를 시공한 상태의 단면도가 도시되어 있으며, 맨홀(40)을 통해 노출된 지중케이블(10)은 각각 외피(15), 외부반도전층(13), 절연층(12) 등을 제거하여 도체(11)를 노출한 상태에서 종단접속재(20)가 설치된다. 여기서, 도면부호 14는 금속시스층이다.
단, 외부반도전층(13)의 절단부분과 절연층(12) 사이에 형성되는 삼각형 단면의 공극(17)을 최소화하기 위해 젤 상태의 절연성 실리콘 그리스를 도포한 후 종단접속재(20)를 설치한다.
그러나, 설치 과정에서 지중케이블(10)에 도포된 실리콘 그리스가 흘러내리거나 절연층에 서서히 흡수되면서 종단접속재(20)와의 사이에 형성되는 공극(17)을 완전히 제거할 수 없으며, 이 공극(17)에서 부분방전이 발생하여 VLF 진단이 정확하게 이루어질 수 없는 문제점이 있었다.
참고로, 도 4에 도시된 바와 같이, 지중케이블(10)의 종단에 종단접속재(20)를 설치하지 않고 VLF 진단을 진행할 경우에는 외부반도전층(13)의 절단부분, 절연층(12), 및 공기층으로 형성되는 삼중점(16)에서 부분방전이 발생하게 되고, 이로 인해 지중케이블(10)의 결함 진단이 불가능하다.
따라서, 지중케이블의 접속구간을 분리하여 VLF 진단하는 경우에, 지중케이블과의 사이에 공극이 형성되지 않는 종단접속재 및 설치방법이 필요한 실정이며, 이러한 종단접속재의 재사용이 가능하며 종단접속재의 설치와 철거를 용이하게 하는 설치장치가 필요하다.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 지중케이블과의 사이에 공극을 없애고 지중케이블과 밀착되게 설치되어 지중케이블의 부분방전을 보다 정확하게 진단할 수 있도록 하는 종단접속재, 이의 설치장치 및 설치방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 지중케이블에 설치 및 철거가 용이하며, 설치 및 철거시 손상되는 것을 방지하여 재사용이 가능한 종단접속재, 이의 설치장치 및 설치방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 도체, 절연층, 및 외부반도전층을 구비하는 지중케이블의 종단부에 장착되는 종단접속재에 관한 것으로, 지중케이블의 외부반도전층과 절연층을 감싸도록 중공의 원통 형상으로 형성되며, 신축이 가능한 재질로 마련되어 외부반도전층과 절연층에 밀착되는 몸체, 지중케이블과 몸체 사이에 구비되고, 외부반도전층의 절연층과 단차지며 형성되는 단부와 절연층의 외측면에 밀착되는 링 형상의 공극제거부재를 포함하는 종단접속재를 제공할 수 있다.
이러한 몸체는 지중케이블의 외측 둘레를 감싸는 전계완화부와 전계완화부의 외측 둘레에 일체로 형성되는 절연부로 구성될 수 있다.
또한, 몸체는 외측 둘레면에 구비되는 복수 개의 스커트부를 구비할 수 있다.
그리고, 몸체는 내경이 절연층의 외경과 대응되게 형성되며, 지중케이블에 설치시 일측 단부가 확장되며 외부반도전층의 외측에 설치될 수 있다.
공극제거부재는 단면이 삼각 형상으로 형성되어 절연층의 외주면, 외부반도전층의 단차면, 및 몸체의 내주면에 밀착될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 중공의 원통 형상으로 형성되며 신축이 가능한 재질로 마련되는 종단접속재를 지중케이블에 설치하기 위해 종단접속재의 일측단을 확장하도록 마련되는 종단접속재 설치장치에 관한 것으로, 지중케이블의 외부반도전층을 감싸는 중공의 원통 형상으로 형성된 머리부, 지중케이블의 길이방향으로 길게 형성되어 일측단이 머리부의 단부에 연결되며 가요성 소재로 이루어지는 복수의 지지부를 포함하는 종단접속재의 설치장치를 제공할 수 있다.
이러한 지지부는 머리부의 단부에 복수 개로 구비되되 둘레방향으로 등간격 이격되어 구비될 수 있다.
그리고, 복수의 지지부는 머리부와의 사이에 각각 구비되어 탄성적으로 폴딩되는 복수의 연결부를 구비할 수 있다.
또한, 지지부는 종단접속재 설치시 지중케이블과 마주보는 제1 면과 종단접속재와 마주보는 제2 면이 곡면으로 형성될 수 있다.
이때, 지지부는 타측단에 타측으로 갈수록 제1 면과 제2 면 사이의 두께가 좁아지게 형성되는 삽입단부를 구비할 수 있다.
머리부는 양측 단부에 제1 잠금부가 형성된 제1 반원형 머리부와, 제1 반원형 머리부와 대응되어 한쌍을 이루면서 양측 단부에 제1 잠금부와 잠금되거나 잠금 해제되는 제2 잠금부가 형성된 제2 반원형 머리부를 포함할 수 있다.
