KR101956207B1

KR101956207B1 - 지중배전선로의 작업구간 환기시스템

Info

Publication number: KR101956207B1
Application number: KR1020180061026A
Authority: KR
Inventors: 조이환
Original assignee: (주)호반엔지니어링
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-03-08

Abstract

본 발명은 지중배전선로의 작업구간 환기시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중에 설치되는 배전선로의 특성상 배수와 환풍 불량시 습도가 높아져 누전 및 감전사고로 이어질 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 환기효율을 높일 수 있도록 함은 물론 지진 등과 같은 외력에 의한 지중관 내부의 선반파손 등으로 유발되는 2차적인 전기 안전사고까지 예방할 수 있도록 개선된 지중배전선로의 작업구간 환기시스템에 관한 것이다.

Description

지중배전선로의 작업구간 환기시스템{Work area ventilation system of underground distribution line}

본 발명은 배전 기술 분야 중 지중배전선로의 작업구간 환기시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중에 설치되는 배전선로의 특성상 배수와 환풍 불량시 습도가 높아져 누전 및 감전사고로 이어질 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 환기효율을 높일 수 있도록 함은 물론 지진 등과 같은 외력에 의한 지중관 내부의 선반파손 등으로 유발되는 2차적인 전기 안전사고까지 예방할 수 있도록 개선된 지중배전선로의 작업구간 환기시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 전력을 공급하기 위하여 전신주에 전력선을 설치하거나 또는 지중에 매설하게 되는데, 지상 및 공중가설 방식은 시공성이나 소요되는 공사비 및 공사기간 등을 고려하여 볼 때 지중에 매설하는 방식보다는 훨씬 경제적이면서도 공사를 간편하게 할 수 있는 장점은 있으나, 도심지와 같이 건물이 매우 인접하게 밀집된 곳에서는 그 설치가 상당히 곤란한 단점이 있어 도심지나 고압의 전류를 요구하는 경우에는 지중에 매설하는 방식으로 설치하게 된다.

예를 들어, 화력 발전소나 수력발전소, 원자력 발전소 등이 포함되는 발전소에서 약 20,000V 정도의 전압으로 발전된 전기는 송전에 적합한 초고압(154 KV 또는 345 KV)으로 승압되며, 이 승압된 전기는 초고압선로를 통하여 1차 변전소로 송전된다.

그리고, 1차 변전소는 배전된 초고압의 전기를 특고압인 22.9 KV로 강하시켜 대용량의 수용가 근처에 위치한 2차 변전소 또는 배전선로를 따라 일반 각 수용가로 송전 또는 배전한다.

이때, 1차 변전소나 2차 변전소로부터 배전된 전기는 가공배전선과 지중배전선으로 구성된 송배전계통을 통하여 각 수용가의 수전 설비로 송전 또는 배전되며, 특고압 수용가, 고압수용가 및 각종 옥외설치 변압기를 통하여 저압수용가에까지 송배전되어 산업용, 가정용 등으로 사용된다.

통상적으로 지중을 이용하는 송배전 방식은 지중관을 상하좌우의 방향으로 일정한 간격이 유지되도록 지중에 배치하고, 이 지중관에 형성된 홀에 전력을 전송하는 케이블 또는 지중배전선을 설치하며, 이 전선을 통하여 특고압을 송배전한다.

상술한 지중관은 배치 간격을 일정하게 유지시켜야 되며 땅속의 지형상 배치 간격을 일정하게 유지하기 어렵기 때문에 신중히 매설해야 한다.

이러한 지중관 내부에는 다수의 전선들(예를 들면, 특고압 전선, 통신용 케이블 등)을 수용하기 위한 다수의 선반이 일정 간격으로 배치되어 있으며, 선반에 지중배전선들이 탑재됨으로써 원활한 전력 및 통신 정보의 공급을 수행한다.

이와 같은 전력공급방식과 관련하여 등록특허 제0881352호에는 콘크리트 구조물의 누수로 인한 배전선로의 수명 단축 및 전기사고를 미연에 방지하기 위한 기술로서, 회동축과 가이드부재 및 지중전선의 유동을 방지하기 위한 선반으로 이루어진 "특고압 지중전선의 배전 선로 형성 패널"에 대해 개시되어 있다.

