KR20180089673A - 종단접속함 압력 보상 장치, 이를 이용한 종단접속함 압력 보상 시스템, 및 종단접속함 압력 보상 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 케이블 통전시 케이블 내의 절연유가 압력이 낮은 종단접속함으로 흘러들어가 케이블의 절연층에 캐비티가 생겨 케이블이 절연파괴되는 것을 방지할 수 있는 종단접속함 압력 보상 장치, 이를 이용한 종단접속함 압력 보상 시스템, 및 종단접속함 압력 보상 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 종단접속함 압력 보상 장치, 이를 이용한 종단접속함 압력 보상 시스템, 및 종단접속함 압력 보상 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력케이블은 전력을 공급하는 도체를 이용하여 지중, 지상 또는 해저를 통하여 원하는 장소로 전력을 공급하도록 사용된다. 이러한 전력케이블은 상기 도체를 절연하는 것이 매우 중요하며, 이를 위하여 상기 도체를 절연시키는 절연층은 XLPE(Cross-linked Polyethylene; 가교 폴리에틸렌) 등을 원료로 하여 제작되거나, 또는 절연지 등을 감아 절연층으로 사용하고 있다.
상기 전력케이블은 수백m 또는 수십km 간격으로 중간접속함(Joint box)에 의해 접속이 이루어지며, 상기 전력케이블의 말단은 종단접속함(Termination connection box)에 의해 가공선과 접속이 이루어지게 된다. 상기 종단접속함은 케이블의 도출된 도체 단부가 연결되는 상태에 따라 기중 종단접속함, 가스중(Gas) 종단접속함 및 유중(Oil) 종단접속함으로 구분할 수 있다.
상기 기중 종단접속함은 상기 전력케이블이 소정 길이 삽입되는 애관을 구비하며 상기 애관 내부에 절연유를 충진하게 된다.
절연유가 함침된 절연지로 절연층을 형성하는 전력케이블의 경우, 상기 전력케이블 내의 압력을 유지하기 위해 절연유 압력 탱크를 사용할 수 있다.
상세하게는 상기 전력케이블이 통전되는 경우 또는 외부 기온이 상승하는 경우, 상기 전력케이블의 온도가 상승하여 상기 전력케이블 내의 절연유 및 상기 전력케이블과 연결된 상기 종단접속함 내의 절연유가 팽창함으로써 상기 전력케이블 및 종단접속함 내의 절연유 압력이 상승하게 된다. 또한, 상기 전력케이블이 통전되지 않거나 외부 기온이 하강하는 경우, 상기 전력케이블의 온도가 내려가고 상기 전력케이블 내의 절연유 및 상기 전력케이블과 연결된 상기 종단접속함 내의 절연유가 수축함으로써 상기 전력케이블 및 종단접속함 내의 절연유 압력이 하강하게 된다.
상기 종단접속함에 연결되는 절연유 압력 탱크는 대략 3바(bar) 정도의 압력을 유지할 수 있다. 상기 종단접속함의 압력이 절연유 압력 탱크의 압력보다 더 커지게 되면 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 절연유가 압력 차이에 의해 이동하게 되며, 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 더 작아지면 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 절연유가 이동하게 되어서 상기 종단접속함의 압력이 일정한 범위 내에서 유지될 수 있다.
그러나 고전압 케이블의 경우 통전시 케이블 내의 절연유 온도가 매우 높게 상승하게 되고 이에 따라 절연유의 압력이 높게 증가하게 되는바, 고전압 케이블의 압력과 절연유 압력 탱크의 압력 차가 매우 커지게 되어 케이블 및 종단접속함에서 절연유 압력 탱크로 유동되는 절연유의 양이 증가하게 된다. 케이블 및 종단접속함에서 절연유 압력 탱크로의 계속적인 절연유 유동에 의해 케이블 절연층에 함침된 절연유도 유동되어 상기 절연층에 캐비티가 형성될 수 있으며, 상기 캐비티에서 절연파괴가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 케이블 통전 또는 외부 온도의 상승 시에도 종단접속함 내의 압력을 일정한 범위 내로 유지할 수 있는 종단접속함 압력 보상 장치, 이를 이용한 종단접속함 압력 보상 시스템, 및 종단접속함 압력 보상 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 압력 탱크는, 절연유 함침 케이블의 종단과 연결되는 종단접속함과 절연유 압력 탱크 사이에 배치되는 종단접속함 압력 보상 장치에 있어서, 상기 압력 보상 장치는, 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로, 또는 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 절연유를 유동시키거나 차단함으로써, 상기 절연유 함침 케이블의 온도 변화에 따라 변동하는 상기 절연유 함침 케이블 또는 상기 종단접속함의 압력이 소정의 압력 범위 내에 있도록 제어할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 압력 보상 장치는, 상기 종단접속함의 압력이 상승하여 상기 소정의 압력 범위의 상한 압력값에 도달하는 경우, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이의 관로를 개방하여 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되도록 함으로써 상기 종단접속함의 압력이 상기 상한 압력값을 초과하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 압력 보상 장치는, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이의 관로 개방 후 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되어 상기 종단접속함의 압력이 상기 상한 압력값 미만이 되는 경우, 상기 관로를 차단할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 압력 보상 장치는, 상기 종단접속함의 압력이 하강하여 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크 내의 압력보다 작아지는 경우, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이의 관로를 개방하여 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되도록 함으로써 상기 종단접속함의 압력이 상기 소정의 압력 범위의 하한 압력값 미만이 되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 압력 보상 장치는, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이의 관로 개방 후 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되어 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크 내의 압력과 같거나 커지는 경우, 상기 관로를 차단할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 압력 보상 장치는, 상기 종단접속함의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하는 경우, 개방되어 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 절연유가 유동되도록 하는 제1 밸브; 및 상기 종단접속함의 압력이 하강하여 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우, 개방되어 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되도록 하는 제2 밸브; 를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 밸브는, 상기 절연유 함침 케이블의 통전시 상기 절연유의 온도 상승으로 상기 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함 내의 압력이 상승하고, 상기 종단접속함 내의 압력이 상기 기 설정된 압력값을 초과하는 경우 개방되며, 상기 종단접속함에서 상기 기 설정된 압력값보다 낮은 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동하고, 상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 낮아지는 경우, 상기 제1 밸브는 닫혀져 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 밸브는 릴리프 밸브일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 밸브는, 상기 절연유가 냉각되어 수축됨으로써 상기 종단접속함 내의 압력이 하강하여 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우 개방되며, 일정한 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동하고, 상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브는 닫혀져 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 밸브는 체크 밸브일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 시스템은, 절연유 함침 케이블의 종단에 연결되는 종단접속함의 압력 보상 시스템에 있어서, 절연유를 수용하는 절연유 압력 탱크; 상기 종단접속함의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하는 경우, 개방되어 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 절연유가 유동되도록 하는 제1 밸브; 및 상기 종단접속함의 압력이 하강하여 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우, 개방되어 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되도록 하는 제2 밸브; 를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 밸브는, 상기 절연유 함침 케이블의 통전시 상기 절연유의 온도 상승으로 상기 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함 내의 압력이 상승하고, 상기 종단접속함 내의 압력이 상기 기 설정된 압력값을 초과하는 경우 개방되며, 상기 종단접속함에서 상기 기 설정된 압력값보다 낮은 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동하고, 상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 낮아지는 경우, 상기 제1 밸브는 닫혀져 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 밸브는 릴리프 밸브일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 밸브는, 상기 절연유가 냉각되어 수축됨으로써 상기 종단접속함 내의 압력이 하강하여 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우 개방되며, 일정한 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동하고, 상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브는 닫혀져 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 밸브는 체크 밸브일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 방법은, 절연유 압력 탱크에 연결되며, 절연유 함침 케이블의 종단에 배치되는 종단접속함에 절연유를 충진하여 상기 종단접속함의 압력을 보상하는 방법에 있어서, 상기 종단접속함의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이에 배치되는 제1 밸브가 개방되어 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 절연유가 유동하는 단계; 상기 절연유가 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 유동되어 상기 종단접속함의 압력이 상기 기 설정된 압력값 미만이 되는 경우, 상기 제1 밸브가 닫히는 단계; 상기 종단접속함의 압력이 하강하여 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이에 배치되는 제2 밸브가 개방되어 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동하는 단계; 및 상기 절연유가 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 유동되어 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브가 닫히는 단계; 를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 밸브는, 상기 절연유 함침 케이블의 통전시 상기 절연유의 온도 상승으로 상기 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함 내의 압력이 상승하고, 상기 종단접속함 내의 압력이 상기 기 설정된 압력값을 초과하는 경우 개방되며, 상기 종단접속함에서 상기 기 설정된 압력값보다 낮은 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동하고, 상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 낮아지는 경우, 상기 제1 밸브는 닫혀져 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 밸브는 릴리프 밸브일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 밸브는, 상기 절연유가 냉각되어 수축됨으로써 상기 종단접속함 내의 압력이 하강하여 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우 개방되며, 일정한 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동하고, 상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브는 닫혀져 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 밸브는 체크 밸브일 수 있다.