그리고, 제1 잠금부는 일단이 외측면에 일체로 형성되며 타단이 제2 잠금부에 형성된 잠금홈에 삽입되어 제2 잠금부와 잠금되는 가요성의 잠금핀을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 중공의 원통 형상으로 형성된 머리부와 머리부에 복수 개로 구비된 가요성의 지지부를 포함하는 설치장치를 이용하여, 지중케이블의 종단부에 중공의 원통 형상으로 형성된 신축 가능한 종단접속재를 설치하는 종단접속재의 설치방법에 관한 것으로, 지중케이블의 외피를 제거하고, 외부반도전층을 절단하여 제거하며, 절연층을 제거하여 도체를 노출시키는 지중케이블 준비단계, 외부반도전층의 절연층과 단차지게 형성된 절단된 단부에 단면이 삼각 형상으로 형성되는 공극제거부재를 밀착하여 설치하는 공극제거부재 설치단계, 지지부를 종단접속재의 내측으로 삽입한 상태에서 지중케이블을 머리부의 내측으로 삽입하는 설치장치 설치단계, 설치장치를 종단접속재의 길이방향을 따라 이동시키며 종단접속재의 내측으로 지지부, 외부반도전층, 및 절연층을 위치시키는 종단접속재 설치단계, 설치장치를 지중케이블에서 철거하는 설치장치 분리단계를 포함하는 종단접속재의 설치방법을 제공할 수 있다.
여기서, 공극제거부재 설치단계에서, 공극제거부재와 접하는 외부반도전층의 절단된 단부에 밀착되는 면의 두께가 외부반도전층의 두께 보다 작게 마련된 경우, 외부반도전층의 절단된 단부의 모서리를 모따기하여 공극제거부재의 빗면과 나란한 경사면을 성형할 수 있다.
그리고, 설치장치 분리단계에서 머리부는 제1 반원형 머리부와 제2 반원형 머리부로 구성되며, 제1 반원형 머리부와 제2 반원형 머리부의 결합상태를 유지하는 잠금장치를 잠금 해제하여 각각 지중케이블에서 분리할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 종래의 종단접속재와 지중케이블 사이에 구비되던 공극을 없애며, 종단접속재가 지중케이블과 밀착되게 설치되어 지중케이블의 부분방전을 보다 정확하게 진단할 수 있도록 하며, 이에 따라 진단시 작업자가 지중케이블의 부분방전을 보다 명확하게 인지하며 불량 진단을 방지하는 효과가 있다.
또한, 종단접속재의 설치 및 철거 과정이 간단하여, 종단접속재를 지중케이블에 용이하게 설치하거나 철거할 수 있으며, 설치 및 철거시 손상되는 것을 방지하여 재사용이 가능한 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 지중케이블의 부분방전 진단상태를 보여주는 구성도이다.
도 3 및 도 4는 종래의 지중케이블의 종단부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재가 지중케이블에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재의 설치장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재의 설치장치의 지지부의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 종단접속재의 설치장치의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 종단접속재의 설치장치의 측면도이다.
도 11은 도 10의 A부분을 확대한 도면이다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재의 설치과정을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재의 설치방법에서 외부반도전층의 공극제거부재 설치단계를 구체적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재가 지중케이블에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 종단접속재(100)는 도체(11), 절연층(12), 및 외부반도전층(13)을 구비하는 지중케이블의 종단부에 장착되는 종단접속재(100)에 관한 것으로, 지중케이블(10)의 외부반도전층(13)과 절연층(12)을 감싸도록 중공의 원통 형상으로 형성되며, 신축이 가능한 재질로 마련되어 외부반도전층(13)과 절연층(12)에 밀착되는 몸체(110), 지중케이블(10)과 몸체(110) 사이에 구비되고 외부반도전층(13)의 절연층(12)과 단차지며 형성되는 단부와 절연층(12)의 외측면에 밀착되는 링 형상의 공극제거부재(120)를 포함한다.
먼저, 지중케이블(10)은 종단접속재(100) 설치를 위해 절연층(12), 외부반도전층(13), 금속시스층(14), 외피(15)를 절단하여 도체(11)가 노출되게 마련된다.
그리고, 절연층(12)은 도체(11)를 감싸도록 마련되며, 파괴전압이 높고 절연성능이 장기간 안정적으로 유지될 수 있어야 할 뿐만 아니라, 유전손실이 적으며 내열성이 우수해야한다. 일예로, 절연층(12)은 XLPE(Cross-linked Polyethylene; 가교 폴리에틸렌) 등을 원료로 하여 제작될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
그리고, 절연층(12)은 내부 뿐만 아니라 외부를 차폐하지 않으면 전계의 일부가 절연층(12)으로 흡수되지만 대부분의 전계는 외부로 방전될 수 있는데, 전계가 소정치 이상으로 커지게 되면 전계에 의해 절연층(12)과 외피(15)가 파손될 수 있다. 이에 따라 절연층(12)의 외측에는 외부반도전층(13)이 구비된다.