그러나, 이러한 구성은 완벽하지 못하여 지중관이 지진 등의 외력에 의해 그 모양이 뒤틀리거나 유동되고, 이로 인하여 선반에 탑재된 일부 지중전선들이 지중관 바닥으로 떨어져 파손되거나 침수되어 그 수명이 단축되며, 이로 인해 지상의 작업자는 많은 지중관들 중 어떤 지중관의 지중전선들에 문제가 발생되었는가를 쉽게 파악할 수 없기 때문에 많은 유지 보수비용 및 시간이 소요되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 지중에 설치되는 배전선로의 특성상 배수와 환풍 불량시 습도가 높아져 유지 보수작업중 작업자가 누전 및 감전사고로 이어질 수 있는 안전사고의 위험이 매우 높다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1673966호(2016.11.02.) '지중 배전선로의 맨홀 배수 및 환풍 시스템'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 지중에 설치되는 배전선로의 특성상 배수와 환풍 불량시 습도가 높아져 누전 및 감전사고로 이어질 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 환기효율을 높일 수 있도록 함은 물론 지진 등과 같은 외력에 의한 지중관 내부의 선반파손 등으로 유발되는 2차적인 전기 안전사고까지 예방할 수 있도록 개선된 지중배전선로의 작업구간 환기시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 장방형 박스형태의 지중관(10)과, 상기 지중관(10)의 내부 바닥면에 설치되는 베이스플레이트(20)와, 상기 베이스플레이트(20)의 중앙에 수직방향으로 설치된 지지대(22)와, 상기 지지대(22)에 상하로 간격을 두고 설치된 다수의 선반(24)과, 상기 선반(24)에 안착 배치된 다수의 지중배전선(L)을 포함하는 지중배전선로의 작업구간 환기시스템에 있어서;
상기 선반(24)은 트리메틸벤질암모늄브로마이드 2.5중량%와, 부틸 프로-2-에노에이트(butyl prop-2-propenoate) 8.5중량%와, 아젤라인산과 피로메트리산을 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 4.5중량%와, 에틸렌 비스 스테아마이드 3.5중량%와, 수용성 SiO₃ 2.0중량%와, 메타크릴산 1.5중량%와, 크로뮴오커(Cr₂O₃)에 중탄산나트륨 4중량%와 붕사 2.5중량%를 첨가한 상태에서 800-1200℃의 온도로 소성하고 소성물을 크러셔로 습식크러싱하여 1㎛ 이하의 입도를 갖도록 한 후 이를 100℃에서 10시간 건조한 산화물 분말 4.5중량%와, 게르마늄과 비화갈륨(Gallium Arsenide) 및 셀렌화아연이 1:1:1의 중량비로 혼합된 혼합물 3.5중량%와, 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether) 4.5중량%와, 질화규소 2.5중량%와, 소성된 산화이테르븀 3.5중량% 및 나머지 에폭시수지로 이루어진 수지조성물이 판상으로 성형되어 제조되고;
상기 지중관(10)의 내부 상측 양쪽에는 각각 내기송풍박스(100)와 외기송풍박스(200)가 구비되고, 상기 내기송풍박스(100)에는 내기흡입구(110)를 통해 내기를 흡입하는 내기송풍기(120)가 설치되며; 상기 외기송풍박스(200)에는 외기흡입구(210)를 통해 외기를 흡입하는 외기송풍기(220)가 설치되고, 상기 내기송풍기(120)의 출구단에는 내기배출관(130)이 연결되며, 상기 내기배출관(130)은 지중관(10)의 천정면을 따라 배관되고 단부에는 판형열교환기(300)가 연결되며;
상기 판형열교환기(300)의 내기출구단에는 내기분배관(140)이 연결되고, 내기분배관(140)은 선반(24)을 향해 다수의 분사구(142)를 갖고 배출되는 열교환된 내기를 지중관(10)의 내부 전체로 분산시켜 배출시킬 수 있도록 구성되며; 상기 외기송풍기(220)의 출구단에는 외기배출관(230)이 연결되고, 상기 외기배출관(230)은 지중관(10)의 천정면을 따라 배관되며 단부는 판형열교환기(300)에 연결되며;
상기 판형열교환기(300)의 외기출구단에는 외기배출파이프(240)가 연결되어 열교환된 외기를 지상으로 배출할 수 있도록 구성되고, 상기 외기흡입구(210)에는 외기흡입파이프(250)가 연결되어 지상의 외기를 흡입할 수 있도록 구성되며;
상기 외기배출관(230)과 내기분배관(140)에는 솔레노이드밸브인 4-웨이밸브(260)가 더 설치되어 컨트롤러의 제어신호에 따라 주기적으로 개폐되면서 판형열교환기(300)를 통과한 내기는 외기배출관(230)을 타고 다시 판형열교환기(300)의 외기유로로 유입된 후 외기배출파이프(240)를 타고 지상으로 배출되게 하며, 외기흡입파이프(250)를 통해 흡입된 외기는 내기분배관(140)을 타고 지중관(10) 내부로 분배 공급되게 하여 환기시키고;
상기 외기배출파이프(240)와 외기흡입파이프(250)는 파이프의 상단이 꼬깔형태의 보호커버(COV)의 내주면에 용접되어 일체화되고, 파이프의 상단부 둘레에는 다수의 통기공(HOL)이 형성되어 외기의 배출, 흡입을 유도하되 눈이나 비의 침투를 방지하도록 구성되며;
상기 내기송풍박스(100) 및 외기송풍박스(200) 내부에 내장된 내장품의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 상기 내기송풍박스(100)와 외기송풍박스(200)는 초산 셀룰로오스(Cellulose Acetate) 15중량%와, 디스테아디모늄 헥토라이트(disteardimonium hectorite) 3.5중량%와, 투명 실리카 30중량%와, 세레신(Ceresin) 4.5중량% 및 나머지 폴리카보네이트 수지로 이루어진 성형조성물로 성형되어 투명하게 유지되며;
상기 지중관(10)은 하단부를 감싸는 'U' 형상의 지지플레이트(510)에 내장되며, 상기 지중관(10)의 하단과 지지플레이트(510) 사이에는 래크와 피니언으로 결합된 횡압저감부재(600)가 개재되고, 상기 지지플레이트(510)는 내침식성과 내구성이 우수하도록 에폭시수지 25중량%와, 송진 1.5중량%와, 1-2cm 길이의 카본파이버 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 수지조성물을 성형되며;
상기 지지플레이트(510)의 양측 내벽면과 지중관(10)의 하단부 양측면 사이에는 다수의 완충측부스프링(530)이 설치되고; 상기 지지플레이트(510)의 상단 둘레는 스커트(540)에 의해 밀폐되며; 상기 스커트(540)는 실리콘수지 60중량%와, 알로펜분말 5중량% 및 나머지 EVA(ethylene-vinylalcohol copolymer)로 이루어진 수지조성물을 시트 상으로 성형한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 지중배전선로의 작업구간 환기시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 지중에 설치되는 배전선로의 특성상 배수와 환풍 불량시 습도가 높아져 누전 및 감전사고로 이어질 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 환기효율을 높일 수 있도록 함은 물론 지진 등과 같은 외력에 의한 지중관 내부의 선반파손 등으로 유발되는 2차적인 전기 안전사고까지 예방하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지중배전선로의 작업구간 환기시스템을 구성하는 지중관의 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지중배전선로의 작업구간 환기시스템의 설치예를 설명하는 예시도이다.
도 3의 (a)는 도 2의 외기배출파이프 및 외기흡입파이프의 상단 구조를 발췌하여 보인 예시도이고, (b)는 4-웨이밸브의 동작예를 보인 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 지중배전선로의 작업구간 환기시스템을 구성하는 방진유닛의 설치예를 보인 예시적인 단면도이다.
도 5는 도 4의 횡압저감부재를 발췌하여 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 지중배전선로의 작업구간 환기시스템은 도 1의 예시와 같이, 지중관(10)을 포함한다.