본 발명에 따르면, 케이블 내의 압력을 일정 범위 내로 유지함으로써 케이블 내의 압력과 절연유 압력 탱크 내의 압력 차이로 인해 케이블 내의 절연유가 절연유 압력 탱크로 유동되어 케이블의 절연층에 캐비티가 생겨 케이블이 절연파괴되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 절연유 함침 케이블의 구성을 도시한 일부 절개사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 장치와 종단접속함을 구비하는 종단접속함 압력 보상 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 종단접속함 압력 보상 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 장치와 종단접속함을 구비하는 종단접속함 압력 보상 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 종단접속함 압력 보상 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
일반적으로 절연유 함침 케이블은 수백m 내지는 수km 간격으로 중간접속함에 의해 접속이 이루어지며, 절연유 함침 케이블의 말단은 종단접속함에 의해 가공선과 접속이 이루어지게 된다. 이하에서는 먼저 절연유 함침 전력케이블의 구성에 대해서 살펴보고, 이어서 접속함의 연결과정을 살펴보기로 한다.
도 1은 초고압 직류 전력케이블의 내부 구성을 도시한 일부 절개 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전력케이블(100)은 도체(11), 내부반도전층(12), 절연층(14), 외부반도전층(16)을 포함하여, 도체(11)를 따라 케이블 길이 방향으로만 전력을 전송하고, 케이블 반경 방향으로는 전류가 누설되지 않도록 하는 케이블 코어부(10)를 구비한다.
상기 도체(11)는 전력을 전송하기 위해 전류가 흐르는 통로 역할을 하며, 전력 손실을 최소화할 수 있도록 도전율이 우수하고 케이블 제조 및 사용에 적절한 강도와 유연성을 가진 소재, 예를 들어 구리 또는 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다.
상기 도체(11)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원형의 중심소선(11A)과 상기 원형 중심소선(11A)을 감싸도록 연선된 평각소선(11B)으로 이루어진 평각소선층(11C)을 구비하며 전체적으로 원형의 단면을 가지는 평각도체일 수 있으며, 다른 예로서 복수개의 원형소선을 연선하여 원형으로 압축한 원형 압축도체일 수 있다. 상기 평각도체는 원형 압축도체에 비하여 점적율이 상대적으로 높아 케이블 외경을 축소할 수 있는 장점이 있다.
상기 도체(11)는 복수개의 소선이 연선되어 형성되므로 그 표면이 평활하지 않아 전계가 불균일할 수 있으며, 부분적으로 코로나 방전이 일어나기 쉽다. 또한, 도체(11) 표면과 후술하는 절연층(14) 사이에 공극이 생기게 되면 절연성능이 저하될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 도체(11) 외부에는 내부반도전층(12)이 형성될 수 있다. 상기 내부반도전층(12)은 절연성 물질에 카본블랙, 카본 나노튜브, 카본나노플레이트, 그라파이트 등의 도전성 입자가 첨가되어 반도전성을 가질 수 있다.
상기 내부반도전층(12)은 상기 도체(11)와 후술하는 절연층(14) 사이에서 급격한 전계변화가 발생하는 것을 방지하여 절연성능을 안정화하는 기능을 수행한다. 또한, 도체면의 불균일한 전하분포를 억제함으로써 전계를 균일하게 하고, 도체(11)와 절연층(14) 사이에 간격이 형성되는 것을 방지하여 코로나 방전, 절연파괴 등을 억제하는 역할도 하게 된다.
상기 절연층(14)은 상기 내부반도전층(12)의 바깥쪽에 구비되어 도체(11)를 따라 흐르는 전류가 외부로 누설되지 않도록 외부와 전기적으로 절연시켜 준다.
상기 절연층(14)은 절연유에 함침된 절연지로 형성될 수 있다. 즉, 상기 절연층(14)은 상기 내부반도전층(12)을 둘러싸도록 절연지가 다층으로 권취되고, 상기 케이블 코어부가 형성된 후 절연유에 함침시킴으로써 형성될 수 있다. 이와 같이 절연유가 절연지에 흡수되는바, 절연층(14)의 절연 특성이 향상될 수 있다.
상기 절연유는 상기 절연지 내부의 공극 및 상기 절연지를 권취하여 형성된 층간의 틈에 충진되어 절연특성을 향상시키며, 케이블의 굽힘시 상기 절연지간의 마찰력을 저감시켜 케이블의 굴곡 특성을 향상시킨다. 상기 절연유는 그 종류가 특별히 제한되지는 않지만, 상기 도체(11)를 구성하는 구리 또는 알루미늄과 접촉하여 열에 의해 산화되지 않아야 하며, 상기 절연지를 용이하게 함침할 수 있도록 함침온도, 예를 들어 100℃에서는 충분히 낮은 점도를 가지며, 60℃에서의 동점도가 10~500 센티스토크(centistoke)인 중점도 절연유 또는 60℃에서의 동점도가 500 센티스토크 이상인 고점도의 절연유를 사용하는 것이 바람직하다.
상대적으로 점도가 낮은 저점도 절연유를 사용하는 경우, 절연지가 절연유에 함침된 상태를 유지시키고, 절연유의 유동에 의해 절연층에 공극이 생기는 것을 방지하기 위해 급유설비 등을 사용하여 절연유를 가압할 필요가 있다. 하지만, 중점도 또는 고점도 절연유를 사용하는 경우에는 절연유의 유동이 적기 때문에 절연유를 가압하기 위한 급유설비가 필요없거나, 필요한 급유설비의 수를 줄일 수 있어 케이블 연장길이를 길게 할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 상기 절연유는 나프텐계 절연유, 폴리스틸렌계 절연유, 광유, 알킬 벤젠이나 폴리부텐계 합성유, 중질 알켈레이트 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 절연유를 사용할 수 있다.