외부반도전층(13)은 전기력선의 분포를 등전위로 만들어 절연층(12)의 절연내력을 향상시키는 역할을 하며, 외부반도전층(13)의 외측에는 지중케이블(10)의 종류에 따라 금속시스층(14)이 구비된다.
이러한 금속시스층(14)은 중성선으로 전기적 차폐 및 단락전류의 귀로를 위하여 구비된다.
또한, 지중케이블(10)의 가장 외측에는 외피(15)가 구비되며, 외피(15)는 지중케이블(10)의 내부 구성을 보호하는 역할을 하게 된다. 이에 따라, 외피(15)는 빛이나 풍우, 습기, 공기 중의 기체 등 각종 기후를 비롯한 자연환경에 견딜 수 있는 내후성, 화학물질 등과 같은 약품 등에 견디는 내약품성 및 기계적 강도가 우수한 성질을 갖는 것이 바람직하다. 일예로, 외피(15)는 PVC(Polyvinyl chloride; 폴리염화비닐) 또는 PE(Polyethylene: 폴리에틸렌)를 재질로 형성될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
특히, 지중케이블(10)은 외부반도전층(13)의 절단된 단부와 절연층(12)의 외주면 사이에 부분방전을 발생시키는 삼중점(16)이 마련된다.
삼중점(16)은 보다 정확하게는 외부반도전층(13)의 절단된 단부면, 절연층(12)의 외주면 둘레, 공기층이 만나 단면이 삼각 형상으로 형성되는 공극이며, 규격에 따라 외부반도전층(13)의 두께가 두꺼워지면 공극이 커지면서 부분방전이 발생하기 쉬워지게 된다.
본 발명에 따른 종단접속재(100)는 지중케이블(10)의 부분방전 진단시 지중케이블(10)의 종단부에 설치되며 부분방전 진단이 완료되면 지중케이블(10)의 종단부에서 철거되고, 특히 지중케이블(10)의 종단부에 형성되는 공극을 제거하며 설치되어 공극에서 부분방전이 발생하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이러한 종단접속재(100)는 공극에 설치되는 공극제거부재(120)와, 지중케이블(10)과 공극제거부재(120)를 감싸도록 설치되며 지중케이블(10)에 밀착되는 몸체(110)로 구성된다.
몸체(110)는 지중케이블(10)의 외부반도전층(13)의 선단(도면상 우측) 일부분과 절연층(12)을 감싸도록 중공의 원통 형상으로 형성되며, 신축이 가능한 재질로 마련되어 외부반도전층(13)과 절연층(12)에 밀착된다.
이러한 몸체(110)는 지중케이블(10)의 외측 둘레를 감싸는 전계완화부(111)와 전계완화부(111)의 외측 둘레에 일체로 형성되는 절연부(112)로 구성되며, 지중케이블(10)의 종류와 규격에 따라 소형과 대형의 두종류로 마련될 수 있다.
전계완화부(111)와 절연부(112)는 각각 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 절연부(112)가 전계완화부(111)의 외측에 일체로 형성된다.
전계완화부(111)는 전계강도를 완화하기 위해 마련되며 비유전율의 크기가 15 내지 20의 높은 유전율의 실리콘 재질로 형성될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
절연부(112)는 전계완화부(111)의 두께보다 두꺼운 두께로 형성되며, 일예로, 전계완화부(111)는 몸체(110)의 변형시 최소 2mm 이상의 두께를 유지하도록 형성되며 절연부(112)는 몸체(110)의 변형시 최소 8mm 이상의 두께를 유지하도록 형성된다.
그리고, 몸체(110)는 외측 둘레면에 구비되는 복수 개의 스커트부(113)를 구비한다.
스커트부(113)는 종단접속재(100)가 건조한 상태에서 상용주파 내전압 60kV에 적어도 5분간 견디는 특성이 있도록 연면 누설거리 증대와 내전압 특성을 유지하기 위해 둘 이상으로 마련되는 것이 바람직하며, 이에 한정하는 것은 아니다.
이러한 스커트부(113)는 일예로 실리콘 재질로 마련될 수 있으며, 몸체(110)와 일체로 형성될 수 있다.
이처럼 전계완화부(111)와 절연부(112)로 이루어지는 몸체(110)는 내경이 절연층(12)의 외경과 대응되게 형성되며, 지중케이블(10)에 설치시 일측 단부가 확장되며, 즉, 일측 단부의 내경이 확경되며 외부반도전층(13)의 외측에 설치된다.
그리고, 몸체(110)가 지중케이블(10)에 설치된 후에는 수축하려는 탄성복원력에 의해 지중케이블(10)의 외부반도전층(13)과 절연층(12)에 밀착된다.
공극제거부재(120)는 링 형상으로 형성되어 지중케이블(10)과 몸체(110) 사이에 구비되되 지중케이블(10)의 삼중점(16)에 구비되어 지중케이블(10)과 종단접속재(100)의 몸체(110) 사이의 공극을 제거한다.
