KR102702339B1 - 지중배전선로의 절연성 연결대 - Google Patents

Abstract

본 발명의 지중배전선로의 절연성 연결대는, 맨홀 내에서 한 쌍의 지중배전선로를 접속하는 접속단자; 상기 접속단자를 수용하기 위한 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간에 공기절연을 위한 공기가 주입된 밀폐절연구; 상기 맨홀의 바닥면에 구비되어 상기 밀폐절연구를 지탱하는 받침부재; 및 상기 지중배전선로와 결합한 채 상기 지중배전선로가 인입되는 인입관 내에서 버티는 힘을 발휘하여, 상기 지중배전선로의 인입길이를 조절하는 버팀부재를 포함하되, 상기 밀폐절연구는 상기 맨홀 내부로 유입되는 유입수에 의해 부력이 발생하여 상기 유입수의 높이를 따라 상승하며, 상기 유입수의 높이가 일정 높이 이상이 되면 상기 맨홀의 출입구를 폐쇄하는 것을 특징을 포함하여, 지중배전선접속단자를 공기 절연함과 동시에, 맨홀 내부로 유입되는 유입수의 높이가 일정 높이 이상이 될 경우 상기 밀폐절연구가 맨홀의 출입구를 폐쇄함으로써, 유입수의 수압에 의해 맨홀 뚜껑이 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해, 맨홀 뚜껑 이탈로 인한 2차 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

지중배전선로의 절연성 연결대{APPARATUS FOR INSULATING CONNECTION OF UNDERGROUND DISTRIBUTION LINES}

본 발명은 지중배전선로의 절연성 연결대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 맨홀 뚜껑의 이탈을 방지하도록 하는 지중배전선로의 절연성 연결대에 관한 것이다.

통상, 각 가정이나 사무실 및 대규모의 공자 등에서 사용되는 전기는 각 지역별로 설비되어 있는 변전소를 통해 전기를 공급받게 된다. 이러한 변전소는 전압이나 전류의 변성 및 전력의 배분을 목적으로 설치되며, 발전소에서 생산된 전력을 송전선로 또는 배전선로를 통해 사용자에게 보내 주게 된다.

변전소는 대체로 지상에 설비되게 되는데, 이러한 변전소의 경우 고압의 전류를 이송시켜 주어야 하는 바, 고압전선이 외부로 노출되어 있는 것이 대부분이고, 외부로 노출된 고압전선은 외부간섭으로 인한 누전 및 합선이 유발되기 쉬우며, 어지럽게 가설된 고압전선으로 인해 주변의 경관을 해치는 등의 문제가 있어 지중에 전선을 설치하게 되었다.

이와 같은 전선을 지중에 매설함에 있어 전선을 상호 연결하는 작업 및 침투수의 유입으로부터 안전하게 보호할 수 있는 방법이 매우 중요하다.

이와 관련된 종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0898143호(지중배전선로의 전선 연결대)가 있고, 여기에는 지중에 매립되어 맨홀의 내부에서 상호 볼트체결에 의해 연결되는 지중전선을 외부 간섭으로부터 효과적으로 보호할 수 있도록 된 기술이 개시되어 있다.

상기 종래 기술은 한 쌍의 지중전선을 볼트와 너트를 매개로 상호 연결하고, 연결부위를 연결부 내에 배치한 상태에서 내부에 밀봉제를 주입하여 상호 고정시켜 줌으로서 침투수의 유입을 근본적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.

수위감지센서를 구비하고, 맨홀 내부로 유입된 우수의 수위가 일정 높이 이상 차오르는 경우 맨홀 내부로 유입된 우수를 맨홀 외부로 강제 배출함으로써, 지중전선이 우수 또는 오수와 상호 접촉되어 발생하는 전기안전사고를 방지할 수 있다.

