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이 원고는 일본 《電氣現場技術》誌에서 번역 전재한 것입니다.로드브레이크엘보 탈착공구 -개발에 의한 작업성,안전성의 향상-목적과 배경로드브레이크엘보형 지상변압기나 고압분기장치를 조작할 때 지상용변압기는 기계내부에 부착되어 있는 조작봉을 고압분기장치는 전용의 조작공구의 사용을 실시하고 있지만, 작업범위가 한정된 개소에서의 조작이나 체력을 요하는 작업에 있는 것은 현지 조작에 많은 어려움이 있는 상황이다.또, 조작 곤란한 상태에서 조작을 행하는 로드브레이크엘보 접속부에 손상을 가하거나, 배전선 사고의 원인이 되는 가능성도 있는 것부터 작업효율의 개선·안전성의 향상을 고려하고 배전선 사고의 미연의 방지를 실시하는 목적으로 로드브레이크엘보 탈착공구의 개발에 몰두했다. 개요로드브레이크엘보는 가동부와 개정부에서의 조립, EP고무에서 제작된 기포 등의 유해한 작업없이 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층에서 형성되고 있는 기구직결용 케이블 종단부에서 지상용변압기와 고압분기장치에 채용되고 있다.지상용변압기나 고압분기장치는 주로 배전선로 계통교환·공사구간 정전 시 등에 조작을 하고, 특별히 긴급대응이 필요한 배전선 사고 수사 시에 신속한 작업이 가능해 졌다.현장분석과 문제점 1. 배치상황토치기지점내에 배치되어 있는 로드브레이크엘보의 시설수량의 조사를 실시하던 중, 지상용변압기에 로드브레이크엘보형이 차지하는 퍼센트는 약 30% <그림 1>, 고압분기장치에 관해서는 이미 엘보형을 채용하고 있어, 설치장소를 확인할 경우 HH내가 약 70%, 지하구멍에서 약 30% <그림 2>이다.2. 조작방법과 조작공구① 지상용변압기내부에 부속된 무게 약 1.5kg, 길이 약 1m의 조작봉으로 뽑아내거나 삽입 조작을 실시. 약 2m의 조작공간이 필요하다 <그림 3>.② 고압분기장치무게 약 2kg, 길이 약 1.5m의 전용조작공구에 의해 뽑아내거나 삽입조작을 실시. 약 2m의 조작공간이 필요하다 <그림 4>.3. 문제점① 작업범위확보가 곤란한 개소a. 지상용변압기(측면문 타입)기계설치 후에 부근의 식수대에 가로수가 증설되거나, 가로수 성장장애 문제에 따라 <그림 5>와 같이 문의 개패는 가능하지만 로드브레이크엘보를 조작하는 순간에 수직조작이 가능하지 않은 경우도 있고, 그 외 건조물 및 차양에 의한 방해를 포함해서도 우찌노미야 지사 지상용변압기 중 약 40%가 작업 곤란한 개소로서, 관리되고 있다.b. 고압분기장치도로상의 맨홀(HH)내에 설치된 고압분기장치의 조작에서는, 약 2M의 조작공간을 꼭 확인하는 것부터 시작해, 도로상의 거의 작업구획을 설계 점거하게 된다. 또 <그림 6>에 표시된 대로 벽에 조작공구가 접촉하고 수직방향의 조작이 불가능한 경우도 있다.② 크게 뽑아내 토크(회전)의 확보가 필요한 개소로드브레이크엘보를 삽입하기 전에 확실한 삽입과 조작의 용역을 위해 기합부가 되는 가동부의 내측에 실리콘 글레이즈를 십분 여 살포하고 있지만, 장기간 삽입(투입)상태를 계속할 때 실리콘 글레이즈의 기름성분이 EP고무에 침수돼, 그림에 나타난 기합부의 위치로 개착할 수도 있을 뿐만 아니라 큰 체력을 요하는 뽑아내는 작업이 될 경우도 있다.