이러한 공극제거부재(120)는 외부반도전층(13)의 절연층(12)과 단차지며 형성되는 단부와 절연층(12)의 외측면에 밀착되며, 일예로, 실리콘 또는 고무 재질로 형성될 수 있다.
즉, 공극제거부재(120)는 단면이 삼각 형상으로 형성되어 절연층(12)의 외주면, 외부반도전층(13)의 단차면, 및 몸체(110)의 내주면에 밀착된다.
만약, 이러한 공극제거부재(120)가 설치되지 않은 상태에서 몸체(110)가 지중케이블(10)에 설치된 경우, 몸체(110)의 수축하려는 탄성복원력이 가해져도 몸체(110)가 외부반도전층(13)의 단차면 전체에 밀착될 수는 없으며, 지중케이블(10)과 몸체(110) 사이에 공극이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명과 같이 공극제거부재(120)가 구비됨에 따라 지중케이블(10)과 몸체(110) 사이의 공극을 제거할 수 있고, 종래의 공극에서 부분방전이 발생되던 것을 방지할 수 있으며 부분방전의 정확한 진단이 가능하다.
또한, 지중케이블(10)과 공극제거부재(120) 사이, 공극제거부재(120)와 몸체(110) 사이에는 절연성 실리콘 그리스가 도포될 수 있다.
이러한 공극제거부재(120)는 지중케이블(10)의 크기 또는 규격에 따라 설치될 수 있도록 두종류 이상으로 마련된다. 그리고, 외부반도전층(13)의 두께가 공극제거부재(120)의 외부반도전층(13)의 절단된 단부에 밀착되는 면의 두께보다 두껍게 형성된 경우에는 외부반도전층(13)의 차이가 나는 두께만큼 모따기하여 외부반도전층(13)의 모서리를 제거한다.
이때, 외부반도전층(13)의 모서리를 모따기하여 외부반도전층(13)에 경사면(13a)이 형성되고, 경사면(13a)은 공극제거부재(120)의 빗면과 나란하게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재의 설치장치의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재의 설치장치의 지지부의 단면을 보여주는 단면도이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 종단접속재의 설치장치의 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 종단접속재의 설치장치의 측면도이며, 도 11은 도 10의 A부분을 확대한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 종단접속재(100)의 설치장치(200)는 중공의 원통 형상으로 형성되며 신축이 가능한 재질로 마련되는 종단접속재(100)를 지중케이블(10)에 설치하기 위해 종단접속재(100)의 일측 단부를 확장하도록 마련되는 종단접속재(100) 설치장치(200)에 관한 것으로, 지중케이블(10)의 외부반도전층(13)을 감싸는 중공의 원통 형상으로 형성된 머리부(210), 지중케이블(10)의 길이방향으로 길게 형성되어 일측단이 머리부(210)의 단부에 연결되며 가요성 소재로 이루어지는 복수의 지지부(220)를 포함한다.
본 발명의 종단접속재(100)는 내경이 절연층(12)의 외경과 대응되게 형성되어 절연층(12)에 밀착됨에 따라 외부반도전층(13)의 선단 일부분을 덮도록 설치하기 위해서는 몸체(110)의 일측단을 강제로 벌린 상태로 지중케이블(10)에 설치해야 한다.
그러나, 종단접속재(100)의 몸체(110)는 일정 두께를 갖는 전계완화부(111)와 절연부(112)로 이루어지고 별도의 손잡이가 없기 때문에 일측단을 강제로 벌리기가 어렵고, 강제로 벌리다가 종단접속재(100)의 몸체(110)가 파손되거나 손상될 수 있으며, 외부반도전층(13)의 두께가 두꺼운 경우에는 설치가 불가능하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 종단접속재(100)를 지중케이블(10)에 용이하게 설치할 수 있도록 설치장치(200)가 마련된다.
이러한 설치장치(200)는 종단접속재(100)의 일측단을 용이하게 확장하여 지중케이블(10)에 설치하기 위해 마련되며, 머리부(210)와 복수의 지지부(220)로 구성된다.
머리부(210)는 지중케이블(10)의 외부반도전층(13)을 감싸는 중공의 원통 형상으로 형성되며, 내경이 외부반도전층(13)의 외경과 대응되게 형성되거나 외부반도전층(13)의 외경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라 머리부(210)는 지중케이블(10)의 절연층(12)과 외부반도전층(13)을 통과할 때 변형되지 않고 통과할 수 있도록 마련된다.
지지부(220)는 가요성 소재로 이루어지며 복수 개로 마련되고, 지중케이블(10)의 길이방향으로 길게 형성되어 일측단이 머리부(210)의 단부에 연결되며 타측단이 종단접속재(100)의 내측으로 삽입된다. 즉, 지지부(220)는 머리부(210)의 단부면의 여러 곳에서 길이방향으로 돌출되어 복수 개로 마련될 수 있으며, 돌출된 단부가 몸체(110)의 내측으로 삽입된다.