하지만, 이러한 종래 기술은 집중호우가 급증하는 최근의 기후에 대응하기 어려운 문제가 있다. 즉, 집중호우 등으로 인해 맨홀 내부로 우수 또는 오수가 유입되는 속도가 펌프에 의한 강제배출 속도보다 빨라서, 맨홀 내부에 유입되는 우수 또는 오수의 수압에 의해 맨홀 뚜껑이 이탈하는 경우가 발생하고, 이는 다양한 2차 사고를 발생시키는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0898143호(지중배전선로의 전선 연결대)

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주입된 공기에 의해 지중배전선접속단자를 공기 절연하는 밀폐절연구(密閉絶緣球)를 맨홀 내부에 수용함으로써 지중배전선로를 절연할 수 있는 지중배전선로의 절연성 연결대를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은, 맨홀의 내부로 유입수가 유입될 경우, 상기 밀폐절연구에 주입된 공기에 의해 상기 밀폐절연구에 부력이 발생하여 상기 밀폐절연구가 상승하고, 상기 유입수의 높이가 일정 높이 이상이 될 경우 상기 밀폐절연구가 맨홀의 출입구를 폐쇄함으로써, 유입수의 수압에 의해 맨홀 뚜껑이 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해, 맨홀 뚜껑 이탈로 인한 2차 사고를 방지할 수 있는 지중배전선로의 절연성 연결대를 제공하고자 한다.

상기한 과제를 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 지중배전선로의 절연성 연결대는, 맨홀 내에서 한 쌍의 지중배전선로를 접속하는 접속단자; 상기 접속단자를 수용하기 위한 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간에 공기절연을 위한 공기가 주입된 밀폐절연구; 상기 맨홀의 바닥면에 구비되어 상기 밀폐절연구를 지탱하는 받침부재; 및 상기 지중배전선로와 결합한 채 상기 지중배전선로가 인입되는 인입관 내에서 버티는 힘을 발휘하여, 상기 지중배전선로의 인입길이를 조절하는 버팀부재를 포함하되, 상기 밀폐절연구는 상기 맨홀 내부로 유입되는 유입수에 의해 부력이 발생하여 상기 유입수의 높이를 따라 상승하며, 상기 유입수의 높이가 일정 높이 이상이 되면 상기 맨홀의 출입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 밀폐절연구는 그 지름이 상기 맨홀 출입구의 폭 보다 길게 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 버팀부재는. 상기 지중배전선로가 관통하여 결합되며, 양단에 제1 및 제2 플랜지부가 각각 형성된 버팀결합관; 일단이 상기 인입관의 내측면에 접하여 버티는 힘을 발휘하는 2이상의 버팀날개들; 중앙에 상기 버팀결합관이 관통하여 왕복이동하는 관통공이 형성되고, 둘레부분에 상기 버팀날개들 각각이 힌지 가능하게 결합되는 버팀판; 및 상기 제1 플랜지부가 상기 버팀날개들 각각의 타단을 가압하여 상기 버티는 힘을 발생시키도록, 상기 제2 플랜지부와 상기 버팀판이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발휘하는 스프링부재를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 스프링부재는 상기 밀폐절연구가 상승할 때 상기 지중배전선로에 가해지는 인장력에 의해 수축하여, 상기 제1 플랜지부가 상기 버팀날개들 각각의 타단을 가압하는 힘, 및 상기 버팀날개의 버티는 힘을 순차적으로 해제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 지중배전선로의 절연성 연결대는 주입된 공기에 의해 지중배전선접속단자를 공기 절연하는 밀폐절연구(密閉絶緣球)를 맨홀 내부에 수용함으로써 지중배전선로를 절연할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 맨홀의 내부로 유입수가 유입될 경우, 상기 밀폐절연구에 주입된 공기에 의해 상기 밀폐절연구에 부력이 발생하여 상기 밀폐절연구가 상승하고, 상기 유입수의 높이가 일정 높이 이상이 될 경우 상기 밀폐절연구가 맨홀의 출입구를 폐쇄함으로써, 유입수의 수압에 의해 맨홀 뚜껑이 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해, 맨홀 뚜껑 이탈로 인한 2차 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지중배전선로의 절연성 연결대를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연성 연결대에 구비된 버팀부재를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연성 연결대의 동작 상태를 설명하기 위한 도면들이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지중배전선로의 절연성 연결대를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연성 연결대에 구비된 버팀부재를 설명하기 위한 도면들이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 지중배전선로의 절연성 연결대는, 접속단자(100), 밀폐절연구(200), 받침부재(300), 및 버팀부재(400)를 포함한다.

접속단자(100)는 맨홀(20) 내에서 한 쌍의 지중배전선로(10)를 접속한다. 이를 위한, 접속단자(100)의 구체적인 구조는 공지의 다양한 기술을 적용할 수 있다.

