KR20240084761A - 지중 케이블의 포설 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 맨홀을 통하여 지중으로 케이블을 포설하는 장치에 있어서: 상기 케이블을 승강대(23) 상의 안내롤러(22)로 지지하고, 케이블의 이송을 유발하는 전선피더(28)를 갖춘 본체(20); 상기 본체(20)에 안내롤러(22)의 하류측으로 복수의 유도롤러(38)를 통하여 포설 곡률을 유지하도록 설치되는 아암부재(30); 및 상기 케이블 포설 상태를 감지부재를 통하여 입력하고 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상대적 굵은 고하중의 송전용 케이블을 지중으로 매설하는 과정에서 케이블 규격에 대응하여 곡률반경을 조절하기 용이하고 케이블 손상을 방지하므로 포설 공수와 비용을 절감하는 효과가 있다.

Description

지중 케이블의 포설 장치 {Apparatus for installing underground cable}
본 발명은 지중 케이블의 포설 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 지중으로 송전용이나 통신용 케이블을 설치 또는 교체하기 위한 지중 케이블의 포설 장치에 관한 것이다.
트레일러 차량에 케이블드럼을 적재하여 현장에 도착하면 케이블드럼 양측면에 선출대를 설치하고 선출대 드럼축(지지봉)을 드럼축에 삽입한다. 이후 선출대의 유압모터를 작동하여 케이블드럼을 인상하여 고정하고 차량은 앞으로 전진하여 현장에서 빠져나간다. 이와 같은 방식은 지게차나 대형크레인 외에 선출대까지 동원하므로 비용이 증가하는 것은 물론 시공현장의 차선을 최소 2차선을 점용해야 하여 불편을 초래한다.
지중 케이블의 포설과 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제2239809호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제2440835호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.
선행문헌 1은 한 쌍을 이루고 서로 평행하며 지게차의 포크와 동일한 수평방향으로 구비된 제1,2 드럼구동부로 구성되며, 제1 드럼구동부는 서포트-동력전달부 등을 포함하고, 제2 드럼구동부는 포크삽입대-서포트 등을 포함한다. 이에, 케이블 공급과 삽입을 한 번에 수행하고 차량 통행의 불편을 해소하며 최소 인원으로 공기를 단축하는 효과를 기대한다.
선행문헌2는 지상에 설치되는 케이블드럼; 케이블을 끌어당겨 관로의 내부로 밀어주는 푸셔; 지상에 설치되고 리드선을 권취하여 케이블을 당겨주는 풀러 및; 케이블의 장력에 따라 케이블드럼과 푸셔와 풀러의 작동을 제어하는 통합제어부; 등을 포함한다. 이에, 장력을 감소시켜 케이블 손상을 방지하고, 포설 거리를 증가시키는 효과를 기대한다.
그러나 상기한 선행문헌에 의하며 상대적 굵은 고하중의 송전용 케이블의 규격에 대응하는 기술 사상을 고려하지 않아 수작업의 불편이 수반되고 케이블 손상을 초래할 우려도 있다.
한국 등록특허공보 제2239809호 "지중관로용 케이블 포설장치" (공개일자 : 2021.04.12.) 한국 등록특허공보 제2440835호 "지중 전력 케이블 장거리 포설 장치 및 그 제어 방법" (공개일자 : 2021.03.04.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 상대적 굵은 고하중의 송전용 케이블을 지중으로 매설하는 과정에서 케이블 규격에 대응하여 곡률반경을 조절하기 용이하고 케이블 손상을 방지할 수 있는 지중 케이블의 포설 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 맨홀을 통하여 지중으로 케이블을 포설하는 장치에 있어서: 상기 케이블을 승강대 상의 안내롤러로 지지하고, 케이블의 이송을 유발하는 전선피더를 갖춘 본체; 상기 본체에 안내롤러의 하류측으로 복수의 유도롤러를 통하여 포설 곡률을 유지하도록 설치되는 아암부재; 및 상기 케이블 포설 상태를 감지부재를 통하여 입력하고 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 본체는 승강대의 하류측에 하류단 안내롤러의 위치변동을 유발하도록 보조대를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 아암부재는 하류단의 유도롤러를 적어도 1축운동 가능하게 지지하는 메인아암, 중간의 유도롤러를 2축운동 가능하게 지지하는 서브아암을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 유도롤러는 케이블의 저면을 지지하는 메인롤러와 케이블의 측면과 상면을 지지하는 서브롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어기는 구동부에 의한 위치변동을 검출하는 위치검출기, 아암부재의 하중변동을 검출하는 하중검출기, 전선피더에 의한 부하변동을 검출하는 부하검출기, 케이블의 손상을 검사하는 전선검사기에 연결되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 상대적 굵은 고하중의 송전용 케이블을 지중으로 매설하는 과정에서 케이블 규격에 대응하여 곡률반경을 조절하기 용이하고 케이블 손상을 방지하므로 포설 공수와 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 나타내는 개략적인 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요부를 나타내는 사진
도 3은 본 발명에 따른 장치의 아암부재를 나타내는 사진
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 맨홀을 통하여 지중으로 케이블을 포설하는 장치에 관하여 제안한다. 지중의 시설물로 송전용이나 통신용 케이블(전선)을 설치 또는 교체하기 위한 장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 특히 도로와 같이 비교적 협소한 공간에서 시공하는 경우 장치의 다기능성이 요구된다.