이때, 상기 지중관(10)은 작업자가 진입하여 유지 보수할 수 있는 내부 공간을 갖는 장방형 박스형태로 형성된다.

그리고, 지중관(10)의 내부 바닥면에는 베이스플레이트(20)가 설치되고, 상기 베이스플레이트(20)의 중앙에는 수직방향으로 지지대(22)가 설치되며, 상기 지지대(22)에는 상하로 간격을 두고 다수의 선반(24)이 설치된다.

아울러, 상기 선반(24)에는 다수개의 지중배전선(L)이 일정 간격으로 배치된다.

이들 지중배전선(L)은 각 선반(24)의 상면에 길이방향으로 형성되는 배전선안착홈(26)에 탑재된 상태로 유지된다.

이때, 상기 선반(24)은 전기가 통전되는 지중배전선(L)을 지지 고정하기 때문에 절연성은 물론 내부식성, 내화학성, 내약품성을 가져야 하므로 이를 위해, 트리메틸벤질암모늄브로마이드 2.5중량%와, 부틸 프로-2-에노에이트(butyl prop-2-propenoate) 8.5중량%와, 아젤라인산과 피로메트리산을 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 4.5중량%와, 에틸렌 비스 스테아마이드 3.5중량%와, 수용성 SiO₃ 2.0중량%와, 메타크릴산 1.5중량%와, 크로뮴오커(Cr₂O₃)에 중탄산나트륨 4중량%와 붕사 2.5중량%를 첨가한 상태에서 800-1200℃의 온도로 소성하고 소성물을 크러셔로 습식크러싱하여 1㎛ 이하의 입도를 갖도록 한 후 이를 100℃에서 10시간 건조한 산화물 분말 4.5중량%와, 게르마늄과 비화갈륨(Gallium Arsenide) 및 셀렌화아연이 1:1:1의 중량비로 혼합된 혼합물 3.5중량%와, 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether) 4.5중량%와, 질화규소 2.5중량%와, 소성된 산화이테르븀 3.5중량% 및 나머지 에폭시수지로 이루어진 수지조성물이 판상으로 성형되어 제조된다.