상기 절연지는 크래프트 펄프(Kraft pulp)를 원료로 하여 펄프 중의 유기 전해질을 제거한 크래프트지(Kraft paper) 또는 플라스틱 필름의 일면 또는 양면에 크래프트지를 접착한 복합절연지일 수 있다. 상기 플라스틱 필름은 그 일면 또는 양면에 접착되는 크래프트지 보다 큰 저항률을 가져 함침공정 또는 케이블 작동시 절연유의 유동에 따라 크래프트지에 기포가 생성되더라도 그 기포에 분담되는 전압을 완화할 수 있으며, 폴리에틸렌(Polyethylen), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리부틸렌(Polybutylen) 등의 폴리올레핀계 수지나 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로폴리프로필렌(Tetrafluoroethylene-Hexafluoropropylene) 공중합체, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(Ethylen-tetrafluoroethylene) 공중합체 등의 불소 수지로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 내열성이 우수한 폴리프로필렌 단독중합체 수지로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 절연층(14)은 크래프트지만을 권취하고, 절연유에 함침시켜 형성될 수 있다. 이 경우 상기 절연유가 케이블 하중방향으로 절연유가 유동하여 공극이 발생할 수 있다. 반면, 복합 절연지를 권취하고, 절연유에 함침시켜 상기 절연층(14)을 형성하는 경우, 상기 폴리프로필렌 수지 등과 같은 열가소성 수지는 절연유에 함침되지 않으며, 케이블 제조시의 함침 온도 또는 케이블 작동시의 작동 온도에 따라 열팽창을 하게 된다. 열가소성 수지가 열팽창을 하게 되면 이에 적층된 크래프트지에 면압을 가하게 되어 절연유의 이동 통로를 협소하게 하므로 중력에 따른 절연유 유동 또는 온도에 따른 절연유의 수축/팽창에 유동을 억제할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 상기 복합 절연지는 크래프트지 보다 절연내력이 높아 케이블 외경을 축소할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 전력 케이블을 통전시키는 경우, 전류가 흐르는 통로 역할을 하는 도체에 열이 발생하며, 케이블 반경방향으로 내측에서 외측을 향해 온도가 점차 낮아지게 되어 상기 절연층(14)에서도 온도 차이가 발생한다. 따라서, 상기 도체 직상구간에 속하는 절연층, 즉 내부반도전층(12) 상에 형성되는 절연층의 절연유는 점도가 낮아지고 열팽창을 하여 바깥방향으로 이동하게 되며, 케이블 온도 하강시에는 이동한 절연유의 점도가 높아지고 원래대로 되돌아가지 않게 되어 도체 직상 구간의 절연층 부분에 공극이 발생하게 될 수 있다.
또한, 상기 온도 차이에 따라 점차 전계가 역전되어 작용하는 전계가 점차 높아지는 금속시스 직하구간에 속하는 절연층, 즉 외부반도전층(16) 방향으로 형성되는 절연층에는 높은 전계가 작용하게 된다. 상기 도체 직상구간 및 금속시스 직하구간은 공극이 발생할 가능성이 높고, 케이블 내부의 온도 변화에 따라 고전계가 작용하는 영역으로 부분방전, 절연파괴 등의 기점이 되는 절연 취약부로 작용할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 상기 절연층(14) 중 상기 절연 취약부를 포함하는 영역에는 절연지로 크래프트지만을 사용할 수 있다. 즉, 상기 절연층(14)을 상기 내부반도전층(12)에서 후술하는 외부반도전층(16) 방향으로 제1 절연층, 제2 절연층 및 제3 절연층으로 구분하여 제1 절연층 및/또는 제3 절연층에는 크래프트지만을 사용하며, 제2 절연층에는 상기 복합 절연지를 사용할 수 있다.
이 경우, 복합절연지가 권취된 제2 절연층과 크래프트지가 권취된 제1 절연층 및/또는 제3 절연층 간에 저항률 차이가 발생하며, 저항률이 낮은 크래프트지가 권취된 상기 절연층(14)의 제1 절연층 및/또는 제3 절연층은 저항률이 상대적으로 낮아 상기 절연 취약부에 분담되는 전계를 완화하는 작용을 한다. 구체적으로, 저항률에 따라 전계가 분포되는 직류 케이블의 저항성 전계분포 특성상 저항률이 높은 복합 절연지가 권취된 상기 제2 절연층에 높은 전계가 작용하며, 상기 제1 절연층 및/또는 제3 절연층에 포함된 도체 직상구간 및/또는 금속시스 직하구간에 상대적으로 낮은 전계가 작용하므로 절연 취약부에 작용하는 전계가 완화되어 절연 성능을 안정화할 수 있다.
또한, 상기 절연층(14)은 제3 절연층을 제1 절연층 보다 두껍게 형성할 수 있다. 상기 절연층(14)의 외부에 후술하는 금속시스(22)를 형성하거나, 케이블 코어부가 내측부터 순차적으로 노출된 두 개의 전력 케이블을 접속한 후 금속시스(22)을 복원하는 경우 등에 있어서 가해지는 열이 상기 절연층(14)의 제2 절연층에 인가되어 상기 플라스틱 필름의 변형이 발생할 수 있기 때문에 상기 제1 절연층보다 제2 절연층을 두껍게 형성하여 제2 절연층의 플라스틱 필름을 열로부터 보호하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제1 절연층의 두께는 전력 케이블에 요구되는 임펄스 서지 전압 등을 고려하여 선정할 수 있다.
상기 절연층(14)의 외부에는 외부반도전층(16)이 구비될 수 있다. 상기 외부반도전층(16)은 내부반도전층과 같이 절연성 물질에 도전성 입자, 예를 들면 카본블랙, 카본나뉴튜브, 카본나노플레이트, 그라파이트 등이 첨가되어 반도전성을 가지는 물질로 형성되어, 상기 절연층(14)과 후술하는 금속시스(22) 사이의 불균일한 전하 분포를 억제하여 절연 성능을 안정화한다. 또한, 상기 외부반도전층(16)은 케이블에 있어서 절연층(14)의 표면을 평활하게 하여 전계집중을 완화시켜 코로나 방전을 방지하며, 상기 절연층(14)을 물리적으로 보호하는 기능도 수행할 수 있다. 또한, 상기 외부반도전층(16)은 금속화지를 추가로 구비할 수 있다. 상기 금속화지는 크래프트지에 알루미늄 박막을 적층하여 형성할 수 있으며, 상기 절연층(14)의 절연유 함침이 용이하도록 복수개의 천공이 존재할 수 있다.
상기 케이블 코어부(10)는 케이블에 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 수분 흡수부(21)를 추가적으로 구비할 수 있다. 상기 수분 흡수부는 상기 도체(11)의 연선된 소선 사이 및/또는 상기 도체(11)의 외부에 형성될 수 있으며, 케이블에 침투한 수분을 흡수하는 속도가 빠르고, 흡수 상태를 유지하는 능력이 우수한 고흡수성 수지(super absorbent polymer; SAP)를 포함하는 분말, 테이프, 코팅층 또는 필름 등의 형태로 구성되어 케이블 길이방향으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 수분 흡수부는 급격한 전계 변화를 방지하기 위하여 반도전성을 가질 수 있다.
상기 케이블 코어부(10)의 외부에는 케이블 보호부(20)가 구비되며, 해저에 포설되는 전력케이블은 케이블 외장부(30)를 추가적으로 구비할 수 있다. 상기 케이블 보호부 및 케이블 외장부는 케이블의 전력 전송 성능에 영향을 미칠 수 있는 수분침투, 기계적 외상, 부식 등의 다양한 환경요인으로부터 코어부를 보호한다.