설치장치(200)는 지지부(220)가 종단접속재(100)의 내측으로 삽입된 상태에서 지중케이블(10)에 설치되며 종단접속재(100)가 지지부(220)를 따라 점차 확대되며 지중케이블(10)의 외측에 용이하게 설치되는 것이다.
이러한 지지부(220)는 머리부(210)의 단부에 복수 개로 구비되되 둘레방향으로 등간격 이격되어 구비되고, 일예로, 도면에 도시된 바와 같이 6개로 마련될 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 복수의 지지부(220)는 머리부(210)와의 사이에 각각 구비되어 탄성적으로 폴딩되는 복수의 연결부(221)를 구비한다.
연결부(221)는 머리부(210)의 중심축을 기준으로 복수의 지지부(220)가 평행하거나 경사지게 배치되도록 조절한다.
다시 말해서, 연결부(221)가 변형되기 전에는 도 6에 도시된 바와 같이 지지부(220)가 머리부(210)의 중심축과 평행하게 배치되고, 연결부(221)가 굽힘 변형되어 도 7에 도시된 바와 같이 지지부(220)가 머리부(210)의 중심축에 대해 경사지게 배치되며 지지부(220)의 타측 단부가 오므려지면서 종단접속재(100)의 내측으로 용이하게 삽입된다.
그리고, 지지부(220)는 종단접속재(100) 설치시 지중케이블(10)과 마주보는 내측면인 제1 면(223)과 종단접속재(100)와 마주보는 외측면엔 제2 면(224)이 곡면으로 형성된다.
이에 따라 설치 과정에서 머리부(210)를 통과하며 제1 면(223)과 밀착되어 마찰되는 지중케이블(10)과 지지부(220)의 제2 면(224)에 밀착되어 마찰되는 종단접속재(100)에 스크래치를 내거나 파손시키는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 지지부(220)는 제1 면(223)과 제2 면(224)을 연결하는 원주방향의 양측면도 날카롭지 않은 곡면 형상으로 형성되고, 지지부(220)의 둘레면 전체가 곡면으로 이루어질 수 있으며 설치 과정에서 지중케이블(10)과 종단접속재(100)가 손상되는 것을 방지한다.
그리고, 지지부(220)는 타측단에 타측으로 갈수록 제1 면(223)과 제2 면(224) 사이의 두께가 좁아지게 형성되는 삽입단부(222)를 구비한다.
설치장치(200)는 지중케이블(10)에서 종단접속재(100)의 철거할 때에도 사용되며 삽입단부(222)가 외부반도전층(13)과 종단접속재(100)의 일측단 사이를 파고들며 삽입되거나, 삽입단부(222)가 종단접속재(100)의 타측단을 확대하면서 절연층(12)과 종단접속재(100)의 타측 사이를 파고들며 삽입될 수 있다. 이처럼, 지지부(220)의 단부는 지중케이블(10)과 종단접속재(100) 사이로 삽입되기 용이하도록 삽입단부(222)가 마련된다.
이러한 설치장치(200)는 머리부(210)와 복수의 지지부(220)가 일체로 형성될 수 있으며, 일예로, 가요성을 가지며 굽힘과 변형이 용이하며 쉽게 파손되지 않는 폴리에틸렌 재질로 마련될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 설치장치(200)는 지지부(220)가 종단접속재(100)의 내측으로 삽입된 상태에서 지중케이블(10)이 머리부(210)의 내부를 통과하며 지중케이블(10)을 따라 이동한 후 지중케이블(10)에서 분리된다. 일예로, 설치장치(200)는 머리부(210)가 일측이 절개된 원통 형상으로 마련되어 머리부(210)를 변형시켜 분리하거나, 머리부(210)가 한쌍의 반원형 머리부(210)로 구성되어 지중케이블(10)에서 분리할 수 있다.
도 9 내지 도 11에는 다른 실시예에 따른 설치장치(200)가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 머리부(210)는 2분할되어 제1 반원형 머리부(211)와 제2 반원형 머리부(213)로 구성되며 잠금장치(230)를 통해 결합되거나 분리된다.
제1 반원형 머리부(211)와 제2 반원형 머리부(213)는 서로 대응되게 형성되어 한쌍을 이루며, 일예로, 도면에 도시된 바와 같이 각각에 3개의 지지부(220)가 구비될 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.
이러한 제1 반원형 머리부(211)와 제2 반원형 머리부(213) 중 어느 한측은 양단에서 원주방향으로 돌출되어 형성되는 돌출부(214)를 구비하고, 나머지 한측은 양단에서 원주방향으로 함몰되어 형성되며 돌출부(214)가 삽입되도록 돌출부(214)와 대응되는 형상으로 함몰되어 형성되는 오목부(212)를 구비한다.