밀폐절연구(密閉絶緣球)(200)는 접속단자(100)를 공기절연한다. 이를 위해, 밀폐절연구(密閉絶緣球)(200)는 접속단자(100)를 수용하기 위한 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간에 공기절연을 위한 공기(예컨대, 질소(N₂), 및 산소(O₂) 등)를 주입함으로써 구현할 수 있다. 예를 들어, 밀폐절연구(密閉絶緣球)(200)는 한 쌍의 반구형상 하우징 내부에 접속단자(100)를 수용한 후 상기 반구형상 하우징을 접착하여 구형상 하우징을 생성하며, 상기 구형상 하우징 내부에 공기를 주입한 후 지중배전선로가 인입되는 선로공 및 공기주입공을 밀폐시킴으로써 형성할 수 있다. 이 때, 밀폐절연구(密閉絶緣球)(200)는 공기가 통하지 않는 투명한 재질의 부재로 구현하는 것이 바람직하다. 이는, 작업자가 접속단자(100)의 상태를 확인할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 밀폐절연구(密閉絶緣球)(200)는 맨홀(20) 내부로 유입되는 유입수에 의해 부력이 발생하여 상기 유입수의 높이를 따라 상승하며, 상기 유입수의 높이가 일정 높이 이상이 되면 맨홀(20)의 출입구(21)를 폐쇄할 수 있다. 이러한 밀폐절연구(200)의 동작 상태가 도 4 및 도 5에 예시되어 있다. 도 4는 배수구(50)를 통해 역류된 유입수의 수위가 받침부재(300)의 높이를 초과하여, 밀폐절연구(200)가 유입수의 수면위로 떠오른 상태를 예시하고, 도 5는 상기 유입수가 맨홀(20) 내에 가득차서 밀폐절연구(200)가 맨홀(20)의 출입구(21)를 폐쇄하고 있는 상태를 예시하고 있다. 이로 인해, 본 발명은, 상기 유입수의 수압에 의해 맨홀 뚜껑(30)이 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

이를 위해, 밀폐절연구(200)의 지름은 맨홀 출입구(21)의 폭 보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 맨홀 출입구(21)가 원형으로 형성된 경우, 밀폐절연구(200)의 지름은 맨홀 출입구(21) 단면의 지름보다 길게 형성될 수 있다.

받침부재(300)는 맨홀(20)의 바닥면에 구비되어 밀폐절연구(200)를 지탱한다. 이는, 맨홀(20)의 측면에 형성된 인입구를 통해 인입된 지중배전선(10), 및 이들을 접속하는 접속단자(100)가 하중에 의해 맨홀(20) 하부로 처져서 접속이 불안정하게 되는 것을 방지하기 위함이다. 이를 위해, 받침부재(300)의 높이는 상기 인입구의 높이와 수평한 지점까지 연장되도록 구현하는 것이 바람직하다. 또한, 받침부재(300)는 밀폐절연구(密閉絶緣球)(200)가 맨홀(20)의 바닥면으로부터 소정 높이의 위치에 거치되도록 함으로써, 작업자의 작업환경을 향상시키거나, 소량의 우수 또는 오수가 유입될 경우, 그로부터 영향을 받지 않도록 할 수도 있다.

버팀부재(400)는 지중배전선로(10)와 결합한 채 지중배전선로(10)가 인입되는 인입관(40) 내에서 버티는 힘을 발휘하여, 지중배전선로(10)의 인입길이를 조절한다. 즉, 버팀부재(400)는, 맨홀(20)내에 지중배전선로(10)가 과도하게 인입되어 지중배전선로(10)가 훼손되거나, 접속단자(100)에 하중이 가해져서 접속이 불안정해 지는 문제를 해결하기 위해, 인입관(40)으로부터 접속단자(100)까지의 거리만큼 지중배전선로(10)가 인입되어 접속될 수 있도록 인입길이를 조절한다. 이로 인해, 작업자의 작업환경도 개선될 수 있다.