여기에서, 상기 트리메틸벤질암모늄브로마이드는 반응을 촉진하여 경화안정성을 도모하고 성분들간의 강고한 결합성을 유지하기 위해 첨가된다.

또한, 상기 부틸 프로-2-에노에이트는 수지조성물에 연성, 충격보강 및 바인딩성 강화기능을 제공하면서 휨강도를 증대시키기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 아젤라인산과 피로메트리산을 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물은 열수축성을 억제하고 슬립성을 강화시켜 내스티키성 유지는 물론 성형품의 변형을 억제하기 위해 첨가된다.

또한, 상기 에틸렌 비스 스테아마이드(Ethylene Bis Stearamide)는 황변을 억제하면서 성형품의 표면 평활도를 증대시켜 블로킹방지, 스크래치 억제를 위해 첨가된다.

또한, 상기 수용성 SiO₃는 독성을 제거하여 인체 유해성을 없애기 위해 첨가되는데 불가피하게 함유되는 중금속 등의 6대 유해물질을 흡착 제거하여 작업자가 진입하였을 때 인체 유해성을 억제하기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 메타크릴산은 산에 강하기 때문에 내부식성을 유지하기 위해 첨가된다.

나아가, 상기 산화물 분말을 구성하는 크로뮴오커는 적외선 반사율이 30% 이상 유지시키는 성분으로서 내열성을 강화시키기 위한 것이며, 중탄산나트륨은 기화된 나트륨 가스가 산화물에 작용하여 산화물 표면에 유리상을 형성함으로써 광택도를 증가시키는 성분이고, 붕사는 산화물 표면의 유면을 매끄럽게 하면서 결합력을 강화시키기 위해 첨가되는 성분이다.

이때, 소성하는 이유는 적외선 반사율을 높이기 위한 것으로, 소성온도가 800℃에 미달할 경우 적외선 흡수율이 높아져 내열성이 떨어지며, 1200℃를 초과하게 되면 자화현상이 나타나므로 상기 범위의 온도로 제한하여 소성하여야 한다.

특히, 고온 소성을 하게 되면 상기와 같은 특성 외에도 산화물들이 배합, 합성되기 때문에 강력한 결정구조를 만들어 내후성, 내열성, 내약품성, 안전성이 뛰어난 화학적 특성을 갖기 때문이기도 하다.

또한, 상기 게르마늄과 비화갈륨(Gallium Arsenide) 및 셀렌화아연은 전기적 절연성을 강화시키는 물질로서 특히 이들이 동일 비율로 혼합되었을 때 절연특성이 매우 우수하다. 본 발명에서 절연성이 필요한 이유는 감전사고를 예방하기 위한 것이다.

그리고, 상기 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)는 슬립성을 증대시켜 지중배전선(L)과의 마찰저항을 줄임으로써 피복 벗겨짐을 방지하기 위해 첨가된다.

아울러, 상기 질화규소는 무정형의 나노입자 크기의 질화붕소를 분산시킨 것으로 열충격을 흡수하여 미소 크랙이 발생하는 것을 억제하고 내침식성을 강화시키기 위해 첨가된다.

또한, 소성된 산화이테르븀은 희토류 금속으로서 결정립 미세화를 통해 내구성을 증대시키면서 내화학성과 내약품성을 증대시키기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 에폭시수지는 베이스 수지로서, 전기적 절연성을 강화시키기 위해 첨가된다.

한편, 도 2의 예시와 같이, 상기 지중관(10)의 내부 상측 양쪽에는 각각 내기송풍박스(100)와 외기송풍박스(200)가 구비되고, 상기 내기송풍박스(100)에는 내기흡입구(110)를 통해 내기를 흡입하는 내기송풍기(120)가 설치된다.

이때, 내기흡입구(110)에는 지중관(10) 내부 전체에 걸쳐 분산된 수분 흡수력을 높이도록 내기흡입파이프(PIP)가 더 연결될 수 있다.