일예로, 도면에 도시된 바와 같이 제1 반원형 머리부(211)에 오목부(212)가 형성되고 제2 반원형 머리부(213)에 돌출부(214)가 형성된 것으로 설명하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
오목부(212)는 제1 반원형 머리부(211)의 축방향의 양측으로 개구되게 형성되어 돌출부(214)의 일부분이 삽입된 상태에서 제2 반원형 머리부(213)가 축방향으로 이동하여 삽입될 수 있다.
또한, 돌출부(214)는 제2 반원형 머리부(213)의 양단에서 원주방향으로 돌출되어 형성되되 돌출된 단부로 갈수록 폭이 넓어지게 형성되며 양측면이 경사지게 형성되고, 오목부(212)도 돌출부(214)와 대응되는 형상으로 함몰되어 형성될 수 있다.
이에 따라, 오목부(212)에 돌출부(214)가 끼움 삽입된 후 축방향으로만 이동 가능하게 된다.
잠금장치(230)는 제1 잠금부(231)와 제2 잠금부(233)로 구성되며, 한쌍의 반원형 머리부(210) 사이에 구비되어 한쌍의 반원형 머리부(210)를 결합하거나 결합 해제한다.
일예로, 제1 잠금부(231)는 제1 반원형 머리부(211)의 양측 단부에 형성되며, 제2 잠금부(233)는 제2 반원형 머리부(213)의 양측 단부에 형성되되 제1 잠금부(231)와 잠금되거나 잠금 해제되도록 형성될 수 있다.
그리고, 제1 잠금부(231)는 도 11에 도시된 바와 같이, 일단이 외측면에 일체로 형성되며 타단이 제2 잠금부(233)에 형성된 잠금홈(234)에 삽입되어 제2 잠금부(233)와 잠금되는 가요성의 잠금핀(232)을 구비한다.
잠금핀(232)은 제1 잠금부(231)의 일측면에서 돌출되어 형성되며 폴딩되도록 형성되어 돌출된 단부가 제2 잠금부(233)에 형성된 잠금홈(234)에 삽입된다.
잠금핀(232)이 잠금홈(234)에 삽입되면 한쌍의 반원형 머리부(210) 사이의 축방향 이동이 고정되며, 한쌍의 반원형 머리부(210)가 결합된 상태로 유지된다.
그리고, 잠금핀(232)을 변형시키며 잠금홈(234)에서 분리하고 제1 반원형 머리부(211)에 대해 제2 반원형 머리부(213)를 축방향으로 이동시키면 오목부(212)와 돌출부(214)가 분리되면서 설치장치(200)가 지중케이블(10)과 분리된다.
아래에서는 상술한 종단접속재(100)의 설치장치(200)를 이용하여 지중케이블(10)에 종단접속재(100)를 설치하는 방법에 대해 설명한다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재의 설치과정을 보여주는 도면이며, 도 13은 본 발명의 실시예에 의한 종단접속재의 설치방법에서 외부반도전층에 공극제거부재 설치단계를 구체적으로 보여주는 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 종단접속재(100)의 설치방법은 중공의 원통 형상으로 형성된 머리부(210)와 머리부(210)에 복수 개로 구비된 가요성의 지지부(220)를 포함하는 설치장치(200)를 이용하여, 지중케이블(10)의 종단부에 중공의 원통 형상으로 형성된 신축 가능한 종단접속재(100)를 설치하는 방법에 관한 것으로, 지중케이블(10)의 외피(15)를 제거하고, 외부반도전층(13)을 절단하여 제거하며 절연층(12)을 제거하여 도체(11)를 노출시키는 지중케이블(10) 준비단계, 외부반도전층(13)과 접하는 절연층(12)과 단차지게 형성된 절단된 단부에 단면이 삼각 형상으로 형성되는 공극제거부재(120)를 밀착하여 설치하는 공극제거부재(120) 설치단계, 지지부(220)를 종단접속재(100)의 내측으로 삽입한 상태에서 지중케이블(10)을 머리부(210)의 내측으로 삽입하는 설치장치(200) 설치단계, 설치장치(200)를 종단접속재(100)의 길이방향을 따라 이동시키며 종단접속재(100)의 내측으로 지지부(220), 외부반도전층(13), 및 절연층(12)을 위치시키는 종단접속재(100) 설치단계, 설치장치(200)를 지중케이블(10)에서 철거하는 설치장치(200) 분리단계를 포함한다.
먼저, 지중케이블(10) 준비단계를 진행하며, 도 12a에 도시된 바와 같이 지중케이블(10)의 외피(15)를 제거하고, 외부반도전층(13)을 절단하여 제거하며, 절연층(12)을 제거하여 도체(11)를 노출시킨다.
그 다음, 공극제거부재(120) 설치단계를 진행하며, 도 12b에 도시된 바와 같이 외부반도전층(13)과 접하는 절연층(12)과 단차지게 형성된 절단된 단부에 단면이 삼각 형상으로 형성되는 공극제거부재(120)를 밀착하여 설치한다.