상기 케이블 보호부(20)는 금속시스(22)와 고분자 시스(24)를 포함하여, 사고전류, 외력 내지 기타 외부환경 요인으로부터 케이블을 보호한다.
상기 금속시스(22)는 상기 코어부(10)를 둘러싸도록 형성할 수 있다. 특히, 상기 전력 케이블이 해저와 같은 환경에 포설되는 경우, 수분과 같은 이물질이 상기 케이블 코어부(10)에 침입하는 것을 방지하기 위해 상기 케이블 코어부(10)를 실링하도록 형성할 수 있으며, 상기 케이블 코어부(10) 외부에 용융된 금속을 압출하여 이음새가 없는 연속적인 외면을 가지도록 형성하여 차수성능이 우수하게 할 수 있다. 상기 금속으로는 납(Lead) 또는 알루미늄을 사용하며, 해저에 포설되는 전력 케이블의 경우에는 해수에 대한 내식성이 우수한 납을 사용하는 것이 바람직하고, 기계적 성질을 보완하기 위해 금속 원소를 첨가한 합금연(Lead alloy)을 사용하는 것이더욱 바람직하다. 또한, 상기 금속시스(22)는 전력 케이블 단부에서의 접지되어 지락 또는 단락 등의 사고 발생시 사고 전류가 흐르는 통로 역할을 하며, 외부의 충격으로부터 케이블을 보호하고, 전계가 케이블 외부로 방전되지 못하도록 할 수 있다.
또한, 상기 금속시스(22)는 케이블의 내식성, 차수성 등을 추가로 향상시키고 상기 고분자 시스(24)와의 접착력을 향상시키기 위해 표면에 부식 방지 컴파운드, 예를 들어, 블로운 아스팔트 등이 도포될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 금속 시스(22)와 상기 케이블 코어부(10) 사이에는 동선직입 테이프 내지 수분 흡수층(21)이 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 동선직입 테이프는 동선(Copper wire)과 부직포 테이프 등으로 구성되어 외부반도전층(16)과 금속시스(22)간의 전기적 접촉을 원활히 하는 작용을 하며, 상기 수분흡수층은 케이블에 침투한 수분을 흡수하는 속도가 빠르고, 흡수 상태를 유지하는 능력이 우수한 고흡수성 수지(super absorbent polymer; SAP)를 포함하는 분말, 테이프, 코팅층 또는 필름 등의 형태로 구성되어 케이블 길이방향으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 동선직입 테이프와 수분 흡수층은 급격한 전계 변화를 방지하기 위해 반도전성을 가지는 것이 바람직하며, 통전 및 수분흡수 작용을 모두 할 수 있도록, 수분 흡수층에 동선을 포함시켜 구성할 수도 있다.
상기 고분자 시스(24)는 상기 금속시스(22)의 외부에 형성되어 케이블의 내식성, 차수성 등을 향상시키고, 기계적 외상 및 열, 자외선 등의 기타 외부 환경 요인으로부터 케이블을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 고분자 시스(24)는 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 등과 같은 수지로 형성될 수 있으며, 해저에 포설되는 전력 케이블의 경우에는 차수성이 우수한 폴리에틸렌 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 난연성이 요구되는 환경에서는 폴리염화비닐 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전력 케이블(100)은 상기 고분자 시스의 내측 또는 외측에 아연도금 처리된 강철 케이프 등으로 구성되는 금속 보강층(26)을 구비하여, 상기 절연유의 팽창에 의해 상기 금속시스(22)가 팽창하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 금속 보강층(26)의 상부 및/또는 하부에는 반도전성 부직포 테이프 등으로 이루어져 전력 케이블에 가해지는 외력을 완충하는 베딩층(미도시)을 구비할 수 있으며, 폴리염화비닐 내지 폴리에틸렌 등의 수지로 구성되는 외부 시스(28)를 더 구비하여 전력 케이블의 내식성, 차수성 등을 더욱 향상시키고, 기계적 외상 및 열, 자외선 등의 기타 외부 환경 요인으로부터 케이블을 추가적으로 보호할 수 있다.
또한, 해저에 포설되는 전력 케이블은 선박의 닻 등에 의해 외상을 입기 쉬우며, 해류나 파랑 등에 의한 굽힘력, 해저면과의 마찰력 등에 의해서도 파손될 수 있으므로 이를 막기 위하여 상기 케이블 보호부의 외부에 케이블 외장부(30)를 추가로 구비할 수 있다.
상기 케이블 외장부는 아머층(34) 및 써빙층(38)을 포함할 수 있다. 상기 아머층(34)은 강철, 아연도금강, 구리, 황동, 청동 등으로 이루어지고 단면 형태가 원형, 평각형 등인 와이어를 횡권하여 적어도 1층 이상으로 구성할 수 있으며, 상기 전력 케이블의 기계적 특성과 성능을 강화하는 기능을 수행할 뿐만아니라 외력으로부터 케이블을 추가적으로 보호한다.
폴리프로필렌 얀 등으로 구성되는 상기 써빙층(38)은 상기 아머층(34)의 상부 및/또는 하부에 1층 이상으로 형성되어 케이블을 보호하며, 최외곽에 형성되는 써빙층(34)은 색상이 다른 2종 이상의 재료로 구성되어 해저에서 포설된 케이블의 가시성을 확보할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 장치(1100)와 종단접속함(200)을 구비하는 종단접속함 압력 보상 시스템(1000)을 도시한 개략도이다. 도 2에서는 종단접속함(200)의 내부 구성을 도시하기 위하여 일부를 절개하여 내부 구성을 도시한다.
도 2를 참조하면, 상기 종단접속함(200)은 애관(210)을 구비한다. 애관(210)은 내부에 소정의 공간을 구비하여, 후술하는 바와 같이 전력케이블(100)이 소정 길이로 삽입되어 관통된다. 애관(210)은 상기 전력케이블을 절연하고 지지하는 역할을 하게 된다. 따라서, 애관(210)은 전기적으로 충분한 절연내력(絶緣耐力)을 갖도록 하기 위하여 표면을 따라 다수개의 주름 또는 돌기부(212)를 구비한다. 상기 주름 또는 돌기부에 의해 절연거리를 증가시켜 절연내력이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 애관(210)은 절연내력을 가지면서 동시에 적당한 수준의 강도를 유지하기 위하여 경질자기 또는 고분자 수지를 이용하여 제작될 수 있다.
상기 전력케이블(100)은 애관(210)을 관통하며, 애관(210)의 상단부를 통하여 전력케이블(100)의 도체(10)와 전기적으로 연결된 도체 인출봉(41)이 소정길이 돌출된다. 상기 애관(41)의 상단부에는 코로나 쉴드(42)를 구비할 수 있다. 상기 코로나 쉴드(42)는 각 모서리가 둥글게 형성되어 코로나 방전을 방지할 수 있으며, 상기 도체 인출봉(41)은 상기 코로나 쉴드(42)를 관통하여 상기 애관(210)의 외부로 돌출된다.