그리고, 상기 외기송풍박스(200)에는 외기흡입구(210)를 통해 외기를 흡입하는 외기송풍기(220)가 설치된다.

또한, 상기 내기송풍기(120)의 출구단에는 내기배출관(130)이 연결되는데, 상기 내기배출관(130)은 지중관(10)의 천정면을 따라 배관되고, 단부에는 판형열교환기(300)가 연결된다.

이 경우, 상기 판형열교환기(300)는 상기 내기송풍박스(100)와 외기송풍박스(200) 사이의 지중관(10) 천정면에 고정되는 간접열교환기이다.

이러한 판형열교환기(300)는 내기유로와 외기유로가 서로 분리된 상태로 간접열교환되게 구성된 공지된 열교환기이다.

뿐만 아니라, 상기 판형열교환기(300)의 내기출구단에는 내기분배관(140)이 연결되며, 내기분배관(140)은 선반(24)을 향해 다수의 분사구(142)를 갖고 배출되는 열교환된 내기를 지중관(10)의 내부 전체로 분산시켜 배출시킬 수 있도록 구성된다.

아울러, 상기 외기송풍기(220)의 출구단에는 외기배출관(230)이 연결되는데, 상기 외기배출관(230)은 지중관(10)의 천정면을 따라 배관되고, 단부는 판형열교환기(300)에 연결된다.

그리고, 상기 판형열교환기(300)의 외기출구단에는 외기배출파이프(240)가 연결되어 열교환된 외기를 지상으로 배출할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 외기흡입구(210)에는 외기흡입파이프(250)가 연결되어 지상의 외기를 흡입할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 외기배출파이프(240)와 외기흡입파이프(250)는 도 3의 (a)에 예시한 바와 같이, 파이프의 상단이 꼬깔형태의 보호커버(COV)의 내주면에 용접되어 일체화되고, 파이프의 상단부 둘레에는 다수의 통기공(HOL)이 형성되어 외기의 배출, 흡입이 용이하게 되도록 하면서 눈이나 비 등이 침투하지 못하도록 구성된다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 환기 기능을 달성하기 위해 상기 외기배출관(230)과 내기분배관(140)에는 솔레노이드밸브인 4-웨이밸브(260)가 더 설치되어 컨트롤러(미도시)의 제어신호에 따라 주기적으로 개폐됨으로써 환기 기능을 수행할 수 있도록 구성된다.

즉, 도 3의 (b)와 같이, 컨트롤러의 제어신호에 따라 환기모드로 전환되면 4-웨이밸브(260)가 동작하여 판형열교환기(300)를 통과한 내기는 외기배출관(230)을 타고 다시 판형열교환기(300)의 외기유로로 유입된 후 외기배출파이프(240)를 타고 지상으로 배출되며, 외기흡입파이프(250)를 통해 흡입된 외기는 내기분배관(140)을 타고 지중관(10) 내부로 분배 공급되게 된다.

이에 따라, 지중관(10) 내부는 환기가 자연스럽게 이루어지며, 일정시간이 지나면 컨트롤러의 제어신호에 의해 4-웨이밸브(260)가 다시 동작하여 원위치되면 내기순환모드, 즉 열교환기(300)를 통과한 내기는 내기분배관(140)을 통해 지중관(10) 내부로 분배 공급되고, 도입된 외기는 외기배출관(230), 판형열교환기(300)를 거쳐 외기배출파이프(240)를 타고 지상으로 배출되게 된다.

이와 같이, 본 발명은 환기 뿐만 아니라, 평상시에는 내기를 지속적으로 순환시켜 내기에 함유된 수분을 간접열교환방식으로 제거하여 지중관(10) 내부를 건조시키는 제습기능을 수행하게 되어 작업자의 유지 보수시 감전사고 등을 미연에 방지할 수 있다.

특히, 작업자가 유지보수 기간 동안 내기송풍박스(100) 및 외기송풍박스(200) 내부에 내장된 내장품의 상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하여 고장여부나 문제발생 소지를 미리 확인할 수 있도록 상기 내기송풍박스(100)와 외기송풍박스(200)는 초산 셀룰로오스(Cellulose Acetate) 15중량%와, 디스테아디모늄 헥토라이트(disteardimonium hectorite) 3.5중량%와, 투명 실리카 30중량%와, 세레신(Ceresin) 4.5중량% 및 나머지 폴리카보네이트 수지로 이루어진 성형조성물로 성형되게 하여 투명하게 유지함이 바람직하다.

이때, 상기 초산 셀룰로오스는 셀룰로스 분자 속의 하이드록시기를 아세틸화한 아세트산 에스터로서 불연성과 절연성 및 내구성 향상 특성이 있어 본 발명에서 사용된다.