즉, 공극제거부재(120)를 지중케이블(10)의 절연층(12)에 끼우며 삼중점(16)에 안착되도록 설치한다.
이에 따라 공극제거부재(120)는 외부반도전층(13)의 절단된 단부면과 절연층(12)의 외측 둘레면에 밀착된다.
그 다음, 설치장치(200) 설치단계를 진행하며, 도 12c에 도시된 바와 같이 설치장치(200)의 지지부(220)를 종단접속재(100)의 내측으로 삽입한 상태에서 지중케이블(10)을 머리부(210)의 내측으로 삽입한다.
이처럼 지중케이블(10)이 머리부(210)의 내측으로 삽입되며 설치장치(200)가 종단접속재(100)의 길이방향을 따라 점차 이동하면, 종단접속재(100)의 내측으로 삽입되기 위해 오므려졌던 지지부(220)의 타측 단부로 지중케이블(10)의 절연층(12)이 삽입되면서 지지부(220)의 타측 단부가 다시 벌어지게 된다.
그리고, 도 12d에 도시된 바와 같이, 설치장치(200)가 종단접속재(100)의 길이방향을 따라 보다 더 이동하면서, 지지부(220)의 타측 단부가 점점 더 벌어지며 종단접속재(100)의 일측단을 확대시키고 외부반도전층(13)의 외측에 위치하는 지지부(220)의 일측 단부의 외측에 종단접속재(100)의 일측단이 확대되어 위치된다.
이와 같이 설치장치(200)를 종단접속재(100)의 길이방향을 따라 이동시키며 종단접속재(100)의 내측으로 지지부(220), 외부반도전층(13), 및 절연층(12)을 위치시키는 종단접속재(100) 설치단계를 진행한다.
그 다음, 도 12e에 도시된 바와 같이, 설치장치(200)를 지중케이블(10)에서 철거하는 설치장치(200) 분리단계를 진행한다.
이때, 제1 반원형 머리부(211)와 제2 반원형 머리부(213)의 결합상태를 유지하던 잠금장치(230)를 잠금 해제하여 각각을 지중케이블(10)에서 분리할 수 있게 된다.
그리고, 제1 반원형 머리부(211)와 제2 반원형 머리부(213)를 지중케이블(10)에서 분리함에 따라 지중케이블(10)과 종단접속재(100) 사이에 위치되던 복수의 지지부(220)가 빠지면서 종단접속재(100)가 지중케이블(10)의 외부반도전층(13), 공극제거부재(120)의 빗면, 절연층(12)에 밀착된다.
그리고, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 공극제거부재(120) 설치단계에서, 공극제거부재(120)의 외부반도전층(13)의 절단된 단부에 밀착되는 면의 두께가 외부반도전층(13)의 두께 보다 작게 마련된 경우에는 외부반도전층(13)의 각진 모서리로 인해 종단접속재(100)가 지중케이블(10)에 완전히 밀착될 수 없기 때문에 추가적인 시공이 필요하다.
이 경우 도 13의 (b)와 같이 외부반도전층(13)의 절단된 단부의 모서리를 모따기하여 경사면(13a)을 성형하고 각진 모서리를 제거한다. 그리고, 경사면(13a)은 공극제거부재(120)의 빗면과 나란하도록 성형하는 것이 바람직하다.
이에 따라 종단접속재(100)가 지중케이블(10)에 공극 없이 설치될 수 있으며, 부분방전을 정확하게 진단하게 된다.
이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명의 실시예들에 의하면 종래의 종단접속재와 지중케이블 사이에 구비되던 공극을 없애며, 종단접속재가 지중케이블과 밀착되게 설치되어 지중케이블의 부분방전을 보다 정확하게 진단할 수 있도록 하며, 이에 따라 진단시 작업자가 지중케이블의 부분방전을 보다 명확하게 인지하며 불량 진단을 방지하는 효과가 있다.
또한, 종단접속재의 설치 및 철거 과정이 간단하여, 종단접속재를 지중케이블에 용이하게 설치하거나 철거할 수 있으며, 설치 및 철거시 손상되는 것을 방지하여 재사용이 가능한 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
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 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 지중케이블 11: 도체
12: 절연층 13: 외부반도전층
100: 종단접속재 110: 몸체
111: 전계완화부 112: 절연부
113: 스커트부 120: 공극제거부재
200: 설치장치 210: 머리부
211: 제1 반원형 머리부 212: 오목부
213: 제2 반원형 머리부 214: 돌출부
220: 지지부 221: 연결부
222: 삽입단부 223: 제1 면
224: 제2 면 230: 잠금장치
231: 제1 잠금부 232: 잠금핀
233: 제2 잠금부 234: 잠금홈

Claims (15)

  1. 도체, 절연층, 및 외부반도전층을 구비하는 지중케이블의 종단부에 장착되는 종단접속재에 관한 것으로,
    상기 지중케이블의 외부반도전층과 절연층을 감싸도록 중공의 원통 형상으로 형성되며, 신축이 가능한 재질로 마련되어 상기 외부반도전층과 절연층에 밀착되는 몸체; 및
    상기 지중케이블과 몸체 사이에 구비되고, 상기 외부반도전층의 절연층과 단차지며 형성되는 단부와 상기 절연층의 외측면에 밀착되는 링 형상의 공극제거부재;
    를 포함하는 종단접속재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는,
    상기 지중케이블의 외측 둘레를 감싸는 전계완화부와 상기 전계완화부의 외측 둘레에 일체로 형성되는 절연부로 구성되는 것을 특징으로 하는 종단접속재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는,
    외측 둘레면에 구비되는 복수 개의 스커트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 종단접속재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는,
    내경이 상기 절연층의 외경과 대응되게 형성되며, 상기 지중케이블에 설치시 일측 단부가 확장되며 상기 외부반도전층의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 종단접속재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극제거부재는,
    단면이 삼각 형상으로 형성되어 상기 절연층의 외주면, 상기 외부반도전층의 단차면, 및 상기 몸체의 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 종단접속재.