본 발명에 따르면 상기 케이블을 승강대(23) 상의 안내롤러(22)로 지지하는 본체(20)가 케이블의 이송을 유발하는 전선피더(28)를 갖춘 구조이다.
도 1을 참조하면, 본체(20)를 구성하는 주행기(21), 안내롤러(22), 승강대(23), 전선피더(28) 등이 나타난다. 주행기(21)는 무환궤도 방식이 적절하지만 타이어 방식을 적용할 수도 있다. 시공중에 평형을 유지하고 주행기(21)를 보호하도록 아우트리거를 포함한다. 안내롤러(22)는 케이블드럼(도시 생략)에서 풀린 케이블(15)을 본체(20)의 상측에 배치된 승강대(23)에서 설정된 경로로 안내한다. 안내롤러(22)는 적어도 2개 이상으로 설치하는 것이 좋다. 승강대(23)는 적어도 2개의 유압실린더를 사용하는 승강구동부(24)에 연결되어 상승 또는 하강의 위치변동이 가능하다. 전선피더(28)는 안내롤러(22) 사이에 배치되고 전선(케이블)을 밀어서 이송하도록 이송력(포설력)을 인가한다.
한편, 전선피더(28)는 정회전 또는 역회전이 가능하도록 구성하는 것이 좋다. 케이블드럼에서 전선의 자동풀림을 조절할 수 있고 역회전하여 전선을 케이블드럼에 다시 귄취할 수도 있다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 본체(20)는 승강대(23)의 하류측에 하류단 안내롤러(22)의 위치변동을 유발하도록 보조대(25)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1에서, 본체(20)를 구성하는 보조대(25)가 승강대(23) 상에 설치된 상태를 나타낸다. 보조대(25)는 승강대(23)의 하류측 일부에 슬라이딩 가능하게 설치하고 유압실린더를 사용하는 보조구동부(26)에 연결하여 수평으로 위치변동을 유발한다. 보조대(25) 상에는 복수의 안내롤러(22) 중에서 하류단의 것을 탑재하여 맨홀(10)로 투입되는 케이블의 곡률반경 조절에 일조한다. 즉 보조대(25)가 하류측으로 이동하면 곡률반경이 줄어들고 상류측으로 이동하면 곡률반경이 증가된다.
또한, 본 발명에 따르면 아암부재(30)가 상기 본체(20)에 안내롤러(22)의 하류측으로 복수의 유도롤러(38)를 통하여 포설 곡률을 유지하도록 설치되는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 아암부재(30)를 구성하는 복수의 유도롤러(38)가 나타난다. 2개의 유도롤러(38)를 사용하는 경우 보조대(25)의 안내롤러(22)와 더불어 3점지지 상태로 케이블의 적정 포설 곡률을 유지한다. 케이블의 포설을 위한 곡률반경은 전선의 종류, 전선의 굵기 등에 따라 차등적으로 설정된다. 포설 과정에서 곡률반경이 적정한 범위로 유지되지 않으면 동력소모가 증가될뿐더러 전선의 내외부에 크랙을 비롯한 손상이 발생되기 쉽다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 아암부재(30)는 하류단의 유도롤러(38)를 적어도 1축운동 가능하게 지지하는 메인아암(31), 중간의 유도롤러(38)를 2축운동 가능하게 지지하는 서브아암(34)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 아암부재(30)를 구성하는 메인아암(31)과 서브아암(34)이 나타난다. 메인아암(31)은 본체(20)의 측면에 수평으로 설치되고 유압실린더를 사용하는 메인구동부(32)에 연결되어 하류단 유도롤러(38)의 위치변동을 유발한다. 메인구동부(32)는 유도롤러(38)의 직선모션을 유발하는 부호 32A를 기반으로 하고 유도롤러(38)의 회동모션을 유발하는 부호 32B를 더 갖출 수 있다. 서브아암(34)은 본체(20) 또는 메인아암(31) 상에 설치되고 유압실린더를 사용하는 서브구동부(35)에 연결되어 중간 유도롤러(38)의 위치변동을 유발한다. 서브구동부(35)는 유도롤러(38)의 직선모션을 유발하는 부호 35A와, 유도롤러(38)의 회동모션을 유발하는 부호 35B를 구비한다.