또한, 상기 디스테아디모늄 헥토라이트는 코팅 표면의 피막 형성을 통해 부유력을 높이며, 방습성을 강화시킬 뿐만 아니라 수지물의 점도 조절에도 기여하므로 성형성도 향상시키는 특징이 있다.

그리고, 상기 투명 실리카는 대표적인 투명성 향상 및 방수, 방습 특성을 갖는 물질이다.

뿐만 아니라, 상기 세레신은 유화안정감을 높이고, 성분간 결합력을 증대시키면서 코팅면의 유연성을 유지하여 내크랙성을 강화시키는 특성이 있다.

아울러, 상기 폴리카보네이트 수지는 대표적인 투명수지이면서 강도가 높은 내구성 수지로서, 본 발명에서는 베이스수지로 첨가된다.

덧붙여, 본 발명에 따른 지중관(10)의 내진성능을 강화시키기 위해 지중관(10)의 하부에는 도 4 및 도 5에서와 같은 방진유닛(SOCK)이 더 설치된다.

상기 방진유닛(SOCK)은 지진에 의해 전달되는 횡압력을 흡수 완충하여 지중관(10)이 피해를 입지 않도록 하기 위한 수단으로서, 본 발명에서는 횡압력 뿐만 아니라 수직압력에 대해서도 충격을 완충시킬 수 있도록 구성된다.

이러한 방진유닛(SOCK)은 상기 지중관(10)의 하단부를 감싸도록 'U' 형상으로 형성된 지지플레이트(510)를 포함한다.

상기 지지플레이트(510)는 내침식성과 내구성이 우수하도록 에폭시수지 25중량%와, 송진 1.5중량%와, 1-2cm 길이의 카본파이버 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 수지조성물을 성형하여 이루어진다.

이때, 상기 지지플레이트(510)는 상기 지중관(10) 보다 크게 제조되어 지중관(10)의 하단부가 지지플레이트(510)의 개방된 상부를 통해 완전히 삽입되는 형태로 설치되어야 한다.

그리고, 상기 지중관(10)의 하단에는 래크기어가 하방향으로 향하도록 적어도 2개 이상의 래크바(520)가 고정되고, 상기 래크바(520)에는 래크기어에 치결합되는 피니언(610)을 구비한 횡압저감부재(600)가 구비된다.

이 경우, 상기 횡압저감부재(600)는 상기 지지플레이트(510)의 내부 바닥면에 고정된다.

여기에서, 상기 횡압저감부재(600)는 상부가 개방된 사각박스 형상의 하우징(610)과, 상기 하우징(610)에 내장되는 형태로 고정되는 유압블럭(620)과, 상기 유압블럭(620) 내부로 유체를 보충하여 충전하도록 상기 하우징(610)과 유압블럭(620)을 관통하여 설치된 충전구(INJ)를 포함한다.

아울러, 상기 하우징(610)은 그 길이방향 양단에 고정플랜지(670)가 일체로 연장 형성되고, 상기 고정플랜지(670)에는 이를 관통하여 체결볼트(680)가 체결되되, 완충상하스프링(690)의 개재하에 체결된다.

즉, 상기 하우징(610)은 상기 지지플레이트(510)의 내부 바닥면에 안착되고, 그 상태에서 완충상하스프링(690)의 개재하에 체결볼트(680)에 의해 지지플레이트(510) 상에 볼트 고정된다.

때문에, 상기 하우징(610)은 완충상하스프링(690)에 의해 외부로부터 전달되는 수직압력에 대응하여 흡수 완충하게 된다.

그리고, 상기 유압블럭(620)은 상하로 분리된 구조로서 형합되어 조립 고정됨으로써 구동평기어(640), 종동평기어(650), 완충판(630)을 포함한 내장품들을 내장할 수 있도록 구성된다.

특히, 상기 유압블럭(620) 내부에는 유압이 채워지고, 구동평기어(640)와 종동평기어(650)가 서로 기어결합된 상태로 회전가능하게 조립되는 공간인 메인챔버(622)와, 상기 메인챔버(622)와 간격을 두고 구형상의 내부 공간을 갖는 완충챔버(626)와, 상기 메인챔버(622)와 완충챔버(626)를 상하에서 연결하여 연통시키는 패싱챔버(624)가 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 유압블럭(620)의 외부에는 상기 하우징(610)의 개방된 상부로 일부가 노출되게 설치되며, 상기 구동평기어(640)와 동축 상에 고정되고, 상기 래크바(520)의 래크기어(522)에 치결합되는 피니언(660)이 구비된다.