  6. 중공의 원통 형상으로 형성되며 신축이 가능한 재질로 마련되는 종단접속재를 지중케이블에 설치하기 위해 상기 종단접속재의 일측단을 확장하도록 마련되는 종단접속재 설치장치에 관한 것으로,
    상기 지중케이블의 외부반도전층을 감싸는 중공의 원통 형상으로 형성된 머리부; 및
    상기 지중케이블의 길이방향으로 길게 형성되어 일측단이 상기 머리부의 단부에 연결되며 가요성 소재로 이루어지는 복수의 지지부;
    를 포함하는 종단접속재 설치장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 머리부의 단부에 복수 개로 구비되며 둘레방향으로 등간격 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 종단접속재 설치장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 지지부는 상기 머리부와의 사이에 각각 구비되어 탄성적으로 폴딩되는 복수의 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 종단접속재 설치장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 종단접속재 설치시 상기 지중케이블과 마주보는 제1 면과 상기 종단접속재와 마주보는 제2 면이 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 종단접속재 설치장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부는 타측단에 타측으로 갈수록 상기 제1 면과 제2 면 사이의 두께가 좁아지게 형성되는 삽입단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 종단접속재 설치장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 머리부는 양측 단부에 제1 잠금부가 형성된 제1 반원형 머리부와, 상기 제1 반원형 머리부와 대응되어 한쌍을 이루면서 양측 단부에 상기 제1 잠금부와 잠금되거나 잠금 해제되는 제2 잠금부가 형성된 제2 반원형 머리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 종단접속재 설치장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 잠금부는 일단이 외측면에 일체로 형성되며 타단이 상기 제2 잠금부에 형성된 잠금홈에 삽입되어 상기 제2 잠금부와 잠금되는 가요성의 잠금핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 종단접속재 설치장치.
  13. 중공의 원통 형상으로 형성된 머리부와 상기 머리부에 복수 개로 구비된 가요성의 지지부를 포함하는 설치장치를 이용하여, 지중케이블의 종단부에 중공의 원통 형상으로 형성된 신축 가능한 종단접속재를 설치하는 종단접속재의 설치방법에 관한 것으로,
    상기 지중케이블의 외피를 제거하고, 외부반도전층을 절단하여 제거하며, 절연층을 제거하여 도체를 노출시키는 지중케이블 준비단계;
    상기 외부반도전층의 상기 절연층과 단차지게 형성된 절단된 단부에 단면이 삼각 형상으로 형성되는 공극제거부재를 밀착하여 설치하는 공극제거부재 설치단계;
    상기 지지부를 상기 종단접속재의 내측으로 삽입한 상태에서 상기 지중케이블을 상기 머리부의 내측으로 삽입하는 설치장치 설치단계;
    상기 설치장치를 상기 종단접속재의 길이방향을 따라 이동시키며 상기 종단접속재의 내측으로 상기 지지부, 외부반도전층, 및 절연층을 위치시키는 종단접속재 설치단계; 및
    상기 설치장치를 상기 지중케이블에서 철거하는 설치장치 분리단계;
    를 포함하는 종단접속재 설치방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 공극제거부재 설치단계에서,
    상기 공극제거부재의 상기 외부반도전층의 절단된 단부에 밀착되는 면의 두께가 상기 외부반도전층의 두께 보다 작게 마련된 경우, 상기 외부반도전층의 절단된 단부의 모서리를 모따기하여 상기 공극제거부재의 빗면과 나란한 경사면을 성형하는 것을 특징으로 하는 종단접속재 설치방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 설치장치 분리단계에서,
    상기 머리부는 제1 반원형 머리부와 제2 반원형 머리부로 구성되며, 상기 제1 반원형 머리부와 제2 반원형 머리부의 결합상태를 유지하는 잠금장치를 잠금 해제하여 각각 상기 지중케이블에서 분리하는 것을 특징으로 하는 종단접속재 설치방법.
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