이를 위해, 버팀부재(400)는 지중배전선로(10)가 관통하는 관통공(411)이 형성되어 관통공(411)을 관통하는 지중배전선로(10)와 결합하며, 양단에 제1 및 제2 플랜지부(412 및 413)이 형성된 버팀결합관(410), 일단이 인입관(40)의 내측면에 접하여 버티는 힘을 발휘하는 2이상의 버팀날개(420)들, 중앙에 버팀결합관(410)이 관통하여 왕복이동하는 관통공이 형성되고, 둘레부분에 버팀날개(420)들 각각이 힌지축(431)에 의해 수직방향으로 힌지 가능하게 결합되는 버팀판(430), 및 제2 플랜지부(413) 및 버팀판(430) 사이에 구비된 스프링부재(440)를 포함한다.

이 때, 스프링부재(440)는 제1 플랜지부(412)가 버팀날개(420)들 각각의 타단을 가압하여 상기 버티는 힘을 발생시키도록, 제2 플랜지부(413)와 버팀판(430)이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발휘한다. 또한, 스프링부재(440)는 밀폐절연구(200)가 상승할 때 지중배전선로(10)에 가해지는 인장력에 의해 수축하여, 제1 플랜지부(412)가 버팀날개(420)들 각각의 타단을 가압하는 힘을 해제하고, 그로 인해, 버팀날개(420)의 버티는 힘이 해제된다.

도 2는 이러한 버팀부재(400)의 동작을 설명하기 위한 단면도로서, 도 2의 (a)는, 스프링부재(440)가 제2 플랜지부(413)와 버팀판(430)이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발휘하여, 제1 플랜지부(412)가 버팀날개(420)들 각각의 타단을 가압하고, 이로 인해, 버팀날개(200)의 일단이 인입관(40)의 내측면에 접하여 상기 버티는 힘을 발휘하고 있는 상태를 예시하고, 도 2의 (b)는, 스프링부재(440)가 수축하여, 제1 플랜지부(412)가 버팀판(430)으로부터 멀어짐으로써, 버팀날개(420)의 타단을 가압하는 힘이 해제되고, 그 결과로 버팀날개(420)의 일단이 인입관(40) 내측면으로부터 떨어져서 상기 버티는 힘이 해제된 예를 도시하고 있다. 이를 위해, 버팀판(430)과 버팀날개(420)를 힌지결합하는 힌지축(431)에는 버팀날개(420)의 일단이 인입관(40) 내측면으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 발휘하는 비틀림스프링을 더 포함할 수 있다.

도 3은 버팀부재(400)와 지중배전선(10)의 결합을 설명하기 위한 사시도로서, 버팀결합관(410)에 형성된 관통공(411) 내부로 지중배전선로(10)가 삽입되는 예를 도시하고 있다. 이 때, 관통공(411) 내측면에는 지중배전선로(10)와 결합하기 위한 접착제가 도포되거나, 접착테이프가 부착될 수 있다.

이와 같이, 버팀부재(400)와 결합한 지중배전선로(10)는 버팀부재(400)의 버티는 힘에 의해, 맨홀(20) 내부로 인입되는 인입길이가 결정되어 맨홀(20) 내부로 지중배전선로(10)가 과도하게 인입되는 것을 방지할 수 있다.

도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이, 맨홀(20) 내부로 유입수가 유입되고, 상기 유입수의 수위가 받침부재(300)의 높이를 초과하는 경우 밀폐절연구(200)가 유입수의 수위를 따라 상승하게 되는데, 이 때, 지중배전선로(10)에 인장력이 가해지고, 상기 인장력에 의해 버팀결합관(410)이 맨홀(20) 내측으로 당겨지며, 그 결과로 스프링부재(440)가 수축되어, 버팀부재(400)의 버티는 힘이 해제된다. 도 4에는 이와 같이 버티는 힘이 해제되어, 버팀부재(400)가 맨홀(20) 내측으로 소정거리 이동한 예를 도시하고, 도 5에는 밀폐절연구(200)가 맨홀의 출입구(21)까지 상승함으로써, 지중배전선(10)과 함께 버팀부재(400)가 인입관(40)을 이탈하여 맨홀(20) 내부로 이동한 예를 도시한다.

이와 같이, 밀폐절연구(200)의 상승에 의해, 지중배전선로(10)가 맨홀(20) 내측으로 당겨짐으로써, 맨홀(20)에 인접한 인입관(40) 내측에는 지중배전선로(10)의 여유분이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 여유분은 도 1 및 도 4에 예시된 바와 같이, 맨홀(20)에 인접한 인입관(40) 내측에 포개진 형태로 구비될 수 있다.