이때, 상기 패싱챔버(624)와 완충챔버(626)가 연통되는 부분은 패싱챔버(624)에 비해 상대적으로 좁은 유로를 갖도록 구성된다. 이것은 급격한 유압변동(유압흐름)시 순간적인 증압을 유도하여 일종의 완충 브레이크 역할을 하도록 하기 위함이다.

또한, 상기 완충챔버(626)의 내부에는 상하로 분리된 대칭 형상의 완충판(630)이 내장되며, 상기 완충판(630)들 사이에는 코일스프링(632)이 개재된다.

특히, 상기 완충판(630)은 반구형상이며, 상면이 일정깊이 요입 가공된 형태를 가져 유압 변동에 따라 유체가 흘러들어올 때 요입된 부분이 집중적으로 압을 받으면서 서로 가까워질 수 있도록 구성되며, 유압이 해소되면 코일스프링(632)의 탄성 반발력에 의해 원래 위치로 다시 복귀되면서 유체를 밀어낼 수 있도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 지지플레이트(510)의 양측 내벽면과 지중관(10)의 하단부 양측면 사이에는 다수의 완충측부스프링(530)이 설치되어 측방향으로 전달되는 지진의 횡압력에 대응하여 완충흡수할 수 있도록 구성된다.

덧붙여, 상기 지지플레이트(510)의 상단 둘레를 따라 형성되는 개방부, 즉 지중관(10)과의 간격에 의해 생기는 공간은 스커트(540)에 의해 밀폐됨이 바람직하다.

상기 스커트(540)는 방수성, 발수성 및 유연성을 강화시키기 위해 실리콘수지 60중량%와, 알로펜분말 5중량% 및 나머지 EVA(ethylene-vinylalcohol copolymer)로 이루어진 수지조성물을 시트 상으로 성형한 것을 사용함이 바람직하다.

이렇게 구성된 방진유닛(SOCK)은 지진발생으로 인해 횡압력을 받았을 때 지지플레이트(510)가 순간적으로 횡방향으로 급하게 움직이게 된다.

이때, 피니언(660)은 래크기어(522)를 타고 움직이면서 회전하게 되고, 피니언(660)과 동축인 구동평기어(640)도 동시에 동일한 회전속도로 회전하게 된다.

이에 따라, 구동평기어(640)에 맞물려 있는 종동평기어(650)도 동일속도로 회전하게 되므로 메인챔버(622) 내부에 채워져 있던 유체는 패싱챔버(624)로 펌핑되면서 완충챔버(626) 쪽으로 이동하게 되고, 그 과정에서 완충판(630)을 압축하면서 외부에너지를 흡수하게 된다.

이후, 완충판(630)이 최대로 압착되면 유체가 더 이상 공급되지 못하게 되므로 구동평기어(640)와 종동평기어(650)의 회전이 멈추면서 피니언(660)도 멈추게 되어 지진 전달 에너지를 흡수 완충하면서 유동을 스토핑시켜 지중관(10)을 안전하게 보호하게 된다.

뿐만 아니라, 이 과정에서 완충측부스프링(530)도 탄성완충 동작하게 되므로 완충 흡수력이 더욱 더 증가하게 된다.

또한, 완충상하스프링(690)은 상하방향, 즉 수직방향으로 작용하는 외력을 흡수 완충하게 되어 내진성을 증대시키게 된다.