상기 전력케이블(100)은 애관(210)의 내부에서 도체(10)를 감싸는 구성요소들이 벗겨지고 애관(210)의 단부에서 도체(10)만이 노출되어 상기 도체 인출봉(41)에 접속되며, 상기 도체 인출봉(41)이 상기 코로나 쉴드(42)를 관통하여 돌출되어 가공선(미도시)과 연결된다. 즉, 상기 전력케이블(100)이 종단접속함(200)의 애관(210) 내부로 삽입되는 경우에 전력케이블(100)은 케이블 외장부(30)가 제거된 상태이며, 도체(10), 내부반도전층(12), 절연층(14), 외부반도전층(16), 및 금속시스(22)가 순차적으로 노출된 상태로 애관(210)으로 삽입된다. 이 경우, 제거되지 않은 외부반도전층(16)이 소정길이만큼 애관(210) 내부로 삽입된다. 즉, 전력케이블(100)은 절연층(14)이 노출되어 애관(210)으로 삽입되며, 외부반도전층(16)이 소정길이 애관(210) 내부로 삽입된다.
한편, 애관(210)의 내부에는 절연유(220)가 충진될 수 있다. 절연유(220)는 애관(210) 내부에서 전력케이블(100)과 애관(210) 내벽 사이에서 유동하여 전기적으로 절연하는 역할을 하게 된다. 상기 절연유를 충진하는 방법에 대해서는 이후에 상세히 살펴보기로 한다.
상기 절연층(14)이 노출되도록 외부반도전층(16)의 일부가 제거된 전력케이블(100)이 삽입된 상태라면, 내부반도전층과의 사이에서 전압이 인가되는 경우에 외부반도전층(16)의 단부에 전계가 집중될 수 있다. 이는 외부반도전층(16) 및 절연층(14)의 파손을 발생시킬 수 있다. 따라서, 도면에 도시된 바와 같이, 애관(210)의 내부에는 케이블(100)의 전계 집중을 완화시키는 전계완화콘(260) 및 차폐층(230)을 구비할 수 있다.
차폐층(230)은 전계완화콘(260)의 외부에 구비되며, 애관(210) 내부로 삽입된 케이블(100)의 외부반도전층(16)에 전기적으로 연결된다. 즉, 케이블(100)의 절연층(14)이 노출된 상태로 케이블(100)이 애관(210) 내부로 삽입되는 경우에도 외부반도전층(16)은 소정길이만큼 애관(210) 내부로 삽입된다. 이 경우, 차폐층(230)은 애관(210) 내부로 삽입된 외부반도전층(16)과 전기적으로 연결된다. 차폐층(230)이 외부반도전층(16)과 전기적으로 연결되어야 전계가 외부반도전층(16)의 단부에 집중되는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 차폐층(230)은 애관(210) 내부에서 대략 길이 방향으로 완만하게 벌려지면서 소정길이 연장되도록 형성된다. 따라서, 내부반도전층(12)과 차폐층(230) 사이에서 등전위선이 급격히 꺾이는 것을 방지하며, 등전위선은 내부반도전층(12)과 차폐층(230)의 사이를 따라 진행하게 된다.
한편, 전계완화콘(260)은 권심(280)의 표면에 절연지(261)와 금속 시트(262)를 감아서 제작될 수 있다. 상기 금속 시트(262)는 복수 개가 상기 절연지(261) 사이에 형성되어 전극의 역할을 하게 되며, 상기 절연지(261)에 인가되는 전계를 일정 간격으로 분포시킬 수 있다. 상기 권심(280)은 케이블(100)의 코어, 즉 절연층(14)이 남아있는 케이블(100)의 외주에 대략 일치하게 내경이 형성된다. 따라서, 권심(280)의 내부를 통해 케이블(100)을 관통시켜 권심(280) 및 전계완화콘(260)을 설치하게 된다. 구체적으로 권심(280) 표면에 절연지(261)의 지권 이후에 절연유 재함침 공정을 거쳐 전계완화콘이 제작된다. 상기와 같은 공정을 거쳐 제작된 전계완화콘(260)의 중량은 절연유의 재함침공정에 의해 증가하게 된다. 그런데, 상기 종단접속함(200)은 일반적으로 수직한 방향으로 설치된다. 따라서, 전계완화콘(260) 및 권심(280)을 지지할 구성을 필요로 할 수 있다. 이를 위하여, 종래 종단접속함은 상기 전계완화콘(260)을 지지하기 위한 별도의 지지수단을 구비하였으나, 이는 종단접속함의 구성을 복잡하게 할 뿐만 아니라, 케이블과 종단접속함의 하부를 연결하는 차폐공정에서 충분한 작업공간의 확보를 저해하여 시간 및 비용을 상승시키는 요인으로 작용하였다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 전계완화콘(260)을 지지하기 위하여 별도의 지지수단을 구비하지 않고, 케이블(100)의 외곽에 보강절연층(240)을 구비하여 전계완화콘(260)을 지지하게 된다.
보강절연층(240)은 외부반도전층(16)이 제거된 케이블(100)의 절연층(14) 외곽에 구비되어 절연 역할과 함께 전술한 전계완화콘(260)을 지지하는 역할을 하게 된다. 즉, 단순히 전계완화콘을 지지하는 것이 아니라, 절연지 등을 케이블(100)의 절연층(14) 외곽에 감싸서 보강절연층(240)을 형성하여 절연성능을 향상시키게 된다. 따라서, 보강절연층(240)이 형성된 영역은 다른 영역에 비해 전계가 감소하게 된다.
이 경우, 도면에 도시된 바와 같이, 보강절연층(240)은 종단접속함(200)의 상부, 즉 도체(10)가 인출되는 단부를 향하여 소정의 경사를 가지도록 형성될 수 있으며, 전계완화콘(260), 보다 상세하게는 권심(280)도 상기 경사에 대응하도록 형성될 수 있다. 상기 보강절연층(240)의 경사에 대응하여 권심을 제작하는 경우에 상기 권심도 소정의 경사를 가지도록 형성되어야 하므로, 도면에 도시된 바와 같이 소위 '2단 권심'의 형태를 가지도록 구비될 수 있다.
즉, 케이블(100)의 절연층(14)과 평행하게 구비된 제1 베이스부(282)와 상기 보강절연층(240)의 외주에 밀착하는 제2 베이스부(286)와, 상기 제1 베이스부(282)와 제2 베이스부(286)를 연결하는 경사부(284)를 구비할 수 있다. 상기 경사부(284)는 보강절연층(240)의 경사에 대응하도록 형성되어, 전계완화콘(260) 및 권심(280)에 케이블(100) 코어를 삽입하는 경우에 도면에 도시된 바와 같이, 보강절연층(240)의 경사진 상부에 전계완화콘(260) 및 권심(280)이 걸려 지지된다. 이 경우, 보강절연층(240)은 전체적인 절연성능을 향상시키는 동시에 전계완화콘(260)의 중량을 지지할 수 있도록 그 두께가 결정되며, 예를 들어 절연층(14)이 노출된 케이블(100)의 외경의 대략 1.5배 내지는 2.5배, 바람직하게는 2배의 외경을 갖도록 결정될 수 있다. 이 경우, 보강절연층(240)이 형성된 영역은 다른 영역에 비해 전계가 대략 절반 정도로 감소하게 된다.
상기 2단 권심에 의해 제작된 전계완화콘은 MI 케이블 뿐만 아니라, OF 케이블을 비롯하여 절연층을 XLPE(Cross-linked Polyethylene; 가교 폴리에틸렌)로 제작한 케이블의 종단접속함에도 적용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 시스템(1000)은 상기와 같은 구조를 가지는 종단접속함(200)에 상기 절연유를 충진하기 위하여 상기 절연유가 수용된 절연유 압력 탱크(1200), 상기 절연유 압력 탱크(1200)와 종단접속함(200) 사이에 배치되는 종단접속함 압력 보상 장치(1100), 상기 절연유 압력 탱크(1200)와 상기 종단접속함 압력 보상 장치(1100)를 연결하여 절연유의 통로를 제공하는 제1, 2 관로(1310, 1320), 및 상기 종단접속함 압력 보상 장치(1100)와 종단접속함(200)을 연결하여 절연유의 통로를 제공하는 제3 관로(1330)를 구비할 수 있다.