또 로드브레이크엘보 내부에는 약간의 공간이 있어, 직공상태에서에 가까워도 앞에서 서술한 대로 밀착성이 높아져 기합부에서 공기가 없어져, 뽑아내는 작업이 어렵게 된다<그림 7>. [참고]·로드브레이크엘보 뽑아낼 토크 : 30∼100kgf·로드브레이크엘보 삽입(투입) 토크 : 30∼45kgf(타 지사 검정 데이터 인용)이상에서와 같이 로드브레이크엘보형 지상용변압기 및 고압분기장치의 현지조작에 큰 어려움이 있는 상황을 알 수 있다.수직방향의 조작이 불가능해서 경사지게 뽑아내는 행위를 뽑아내는 토크면에서 중지를 할 수 없고 2명 이상 작업시에는 안전면에서 문제가 있고 또 설비손상의 발생도 좀 더 될 수 있기 때문에 큰 과제가 되고 있다.개발 경과1. 공구개발의 조건① 단독작업으로 조작이 가능할 것② 일정 공간에서 조작이 가능할 것③ 로드브레이크엘보 형 지중기구(지상용변압기·고압분기장치)의 조작이 함께 가능할 것④ 소형이고 경량으로 운반하기 쉬울 뿐만 아니라 조작이 용이할 것⑤ 삽입조작이 가능할 것2. 개발에 이른 경위현행 지상용변압기 로드브레이크엘보 뽑아내는 공구라며 타 지점에서 고안한 로드브레이크엘보 뽑아내는 공구를 검사한 결과, 공구개발의 조건이 되는 소형·경량의 컨셉에서 타 지점 고안의 뽑아내는 공구의 형태를 참고해서 개발에 착수했다.3. 시작품의 검증① 1호기 시제품<그림 8> a. 구조설명·재질은 알루미늄 합금과 스테인리스 강을 채용·손잡이를 돌릴 때 내부 볼트가 회전, 기계 힘으로 빼내는 구조·분해 가능한 조작 핸들의 채용·지점이 되는 선단부에는 수지를 채용·전장 550mm, 중량 2.0kg, 소형·경량화를 실현·엘보를 설치함으로써, 핸들을 돌렸을 때 후크가 가동해 걸리는 구조·1호 시작품에 대해서는 빼내는 조작만을 가능하게 한 구조b. 1호 시작품의 문제점과 개선안·빼냄 조작을 위해 공구를 설치할 때, 후크 장치의 확인이 어려워 충전부에 얼굴이 가까워지기 때문에 확인창의 확대를 필요로 한다.·안쪽에 있는 W상(지상용 변전기의 문 쪽)에 설치하여 핸들을 돌리면 문에 닿아버리기 때문에, 핸들 중심부에 래칫스패너를 사용 할 수 있도록 구조 변경을 필요로 한다.(대각 치수 19mm, 5분 볼트 6각형)·후크가 벗겨지기 쉬우므로, 쉽게 벗겨지지 않도록 구조 변경을 필요로 한다.·고전분기장치로 사용할 경우, 로드브레이크엘보의 간격이 좁기 때문에 공구 본체를 얇게 할 필요가 있다. (현행시작품에서는 고전분기장치에의 설치가 불가능)·빼냄 조작은 가능하지만, 삽입조작도 가능하게 하기 위해 구조의 변경을 필요로 한다. ② 2호 시작품<그림 9> 1호 시작품에서 추출된 문제점을 토대로 개선한 2호 시작품의 문제점과 개선안·공구 본체가 얇아지면서 고전분기장치에 설치가 가능해졌지만, 후크가 닿지 않고 빼냄 조작을 할 수 없으므로 안쪽 볼트 스트로크 30㎜를 길게 할 필요가 있다.·조작 핸들이 끝 부분과 가장 끝 부분을 힘껏 돌렸을 때 핸들이 고착되어 버리므로 안쪽 볼트 양쪽 끝 부분에 스토퍼를 설치할 필요가 있다.·고전절연장갑을 손상하는 원인이 되므로, 공구 본체에 있는 돌기물(외부 내지)는 불필요.·라쳇토스나파의 사용을 표준으로 하기 때문에 조작 핸들은 필요하지 않다.·빼냄 조작은 가능하지만, 삽입조작도 가능하게 하기 위해 삽입용 어댑터의 개발을 필요로 한다.③ 3호 시작품 <그림 10> 2호 시작품에서 추출 된 문제점을 토대로 개선한 3호 시작품을 검증.a. 3호 시작품의 문제점과 개선안·삽입용 핸들 내부에 틈 사이가 있어 삽입 방향의 힘이 일정하지 않으므로, 안쪽 육각 볼트의 형태의 구조변경을 필요로 한다. ·삽입용 어댑터를 본체에 장치하여, 로드브레이크엘보에 설치했을 때, 어댑터 끝 쪽과 로드브레이크엘보와의 접점 확인을 할 수 없기 때문에, 확인 창을 확대하거나 따로 확인 창을 설치해야 할 필요가 있다.