도 6은 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이, 버팀부재(400)의 버티는 힘이 해제되는 과정을 설명하기 위한 확대단면도로서, 도 6의 (a)는 스프링부재(440)가 제2 플랜지부(413)와 버팀판(430)이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발휘하여, 제1 플랜지부(412)가 버팀날개(420)들 각각의 타단을 가압하고, 이로 인해, 버팀날개(200)의 일단이 인입관(40)의 내측면에 접하여 상기 버티는 힘을 발휘하고 있는 상태를 예시하고, 도 6의 (b)는 밀폐절연구(200)의 상승에 의해, 지중배전선로(10)가 맨홀(20) 내측으로 당겨짐으로써, 스프링부재(440)가 수축된 상태를 예시하고, 도 6의 (c)는 스프링부재(440)가 수축된 상태에서 밀폐절연구(200)가 더 높이 상승함으로써 지중배전선로(10)가 맨홀(20) 내측으로 당겨지는 힘이 증가하고, 이로 인해, 버팀부재(400)가 인입관(40)을 이탈하는 상태를 예시한다.

이와 같이, 본 발명의 지중배전선로의 절연성 연결대는 주입된 공기에 의해 지중배전선접속단자를 공기 절연하는 밀폐절연구(密閉絶緣球)를 맨홀 내부에 수용함으로써 지중배전선로를 절연할 수 있는 특징이 있다.

또한, 본 발명은 맨홀의 내부로 유입수가 유입될 경우, 상기 밀폐절연구에 주입된 공기에 의해 상기 밀폐절연구에 부력이 발생하여 상기 밀폐절연구가 상승하고, 상기 유입수의 높이가 일정 높이 이상이 될 경우 상기 밀폐절연구가 맨홀의 출입구를 폐쇄함으로써, 유입수의 수압에 의해 맨홀 뚜껑이 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해, 맨홀 뚜껑 이탈로 인한 2차 사고를 방지할 수 있는 특징이 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 접속단자 200: 밀폐절연구(密閉絶緣球)
300: 받침부재 400: 버팀부재
410: 버팀결합관 420: 버팀날개
430: 버팀판 440: 스프링부재

Claims (4)

1. 맨홀 내에서 한 쌍의 지중배전선로를 접속하는 접속단자;
   상기 접속단자를 수용하기 위한 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간에 공기절연을 위한 공기가 주입된 밀폐절연구;
   상기 맨홀의 바닥면에 구비되어 상기 밀폐절연구를 지탱하는 받침부재; 및
   상기 지중배전선로와 결합한 채 상기 지중배전선로가 인입되는 인입관 내에서 버티는 힘을 발휘하여, 상기 지중배전선로의 인입길이를 조절하는 버팀부재를 포함하되,
   상기 밀폐절연구는
   상기 맨홀 내부로 유입되는 유입수에 의해 부력이 발생하여 상기 유입수의 높이를 따라 상승하며, 상기 유입수의 높이가 일정 높이 이상이 되면 상기 맨홀의 출입구를 폐쇄하고,
   상기 버팀부재는.
   상기 지중배전선로가 관통하여 결합되며, 양단에 제1 및 제2 플랜지부가 각각 형성된 버팀결합관;
   일단이 상기 인입관의 내측면에 접하여 버티는 힘을 발휘하는 2이상의 버팀날개들;
   중앙에 상기 버팀결합관이 관통하여 왕복이동하는 관통공이 형성되고, 둘레부분에 상기 버팀날개들 각각이 힌지 가능하게 결합되는 버팀판; 및
   상기 제1 플랜지부가 상기 버팀날개들 각각의 타단을 가압하여 상기 버티는 힘을 발생시키도록, 상기 제2 플랜지부와 상기 버팀판이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발휘하는 스프링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중배전선로의 절연성 연결대.
2. 제1항에 있어서, 상기 밀폐절연구는
   그 지름이 상기 맨홀 출입구의 폭 보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 지중배전선로의 절연성 연결대.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 스프링부재는
   상기 밀폐절연구가 상승할 때 상기 지중배전선로에 가해지는 인장력에 의해 수축하여, 상기 제1 플랜지부가 상기 버팀날개들 각각의 타단을 가압하는 힘, 및 상기 버팀날개의 버티는 힘을 순차적으로 해제하는 것을 특징으로 하는 지중배전선로의 절연성 연결대.

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