이에, 다수의 안내롤러(22)를 통하여 하측의 맨홀(10) 측으로 벤딩되는 케이블은 하류단의 안내롤러(22), 중간의 유도롤러(38), 하류단의 유도롤러(38)를 통과하면서 적절한 곡률반경을 유지한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 유도롤러(38)는 케이블의 저면을 지지하는 메인롤러(38A)와 케이블의 측면과 상면을 지지하는 서브롤러(38B)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 3에서, 유도롤러(38)를 구성하는 메인롤러(38A)와 서브롤러(38B)가 나타난다. 메인롤러(38A)는 케이블의 저면에 접촉하면서 대부분의 하중을 감당하도록 강성과 내마모성을 지닌 소재로 형성한다. 서브롤러(38B)는 메인롤러(38A)와 더불어 "ㅁ"자 형태로 배치되며 메인롤러(38A)보다 강성과 내마모성을 낮게 설정할 수 있다. 서브롤러(38B)를 구성하는 한 쌍의 측면롤러 및 상부롤러는 각각 위치변동 가능하도록 설치할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제어기(50)가 상기 케이블 포설 상태를 감지부재를 통하여 입력하고 설정된 알고리즘으로 제어하는 구조를 이루고 있다.
도 1에서, 본체(20) 상에 탑재되는 제어기(50)가 본체(20)와 아암부재(30)의 기능품에 연결된다. 제어기(50)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 갖춘 마이컴 회로로 구성한다. 제어기(50)의 출력인터페이스에는 주행기(21), 승강구동부(24), 보조구동부(26), 메인구동부(32), 서브구동부(35) 등이 연결된다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어기(50)는 구동부에 의한 위치변동을 검출하는 위치검출기(42), 아암부재(30)의 하중변동을 검출하는 하중검출기(44), 전선피더(28)에 의한 부하변동을 검출하는 부하검출기(46), 케이블의 손상을 검사하는 전선검사기(48)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 도시하지 않으나 제어기(50)의 입력인터페이스에 감지부재를 구성하는 위치검출기(42), 하중검출기(44), 부하검출기(46), 전선검사기(48) 등이 연결된다. 위치검출기(42)는 승강구동부(24), 보조구동부(26), 메인구동부(32), 서브구동부(35)의 가동 상태를 검출한다. 하중검출기(44)는 메인아암(31) 그리고/또는 서브아암(34)에서 포설중 변화되는 하중을 검출한다. 부하검출기(46)는 전선피더(28)에서 전선의 이송력(부하전류) 변화를 검출한다. 전선검사기(48)는 CCD처리기를 기반으로 전선의 피복 결함을 검사할 수 있다. 이외에 전선검사기(48)에 와류센서를 부가하여 전선의 도체 열화를 검사할 수도 있다.
작동의 일예로서, 케이블 규격에 대응하는 곡률반경 데이터가 제어기(50)의 메모리에 저장되고, 시공 현장에서 제어기(50)를 통하여 케이블 규격을 입력하고 케이블 포설을 개시한다. 제어기(50)는 하류단 안내롤러(22), 중간 유도롤러(38), 하류단의 위치(길이와 각도)를 변동시켜 적정한 곡률반경을 유지한다. 만일 감지부재를 통하여 이상이 감지되면 포설 작업을 일시 중지한다.
한편, 케이블의 선단이 맨홀(10)에 진입할 때 방향이 틀어지는 경우 보조구동기(52)에 권취된 로프(도시 생략)를 이용하여 약간 빼내고 재진입한다.
본 발명 장치는 본체(20) 상에 크레인(55)을 탑재할 수 있다. 장치에 다기능성을 부여하면 도로상의 1차선만을 점용하여 교통의 흐름을 최소화할 수 있고 편도1차 왕복선에서도 작업이 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 맨홀 15: 케이블
20: 본체 21: 주행기
22: 안내롤러 23: 승강대
24: 승강구동부 25: 보조대
26: 보조구동부 28: 전선피더
30: 아암부재 31: 메인아암
32: 메인구동부 34: 서브아암
35: 서브구동부 38: 유도롤러
42: 위치검출기 44: 하중검출기
46: 부하검출기 48: 전선검사기
50: 제어기 52: 보조인출기
55: 크레인

Claims (5)

  1. 맨홀을 통하여 지중으로 케이블을 포설하는 장치에 있어서:
    상기 케이블을 승강대(23) 상의 안내롤러(22)로 지지하고, 케이블의 이송을 유발하는 전선피더(28)를 갖춘 본체(20);
    상기 본체(20)에 안내롤러(22)의 하류측으로 복수의 유도롤러(38)를 통하여 포설 곡률을 유지하도록 설치되는 아암부재(30); 및
    상기 케이블 포설 상태를 감지부재를 통하여 입력하고 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 포설 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체(20)는 승강대(23)의 하류측에 하류단 안내롤러(22)의 위치변동을 유발하도록 보조대(25)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 포설 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 아암부재(30)는 하류단의 유도롤러(38)를 적어도 1축운동 가능하게 지지하는 메인아암(31), 중간의 유도롤러(38)를 2축운동 가능하게 지지하는 서브아암(34)을 구비하는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 포설 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유도롤러(38)는 케이블의 저면을 지지하는 메인롤러(38A)와 케이블의 측면과 상면을 지지하는 서브롤러(38B)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 포설 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기(50)는 구동부에 의한 위치변동을 검출하는 위치검출기(42), 아암부재(30)의 하중변동을 검출하는 하중검출기(44), 전선피더(28)에 의한 부하변동을 검출하는 부하검출기(46), 케이블의 손상을 검사하는 전선검사기(48)에 연결되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 포설 장치.
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