·삽입용 어댑터의 재질이 스테인리스면 조작 공구 본체의 중량이 증가 되므로, 재질 변경으로 경량화를 도모한다.(수지제를 사용하는 것으로 경량화와 접점이 되는 로드브레이크엘보의 분담이 완화) 개발완성품의 개요시작품의 개량을 거듭한 결과, 완성한 최종형태는 <그림 11>과 같다.1. 개발완성품의 구조설명① 공구 본체 스테인리스제 두께 5㎜로 하고, 1,100N(약112kgf)의 하중를 걸어 이름 부분에 이상이 발상하지 않는 구조로 했다. (파괴시험에서 2,651kgf에 달하는 때 파괴돼 버린 볼트의 파단이 확인됐다.)② 전체 길이 505㎜, 중량 2kg으로 측면 개방형 지상용 변압기 문이 개방되면 조작 가능.③ 공구 본체 77㎜로 하고, 지상용 변압기와 고전분기장치의 로드브레이크엘보 조작을 가능하게 했다.④ 삽입(투입)조작용 어댑터는, 공구 본체의 경량화와 로드브레이크엘보의 손상방지를 위한 수지제로 했다.⑤ 삽입(투입)용 어댑터에 스프링프랜져를 설치해, 본체에 설치했을 때의 고정감을 향상시켰다.⑥ 삽입용 핸들은 알루미늄 합금 채용으로 경량화를 꾀하여, 19㎜ 육각 볼트의 자리조정으로 고정감을 향상시켰다.⑦ 후크 장치 확인창과 삽입용 확인 창을 설치하여, 확실히 설치 할 수 있도록 했다.현장검증시험1. 필드시험토치기지점 관내에 설치된 명 메이커(2사), 용량별 지상변압기와 고압분기장치를 실제로 조작해 개발품의 검증을 행한 결과, 지상용 변압기에 대해서는 22기 실행하여 전부 문제없이 조작이 됨을 확인함과 동시에 종래 가로수 등에 수직조작을 할 수 없었던 곳도 <그림 12>와 같이 성 스페이스로 작업을 할 수 있게 되었다. 또한, 고압분기장치에 대해서는 8기 실행, 수직 조작, 벽의 절충, 작업 범위 등의 문제점을 전부 개선해 문제없이 조작을 할 수 있도록 확인했다.2. 개발품의 효과 개발한 로드브레이크엘보 탈착 공구는, 현장에 설치되어 있는 로드브레이크엘보형 지중기기 전체에 대응하고 소형 또한 경량인 제품으로써 완성됐다. 또한 필드시험에 있어서는 전기종 단독작업을 할 수 있어 작업자의 기술에 관계없이 쉽게 조작이 행해졌다.검증에 종사한 작업원에 따른 평가 <표 1>에서도 알 수 있듯이 종래 조작 방법과 비교하면 안전성이 향상되어, 에너지 절감작업이 가능해진 것으로, 당초 내세운 개발의 컨셉은 충분히 처리됐다고 생각된다.기대 할 수 있는 효과① 로드브레이크엘보 안의 핀콘센트의 손상에 따른 배전선 사고의 미연방지② 지중 배전선 사고 수사 때, 복구시간의 단축③ 조작곤란에 따른 설비이설, 공사비의 경감④ 가로수의 벌채 회피정리와 다음 과제개발한 로드브레이크엘보 탈착공구는, 종래 조작방법으로는 설치환경에 있어 단독으로 조작할 수 없었던 곳도 쉽게 탈착조작을 할 수 있게 됐다. 또한 모든 로드브레이크엘보에 대응할 수 있어 조작성과 안전성이 뛰어나, 조작시간의 단축과 배전선사고를 미연에 방지할 수 있는 것부터 보수 업무를 수행하는데까지 커다란 활약이 기대된다.다음번에는 개발품의 모든 지점 배치 대비를 목표로, 현장에서의 사용실적을 점차 늘려서 더욱 더 개량검증과 설비 상태가 좋지 않은 것에 따른 재해 방지를 시야에 들인 로드브레이크엘보 조작 순서 작성을 다음의 과제로 한다.
<Energy News>
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