상기 절연유 압력 탱크(1200)는 상기 절연유를 수용할 수 있다. 상기 절연유는 상기 케이블 및 종단접속함(200)에 충전된 절연유와 동일할 수 있으며, 상기 절연유 압력 탱크(1200)와 종단접속함(200)을 서로 연결하는 제1, 2, 3 관로(1310, 1320, 1330)를 통해 절연유 압력 탱크(1200)와 종단접속함(200) 사이를 유동할 수 있다.
상기 절연유는 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력과 종단접속함(200) 내의 압력 차이에 의해 절연유 압력 탱크(1200)로 또는 종단접속함(200)으로 유동될 수 있다. 구체적으로 상기 절연유 압력 탱크(1200)는 일정한 압력을 유지할 수 있다. 상기 절연유 압력 탱크(1200)는 일 실시예로서 그 내부 압력이 대략 3bar로 유지될 수 있다. 종단접속함(200)과 연결된 케이블의 온도가 상승함에 따라 케이블 내의 절연유가 팽창하게 되므로 종단접속함(200) 내의 압력도 증가하게 된다. 종단접속함(200) 내의 압력이 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력보다 더 크게 되는 경우에는 그 압력 차이에 의해 종단접속함(200)에서 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 이동하게 되며, 종단접속함(200) 내의 압력이 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력보다 더 작게 되는 경우에는 그 압력 차이에 의해 절연유 압력 탱크(1200)에서 종단접속함(200)으로 절연유가 이동하게 된다.
상기 절연유 압력 탱크(1200)에 수용된 절연유는 상기 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력과 종단접속함(200) 내의 압력 차이에 의해 절연유가 절연유 압력 탱크(1200)로 또는 종단접속함(200)으로 유동될 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 케이블(100)이 통전되는 경우, 상기 종단접속함(200)과 연결된 케이블의 온도가 상승함에 따라 종단접속함(200)에 충진된 절연유가 팽창하고 케이블 내의 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함으로 유입되게 되므로 종단접속함(200) 내의 압력도 증가하게 되며, 과도하게 압력이 증가하는 경우, 애관이 파괴되거나 케이블 절연층 변형 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력보다 더 크게 되는 경우에는 그 압력 차이에 의해 종단접속함(200)에서 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 이동하게 되며, 종단접속함(200) 내의 압력이 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력보다 더 작게 되는 경우에는 그 압력 차이에 의해 절연유 압력 탱크(1200)에서 종단접속함(200)으로 절연유가 이동하게 된다.
상기 절연유 압력 탱크(1200)에 수용된 절연유는 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력과 종단접속함(200) 내의 압력 차이에 의해 절연유가 절연유 압력 탱크(1200)로 또는 종단접속함(200)으로 유동될 수 있다. 다만, 상기 절연유 압력 탱크(1200)는 내부에 압력 완충 부재를 구비하여 일정한 압력을 유지할 수 있다. 상기 절연유 압력 탱크(1200)는 일 실시예로서 그 내부 압력이 대략 3bar로 유지될 수 있다. 종단접속함(200)과 연결된 케이블의 온도가 상승함에 따라 케이블 내의 절연유가 팽창하게 되므로 종단접속함(200) 내의 압력도 증가하게 된다. 종단접속함(200) 내의 압력이 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력보다 더 크게 되는 경우에는 그 압력 차이에 의해 종단접속함(200)에서 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 이동하게 되며, 종단접속함(200) 내의 압력이 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력보다 더 작게 되는 경우에는 그 압력 차이에 의해 절연유 압력 탱크(1200)에서 종단접속함(200)으로 절연유가 이동하게 된다.
다만, 케이블이 통전되는 경우, 특히 고전압이 인가되는 경우에는 케이블의 온도가 매우 높은 온도까지 올라가게 되어 종단접속함(200) 내의 압력이 수십~수백 bar 이상으로 상승할 수 있다. 상기 종단접속함(200)과 연결된 케이블의 온도가 상승함에 따라 종단접속함(200)에 충진된 절연유가 팽창하고 케이블 내의 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함으로 유입되게 되므로 종단접속함(200) 내의 압력도 증가하게 되며, 과도하게 압력이 증가하는 경우, 애관이 파괴되거나 케이블 절연층 변형 등의 문제가 발생할 수 있다.
이에 반하여, 외부 환경 요인이나 통전 중단으로 케이블의 온도가 내려가게 되는 경우에는 종단접속함(200) 내의 압력이 3bar 이하가 되거나 부분적으로 음압(negative pressure)이 발행할 수 있다. 고전압 케이블에서 케이블의 온도 상승폭이 케이블의 온도 하강폭보다 매우 크므로, 케이블 온도 상승시 종단접속함(200)에서 절연유 압력 탱크(1200)로 이동하는 절연유의 양이 케이블 온도 하강시 절연유 압력 탱크(1200)에서 종단접속함(200)으로 이동하는 절연유의 양이 더 크게 될 수 있다. 즉 케이블 내의 절연유 유출량이 유입량보다 더 많아지게 되며, 케이블의 절연층에 함침된 절연유가 절연유 압력 탱크(1200)로 유출되지만 유출된 절연유 만큼 종단접속함(200)으로 유입되지 않게 되어 케이블의 절연층에 캐비티(cavity)가 발생할 수 있으며, 상기 캐비티에서 절연파괴가 일어날 수 있다.
본 발명은 종단접속함(200)과 절연유 압력 탱크(1200) 사이에 종단접속함 압력 보상 장치(1100)가 배치되며, 상기 종단접속함 압력 보상 장치(1100)는 종단접속함(200)과 절연유 압력 탱크(1200) 사이에서의 절연유 유동을 제어함으로써 절연유의 과도한 유동을 방지하여 케이블의 절연층에서 캐비티가 발생하는 것을 막을 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 압력 보상 장치(1100)는 상기 절연유 압력 탱크(1200)와 종단접속함(200) 사이에서 절연유의 유동 흐름을 차단하거나 허용함으로써 상기 절연유 함침 케이블의 온도 변화에 따라 변동하는 상기 절연유 함침 케이블 또는 상기 종단접속함(200)의 압력이 소정의 압력 범위 내에 있도록 제어할 수 있다. 즉 압력 보상 장치(1100)는 케이블 통전 또는 외부 환경에 의해 케이블의 온도가 상승하고 케이블 내의 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함(200)의 압력이 상승하고, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 소정의 압력 범위의 상한 압력값에 도달하는 경우, 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이의 제1 관로(1310)를 개방할 수 있다. 개방된 상기 제1 관로(1310)를 따라 절연유는 압력이 상대적으로 더 높은 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 유동될 수 있으며, 상기 종단접속함(200)의 압력은 낮아질 수 있다.
