[해외] 고압 케이블용 피복 탈피 공구 개발

환경을 생각한 대책으로 고압 케이블 피복(이하, 시스Sheath)에도 내연성 폴리에틸렌(EM : Eco Materials, 친환경 재료)을 사용한 지 오래다. 이 소재는 소각 시 유해 물질을 배출하지 않는 등 환경 친화적 케이블이긴 하나, 기존 비닐 시스보다 몇 배나 단단하다. 게다가 겨울철이면 염화 비닐 파이프만큼 단단해지기에 공업용 칼로 칼집을 내기란 힘이 든다. 또한, 힘 조절을 잘 못하면 시스 내부의 차폐 연동 테이프나 가교 폴리에틸렌 절연체를 손상할 우려가 있는 등 시공 품질 확보가 어려움으로 지적되기도 한다.
이러한 배경에서 개발한 고압 케이블용 시스 탈피공구 'EM 케이블 시스 커터(이하, 시스 커터)'는 시스에 칼집 깊이를 제한하고, 원둘레와 연장 축 방향 모두에서 절개할 수 있다. 표준 기종의 경우 케이블 22~200㎟까지 대응하며, 대응 케이블은 6600V EM-CET와 CVT다.

외관 개요
<그림 1>은 시스 커터 외관이다. 무게를 가볍게 하고자 주요 재질로 본체와 롤러에 알루미늄을 사용했으며, 부속품은 녹이 잘 슬지 않는 스테인리스를 택했다. 본체 성형은 완성 정밀도가 높은 내열합금강의 거푸집을 이용해 정교한 제품 조립이 되도록 했으며, 롤러는 절삭 가공했다. 스테인리스를 사용한 부품에서 커터대는 경면鏡面마무리로 미관에도 신경을 썼다.
본체 중량은 720g으로, 적당한 중량감으로 작업하도록 설계했다.

각 부분의 주요 기능
원둘레 · 연장 축 겸용 사용 | 원둘레와 연장 축 방향으로 시스를 절개할 때 같은 공구로 작업할 수 있는 겸용 기능을 갖췄다. <그림 2>는 원둘레용이고, <그림 3>은 연장 축 절개용이다. 커터부의 방향은 손잡이를 본체 쪽으로 눌러 좌우 어느 쪽으로든 돌려 전환한다. 승강 다이얼을 오른쪽으로 돌리면 커터부가 V형 롤러에 접근한다.

V형 롤러의 기능 | V형 롤러는 원뿔형으로 만들어 케이블 사이즈 22~200㎟인 서로 다른 지름 사이즈를 지지한다.
<그림 4>는 V형 롤러의 구조를 나타낸 것이다. V형 롤러는 케이블과 만나는 면을 45도 경사에서 접촉 폭이 15.3㎜다. 이로써 외형이 다른 사이즈에 대응하도록 했다. 한편, 베어링을 삽입해 회전 성능을 높였다.

롤러의 두 축 구조 | <그림 5>는 롤러의 두 축 구조를 나타낸 것이다. 이 구조는 원둘레나 연장 축 절개시 케이블을 네 점에서 안정되게 지지한다. 특히 곡선에서 케이블에 접촉한 각각의 롤러가 단독으로 회전하기에 롤러의 상호 간섭이 없다.

시스 절개
절개 원리 | 절개 원리는 <그림 6>과 같다. 원형으로 된 칼날이 진행 방향을 따라 일정 깊이로 절개한다. 칼집이 깊으면 시스 내부에 있는 절연체 등에 영향을 주기에 깊이를 제한하는 링을 칼날 양쪽에 부착했다.

안전한 칼집 깊이 | <그림 7>은 시스를 연장 축 방향에서 절개한 것으로, 사각형으로 표시한 부분을 확대하면 <그림 8>과 같다. 화살표 A는 칼날로 절개한 부분이다. 칼날은 시스를 모두 잘라내는 것이 아니라 화살표 B에서 보듯이 일정량을 남기고 자른다. 이를 통해 케이블 내부에 있는 절연체 등에 칼날이 닿지 않음을 알 수 있다.

벗기는 방법
원둘레 절개 방법 | <그림 9>는 원둘레 절개 상황이다. 조작 순서는 다음과 같다.
① 커터부를 V형 롤러에서 떨어뜨린 후 케이블에 붙인다.
② 승강 다이얼을 오른쪽으로 돌려 칼끝이 파고들 만큼 적당히 조인다.
③ 케이블을 중심(축)으로 해 둘레를 따라 시스커터를 1회 돌린다.

연장 축 절개 방법 | <그림 10>은 연장 축 절개 상황이다. 조작 순서는 다음과 같다.
① 커터부를 연장 축 방향에 맞춘다.
② 커터부를 V형 롤러에서 떨어뜨린 후 케이블에 붙인다.
③ 승강 다이얼을 오른쪽으로 돌려 칼끝이 파고들만큼 적당히 조인다.
④ 케이블 앞쪽 끝으로 이동시킨다.

떼어내서 벗기기 | <그림 11>과 <그림 12>는 떼어내는 요령을 나타낸 것이다. 연장 축으로 난 칼집을 따라 케이블 앞쪽 끝에 칼로 조금 더 깊이 칼집을 내 주면 <그림 12>처럼 손쉽게 떼어낼 수 있다. 단, 연장 축 절개는 <그림 13>과 같은 위치에서 하는 것이 조건이다. 시스 두께 끝까지 칼집을 내는 것이 아니기에 칼로 칼집을 끝 부분만 한 차례 더 내는 것이 유용하다.
<그림 14>는 벗기는 요령이다. <그림 12>에서 한 차례 떼어냄으로써 벗기는 것이 한결 쉬워진다.

벗겨낸 후 손상 확인 | <그림 15>는 시스를 벗겨낸 후 손상을 확인하는 것이다. 절개한 시스 단면에 피복 흔적을 확인해 차폐 연동 테이프 등이 손상되지 않았는지 살펴본다.

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EM 케이블 시스 커터를 개발한 목적은 고압 케이블 시스에 사용하는 내연성 폴리에틸렌을 쉽게 벗기기 위해서이나, 널리 사용하는 비닐 시스 케이블에도 사용한다. 여기에는 안전 작업으로 품질 유지를 통한 신뢰성 확보가 배경에 있으나, 근본적으로는 시대 흐름이 요인으로 존재한다.
베이비붐 시대라 불리는 세대 사람들은 유 · 소년기 때부터 연필을 손으로 깎고, 낚싯대 · 물총 등과 같은 놀이기구를 문구용 칼을 이용해 직접 만들곤 했다. 그 때문에 현업에서 공업용 칼 사용이 능숙하다.
그러나 최근 들어 칼을 위험한 공구로만 인식하고 멀리하는 경향을 보임에 따라 익숙하지 않은 공업용 칼사용이 제품 품질과 안전 작업에 영향을 미친다.
이러한 문제를 해결하는 방법 중 하나로 개발한 EM 케이블 시스 커터가 전기 설비 업계에서 좋은 반응을 얻고, 상까지 수상하게 돼 개발자로서 기쁘고 감사한 마음을 전한다.

정리 전화영 기자