10: 지중관 20: 베이스플레이트
100: 내기송풍박스 200: 외기송풍박스

Claims

장방형 박스형태의 지중관(10)과, 상기 지중관(10)의 내부 바닥면에 설치되는 베이스플레이트(20)와, 상기 베이스플레이트(20)의 중앙에 수직방향으로 설치된 지지대(22)와, 상기 지지대(22)에 상하로 간격을 두고 설치된 다수의 선반(24)과, 상기 선반(24)에 안착 배치된 다수의 지중배전선(L)을 포함하는 지중배전선로의 작업구간 환기시스템에 있어서;
상기 선반(24)은 트리메틸벤질암모늄브로마이드 2.5중량%와, 부틸 프로-2-에노에이트(butyl prop-2-propenoate) 8.5중량%와, 아젤라인산과 피로메트리산을 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 4.5중량%와, 에틸렌 비스 스테아마이드 3.5중량%와, 수용성 SiO₃ 2.0중량%와, 메타크릴산 1.5중량%와, 크로뮴오커(Cr₂O₃)에 중탄산나트륨 4중량%와 붕사 2.5중량%를 첨가한 상태에서 800-1200℃의 온도로 소성하고 소성물을 크러셔로 습식크러싱하여 1㎛ 이하의 입도를 갖도록 한 후 이를 100℃에서 10시간 건조한 산화물 분말 4.5중량%와, 게르마늄과 비화갈륨(Gallium Arsenide) 및 셀렌화아연이 1:1:1의 중량비로 혼합된 혼합물 3.5중량%와, 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether) 4.5중량%와, 질화규소 2.5중량%와, 소성된 산화이테르븀 3.5중량% 및 나머지 에폭시수지로 이루어진 수지조성물이 판상으로 성형되어 제조되고;
상기 지중관(10)의 내부 상측 양쪽에는 각각 내기송풍박스(100)와 외기송풍박스(200)가 구비되고, 상기 내기송풍박스(100)에는 내기흡입구(110)를 통해 내기를 흡입하는 내기송풍기(120)가 설치되며; 상기 외기송풍박스(200)에는 외기흡입구(210)를 통해 외기를 흡입하는 외기송풍기(220)가 설치되고, 상기 내기송풍기(120)의 출구단에는 내기배출관(130)이 연결되며, 상기 내기배출관(130)은 지중관(10)의 천정면을 따라 배관되고 단부에는 판형열교환기(300)가 연결되며;
상기 판형열교환기(300)의 내기출구단에는 내기분배관(140)이 연결되고, 내기분배관(140)은 선반(24)을 향해 다수의 분사구(142)를 갖고 배출되는 열교환된 내기를 지중관(10)의 내부 전체로 분산시켜 배출시킬 수 있도록 구성되며; 상기 외기송풍기(220)의 출구단에는 외기배출관(230)이 연결되고, 상기 외기배출관(230)은 지중관(10)의 천정면을 따라 배관되며 단부는 판형열교환기(300)에 연결되며;
상기 판형열교환기(300)의 외기출구단에는 외기배출파이프(240)가 연결되어 열교환된 외기를 지상으로 배출할 수 있도록 구성되고, 상기 외기흡입구(210)에는 외기흡입파이프(250)가 연결되어 지상의 외기를 흡입할 수 있도록 구성되며;
상기 외기배출관(230)과 내기분배관(140)에는 솔레노이드밸브인 4-웨이밸브(260)가 더 설치되어 컨트롤러의 제어신호에 따라 주기적으로 개폐되면서 판형열교환기(300)를 통과한 내기는 외기배출관(230)을 타고 다시 판형열교환기(300)의 외기유로로 유입된 후 외기배출파이프(240)를 타고 지상으로 배출되게 하며, 외기흡입파이프(250)를 통해 흡입된 외기는 내기분배관(140)을 타고 지중관(10) 내부로 분배 공급되게 하여 환기시키고;
상기 외기배출파이프(240)와 외기흡입파이프(250)는 파이프의 상단이 꼬깔형태의 보호커버(COV)의 내주면에 용접되어 일체화되고, 파이프의 상단부 둘레에는 다수의 통기공(HOL)이 형성되어 외기의 배출, 흡입을 유도하되 눈이나 비의 침투를 방지하도록 구성되며;
상기 내기송풍박스(100) 및 외기송풍박스(200) 내부에 내장된 내장품의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 상기 내기송풍박스(100)와 외기송풍박스(200)는 초산 셀룰로오스(Cellulose Acetate) 15중량%와, 디스테아디모늄 헥토라이트(disteardimonium hectorite) 3.5중량%와, 투명 실리카 30중량%와, 세레신(Ceresin) 4.5중량% 및 나머지 폴리카보네이트 수지로 이루어진 성형조성물로 성형되어 투명하게 유지되며;
상기 지중관(10)은 하단부를 감싸는 'U' 형상의 지지플레이트(510)에 내장되며, 상기 지중관(10)의 하단과 지지플레이트(510) 사이에는 래크와 피니언으로 결합된 횡압저감부재(600)가 개재되고, 상기 지지플레이트(510)는 내침식성과 내구성이 우수하도록 에폭시수지 25중량%와, 송진 1.5중량%와, 1-2cm 길이의 카본파이버 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 수지조성물을 성형되며;
상기 지지플레이트(510)의 양측 내벽면과 지중관(10)의 하단부 양측면 사이에는 다수의 완충측부스프링(530)이 설치되고; 상기 지지플레이트(510)의 상단 둘레는 스커트(540)에 의해 밀폐되며; 상기 스커트(540)는 실리콘수지 60중량%와, 알로펜분말 5중량% 및 나머지 EVA(ethylene-vinylalcohol copolymer)로 이루어진 수지조성물을 시트 상으로 성형한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 지중배전선로의 작업구간 환기시스템.