상기 압력 보상 장치(1100)는 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이의 제1 관로(1310) 개방 후 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 상기 절연유가 유동되어 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 상한 압력값 미만이 되는 경우, 상기 제1 관로(1310)를 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 상한 압력값을 초과하여 상승하는 것을 방지할 수 있다. 또한 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 상한 압력값 미만인 경우에는 상기 제1 관로(1310)가 폐쇄되어 절연유의 유동이 차단되는바, 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 즉 본 발명은 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 상한 압력값 미만에서는 제1 관로(1310)를 폐쇄하여 종단접속함(200)에서 절연유 압력 탱크(1200)으로 절연유 유출을 막을 수 있으며, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 상한 압력값을 초과하는 경우에는 제1 관로(1310)를 개방하여 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 상기 상한 압력값을 초과하여 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또한 압력 보상 장치(1100)는 케이블의 단전 또는 외부 환경에 의해 케이블의 온도가 하강하여 케이블 내의 절연유가 수축하여 상기 종단접속함(200)의 압력이 내려가고, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력보다 작아지는 경우, 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이의 제2 관로(1320)를 개방할 수 있다. 개방된 상기 제2 관로(1320)를 따라 절연유는 압력이 상대적으로 더 높은 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 유동될 수 있으며, 상기 종단접속함(200)의 압력이 높아질 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력 미만으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
상기 압력 보상 장치(1100)는 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이의 제2 관로(1320) 개방 후 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 상기 절연유가 유동되어 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200) 내의 압력과 같거나 커지는 경우, 상기 제2 관로(1320)를 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력 미만으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또한 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력값 보다 더 커지는 경우에는 상기 제2 관로(1320)가 폐쇄되어 절연유의 유동이 차단되는바, 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 즉 본 발명은 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력 보다 큰 경우에는 제2 관로(1320)를 폐쇄하여 종단접속함(200)에서 절연유 압력 탱크(1200)로의 절연유 유출을 막을 수 있으며, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력 미만으로 떨어지는 경우에는 제2 관로(1320)를 개방하여 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력 미만으로 하락하는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 장치(1100)를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 장치(1100)는 제1 밸브(1110)와 제2 벨브(1120)를 구비할 수 있다. 상기 제1 밸브(1110)는, 상기 종단접속함(200)의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하는 경우, 개방되어 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 유동되도록 할 수 있다. 상기 제2 밸브(1120)는 상기 종단접속함(200)의 압력이 하강하여 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력보다 작아지는 경우, 개방되어 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 상기 절연유가 유동되도록 할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 제1 밸브(1110)는 상기 절연유 함침 케이블의 통전시 또는 외부 환경 변화에 의해 상기 케이블 내 상기 절연유의 온도가 상승하여 상기 절연유가 팽창하고 이에 따라 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 상승하여 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 상기 기 설정된 압력값을 초과하는 경우 개방되며, 상기 종단접속함(200)에서 상기 기 설정된 압력값보다 낮은 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 상기 절연유가 유동될 수 있다.
상기 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 유동된 후 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 낮아지는 경우, 상기 제1 밸브(1110)는 닫혀져 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 상기 절연유가 유동되지 않을 수 있다.
즉 상기 제1 밸브(1110)는 일반적으로 폐쇄되어 있으며, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 제1 밸브(1110)에서 이미 설정된 압력 이상이 되는 경우 개방될 수 있다. 상기 제1 밸브(1110)는 일 예로서 릴리프 밸브일 수 있다.
상기 제2 밸브(1120)는, 상기 케이블의 단전이나 외부 환경의 변화에 의해 상기 케이블 내의 절연유가 냉각되어 수축됨으로써 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 하강하여 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력보다 작아지는 경우 개방되며, 일정한 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 상기 절연유가 유동하고, 상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브(1120)는 닫혀져 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 상기 절연유가 유동되지 않을 수 있다.
즉 상기 제2 밸브(1120)는 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이에서 배치되어 일반적으로 폐쇄되어 있으나, 가변적이 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 대체적으로 일정한 압력을 유지하는 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력보다 낮아지는 경우 개방될 수 있다. 상기 제2 밸브(1120)가 개방된 경우에는 상기 제2 밸브(1120)의 압력보다 압력이 더 높은 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 절연유가 유동될 수 있다. 상기 종단접속함(200)와 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이의 압력차이에 의해 개방된 상기 제2 밸브(1120)를 통해 상기 절연유가 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 유동되어 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력이 동일해지거나, 상기 케이블(100)의 통전 또는 외부 요인에 의해 상기 케이블(100)의 온도가 상승하여 상기 종단접속함(200) 또는 상기 케이블(100) 내의 절연유의 온도가 상승하고 압력이 높아지는 경우, 상기 제2 밸브(1120)는 닫혀지게 되며, 상기 종단접속함(200)와 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이에서 절연유가 유동되지 않는다. 상기 제2 밸브는 일 예로서 체크 밸브일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 종단접속함 압력 보상 방법은 우선 상기 종단접속함(200)의 압력이 제1 밸브(1110)의 기 설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 종단접속함(200))과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이에 배치되는 제1 밸브(1110)가 개방되어 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 유동될 수 있다(S101).
상기 절연유 함침 케이블의 통전시 또는 외부 환경 변화에 의해 상기 케이블 내 상기 절연유의 온도가 상승하여 상기 절연유가 팽창하고 이에 따라 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 상승하여 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 상기 제1 밸브(1110)의 기 설정된 압력값을 초과하는 경우 상기 제1 밸브(1110)가 개방되며, 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력 차이에 의해 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 유동될 수 있다.
상기 제1 밸브(1110)가 개방되어 상기 절연유가 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 유동된 후 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 기 설정된 압력값 미만이 되는 경우, 상기 제1 밸브(1110)가 닫히는게 된다(S102).
상술한 바와 같이 상기 제1 밸브(1110)가 개방된 후에는 압력이 더 높은 상기 종단접속함(200)에서 압력이 낮은 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유가 유동될 수 있다.
상기 제1 밸브(1110)가 개방된 후, 절연유가 유출되는 상기 종단접속함(200)은 압력이 계속적으로 낮아지게 된다. 하지만, 상기 절연유 압력 탱크(1200)는 특성상 절연유가 유입되어도 일정한 압력을 유지하게 된다. 상기 종단접속함(200)은 절연유의 유출로 압력이 낮아지다가 그 압력이 상기 제1 밸브(1110)를 개방시키는 압력, 즉 상기 기 설정된 압력값에 도달하는 경우, 상기 제1 밸브(1110)는 닫히게 되며, 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이의 절연유 유동이 중단될 수 있다.
상기 종단접속함(200)의 압력이 하강하여 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력보다 작아지는 경우, 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이에 배치되는 제2 밸브(1120)가 개방되어 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 상기 절연유가 유동될 수 있다(S103).
상세하게는, 상기 케이블의 단전이나 외부 환경의 변화에 의해 상기 케이블 내 절연유의 온도가 내려가면 상기 절연유는 수축되어 상기 케이블 및 상기 종단접속함(200)의 압력이 하강하게 됩니다. 상기 종단접속함(200) 내의 압력이 하강하여 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력보다 작아지는 경우, 제2 밸브(1120)가 개방될 수 있다. 압력차이에 의해 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 절연유가 유동될 수 있다.
상기 제2 밸브(1120)가 개방되어 상기 절연유가 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 유동된 후, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브(1120)가 닫히는 된다(S104).
상술한 바와 같이 상기 제2 밸브(1120)가 개방된 후에는 압력이 더 높은 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)으로 절연유가 유동될 수 있으며, 상기 절연유가 유입되는 상기 종단접속함(200)의 압력은 상승하게 된다. 하지만, 상기 절연유 압력 탱크(1200)는 특성상 절연유가 유입되어도 일정한 압력을 유지하게 된다. 상기 종단접속함(200)은 절연유의 유입으로 압력이 높아지다가 그 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브(1120)는 닫히게 되며, 상기 종단접속함(200)과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 사이의 절연유 유동이 중단될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 기 설정 압력값을 초과하는 경우에는 상기 제1 밸브(1110)가 개방되고 상기 종단접속함(200)에서 상기 절연유 압력 탱크(1200)로 절연유를 유동시켜 상기 종단접속함(200)의 압력이 높아지는 것을 방지할 수 있으며, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 절연유 압력 탱크(1200)의 압력 보다 낮아지는 경우에는 상기 제2 밸브(1120)가 개방되고 상기 절연유 압력 탱크(1200)에서 상기 종단접속함(200)로 절연유를 유동시켜 상기 종단접속함(200)의 압력이 매우 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 종단접속함(200)의 압력이 상기 제1 밸브(1110)의 기 설정 압력값과 상기 절연유 압력 탱크(1200) 압력 사이에서는 상기 제1 밸브(1110)와 상기 제2 밸브(1120)가 닫혀 있어서 상기 종단접속함(200) 내의 절연유 유출을 막을 수 있는바, 상기 종단접속함(200)과 연결된 케이블의 절연층에 함침된 절연유가 유출되어 캐비티가 발생하고 이에 인해 절연파괴가 되는 것을 방지할 수 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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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..도체
100..전력케이블
200..종단접속함
210..애관
220..절연유
260..전계완화콘
1100..압력 보상 장치
1200..절연유 압력 탱크
100..전력케이블
200..종단접속함
210..애관
220..절연유
260..전계완화콘
1100..압력 보상 장치
1200..절연유 압력 탱크
Claims (20)
- 절연유 함침 케이블의 종단과 연결되는 종단접속함과 절연유 압력 탱크 사이에 배치되는 종단접속함 압력 보상 장치에 있어서,
상기 압력 보상 장치는,
상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로, 또는 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 절연유를 유동시키거나 차단함으로써, 상기 절연유 함침 케이블의 온도 변화에 따라 변동하는 상기 절연유 함침 케이블 또는 상기 종단접속함의 압력이 소정의 압력 범위 내에 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 압력 보상 장치는,
상기 종단접속함의 압력이 상승하여 상기 소정의 압력 범위의 상한 압력값에 도달하는 경우, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이의 관로를 개방하여 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되도록 함으로써 상기 종단접속함의 압력이 상기 상한 압력값을 초과하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제2항에 있어서,
상기 압력 보상 장치는,
상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이의 관로 개방 후 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되어 상기 종단접속함의 압력이 상기 상한 압력값 미만이 되는 경우, 상기 관로를 차단하는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 압력 보상 장치는,
상기 종단접속함의 압력이 하강하여 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크 내의 압력보다 작아지는 경우, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이의 관로를 개방하여 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되도록 함으로써 상기 종단접속함의 압력이 상기 소정의 압력 범위의 하한 압력값 미만이 되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제4항에 있어서,
상기 압력 보상 장치는,
상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이의 관로 개방 후 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되어 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크 내의 압력과 같거나 커지는 경우, 상기 관로를 차단하는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 압력 보상 장치는,
상기 종단접속함의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하는 경우, 개방되어 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 절연유가 유동되도록 하는 제1 밸브; 및
상기 종단접속함의 압력이 하강하여 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우, 개방되어 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되도록 하는 제2 밸브; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제1 밸브는, 상기 절연유 함침 케이블의 통전시 상기 절연유의 온도 상승으로 상기 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함 내의 압력이 상승하고, 상기 종단접속함 내의 압력이 상기 기 설정된 압력값을 초과하는 경우 개방되며, 상기 종단접속함에서 상기 기 설정된 압력값보다 낮은 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동하고,
상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 낮아지는 경우, 상기 제1 밸브는 닫혀져 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되지 않는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제1 밸브는 릴리프 밸브인 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2 밸브는, 상기 절연유가 냉각되어 수축됨으로써 상기 종단접속함 내의 압력이 하강하여 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우 개방되며, 일정한 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동하고,
상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브는 닫혀져 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되지 않는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2 밸브는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 장치. - 절연유 함침 케이블의 종단에 연결되는 종단접속함의 압력 보상 시스템에 있어서,
절연유를 수용하는 절연유 압력 탱크;
상기 종단접속함의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하는 경우, 개방되어 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 절연유가 유동되도록 하는 제1 밸브; 및
상기 종단접속함의 압력이 하강하여 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우, 개방되어 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되도록 하는 제2 밸브; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 제1 밸브는, 상기 절연유 함침 케이블의 통전시 상기 절연유의 온도 상승으로 상기 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함 내의 압력이 상승하고, 상기 종단접속함 내의 압력이 상기 기 설정된 압력값을 초과하는 경우 개방되며, 상기 종단접속함에서 상기 기 설정된 압력값보다 낮은 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동하고,
상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 낮아지는 경우, 상기 제1 밸브는 닫혀져 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되지 않는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 제1 밸브는 릴리프 밸브인 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 제2 밸브는, 상기 절연유가 냉각되어 수축됨으로써 상기 종단접속함 내의 압력이 하강하여 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우 개방되며, 일정한 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동하고,
상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브는 닫혀져 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되지 않는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 제2 밸브는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 시스템. - 절연유 압력 탱크에 연결되며, 절연유 함침 케이블의 종단에 배치되는 종단접속함에 절연유를 충진하여 상기 종단접속함의 압력을 보상하는 방법에 있어서,
상기 종단접속함의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이에 배치되는 제1 밸브가 개방되어 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 절연유가 유동하는 단계;
상기 절연유가 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 유동되어 상기 종단접속함의 압력이 상기 기 설정된 압력값 미만이 되는 경우, 상기 제1 밸브가 닫히는 단계;
상기 종단접속함의 압력이 하강하여 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우, 상기 종단접속함과 상기 절연유 압력 탱크 사이에 배치되는 제2 밸브가 개방되어 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동하는 단계; 및
상기 절연유가 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 유동되어 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브가 닫히는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 방법. - 제16항에 있어서,
상기 제1 밸브는, 상기 절연유 함침 케이블의 통전시 상기 절연유의 온도 상승으로 상기 절연유가 팽창하여 상기 종단접속함 내의 압력이 상승하고, 상기 종단접속함 내의 압력이 상기 기 설정된 압력값을 초과하는 경우 개방되며, 상기 종단접속함에서 상기 기 설정된 압력값보다 낮은 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동하고,
상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 낮아지는 경우, 상기 제1 밸브는 닫혀져 상기 종단접속함에서 상기 절연유 압력 탱크로 상기 절연유가 유동되지 않는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 방법. - 제16항에 있어서,
상기 제1 밸브는 릴리프 밸브인 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 방법. - 제16항에 있어서,
상기 제2 밸브는, 상기 절연유가 냉각되어 수축됨으로써 상기 종단접속함 내의 압력이 하강하여 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력보다 작아지는 경우 개방되며, 일정한 압력을 유지하고 있는 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동하고,
상기 절연유의 유동 후 상기 종단접속함의 압력이 상기 절연유 압력 탱크의 압력과 동일하거나 커지게 되는 경우, 상기 제2 밸브는 닫혀져 상기 절연유 압력 탱크에서 상기 종단접속함으로 상기 절연유가 유동되지 않는 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 방법. - 제16항에 있어서,
상기 제2 밸브는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 종단접속함 압력 보상 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20170201 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20220112 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20170201 Comment text: Patent Application |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230830 Patent event code: PE09021S01D |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240213 |
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| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240216 Patent event code: PR07011E01D |
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| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240216 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
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| PG1601 | Publication of registration |