KR100580096B1 - 브이씨브이 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

브이씨브이 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 턴 풀리를 중심으로 수직 라인 공정과 수평 라인 공정으로 나누어지는 VCV 라인의 수직 라인 공정에서 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출한 후, 가교 및 냉각을 수행하고, 상기 수평 라인 공정에서 도체, 내부 반도전체 및 절연체의 일부로 이루어진 초고압 케이블 코아에 상기 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출한 후, 가교 및 냉각을 수행하는 것을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치는, 종래의 3중 동시 압출을 수행하는 VCV 라인을 이용하는 경우보다, 약 60% 이상의 선속 향상 효과를 갖는다. 따라서, 시설비 투자를 통하여 라인 높이를 높이지 않더라도 생산 속도를 크게 향상시킬 수 있다.
초고압케이블, 도체, 내부반도전체, 절연체, 외부반도전체, VCV라인, 수직라인, 수평라인, 턴풀리, 2단압출

Description

브이씨브이 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치{Method and apparatus manufacturing extra high voltage cable core using two step extruding process for improving line speed at VCV line}
도 1은 일반적인 초고압 케이블 코아의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2a는 종래의 VCV 라인의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2b는 도 2a의 AA' 단면을 나타내는 개략도이다.
도 2c는 도 2a의 BB' 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 VCV 라인의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3b는 도 3a의 AA' 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3c는 도 3a의 BB' 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3d는 도 3a의 CC' 단면을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 2단 압출을 적용한 VCV 라인에서 선속을 0.82m/min으로 한 경우의 거리별 온도 및 가교도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 대한 비교예로서, 종래의 3중 동시 압출을 수행하는 VCV 라인에서 선속을 0.52m/min로 한 경우의 거리별 온도 및 가교도 분포를 나타내는 그래프이다.
*주요 도면 부호의 설명*
10 : 도체 20 : 내부 반도전체
30 : 절연체 31 : 절연체의 일부
32 : 절연체의 나머지 일부 40 : 외부 반도전체
60 : 1차 2중 압출기 65 : 2차 2중 압출기
70 : 턴 풀리
본 발명은 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 상세하게는 VCV 라인을 구성하는 수직 라인과 수평 라인에서 각각 압출을 수행하는 2단 압출 공정을 적용함으로써 생산 속도를 증대시킨, VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
초고압 선로에 사용되는 초고압 케이블은 도체, 내부 반도전체, 절연체, 외부 반도전체로 이루어지는 코아와 차수층, 시스층, 방식층 등으로 이루어지는 외부층으로 구성된다.
도 1은 종래의 일반적인 초고압 케이블의 코아 구조를 나타내는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 초고압 케이블의 코아(5)는 도체(1)를 내부 반도전체(2)가 감싸고 있고, 상기 내부 반도전체(2)를 절연체(3)가 감싸며, 상기 절연 체(3)는 외부 반도전체(4)가 감싸고 있다.
상기 도체(1)로 알루미늄이나 구리 등이 사용되고, 상기 절연체(3)로는 주로 폴리에틸렌 계열의 재료(XLPE)가 사용된다. 상기 내부 도전체(2)와 상기 외부 도전체(4)는 통상 같은 재료를 사용하는데, 반도전성 카본지나 금속화지를 이용한다.
초고압 케이블 코아의 제조 공정은 크게 가교 공정(cross-linking process) 및 냉각 공정(cooling process)으로 나누어진다.
가교 공정과 냉각 공정을 수행하는 공정 라인은 가교 반응관(즉, 가류관)의 방식에 따라 HCV (Horizontal Continuous Vulcanization) 라인, CCV (Catenary Continuous Vulcanization) 라인, VCV (Vertical Continuous Vulcanization) 라인으로 나뉘어 진다.
HCV 라인은 수평형 라인으로 절연체층이 미가교되며, 가류관과 절연체층의 접촉으로 변형 및 외상이 발생하기 쉬워서 현재는 거의 사용되지 않고 있다.
CCV 라인은 현수형 라인으로 통상 600V ~ 138kV 급 전력 케이블의 제조에 이용되며, 도체 예열을 수행하고, 습식의 경우 15~20 Kg/cm2의 포화 증기를 이용하고, 건식의 경우 7~10 Kg/cm2의 N2 가스를 이용하며, 고압 냉각수를 사용하여 냉각하는 등의 작업 조건을 가진다. 이러한 CCV 라인은 절연 두께 20 mm 이상의 경우 중력 변형이 발생하는 문제점이 있다.
VCV 라인은 수직형 라인으로 통상 110kV 이상 급의 전력 케이블과 154kV 급 CV 케이블 등 초고압 케이블의 제조에 적용된다. 이러한 VCV 라인은 압출 시 절연 체의 편심을 막기 위하여 중력 방향으로 균일하게 힘을 작용시켜 CCV 라인에서 제조되는 것보다 높은 동심원을 유지할 수 있으므로 상기한 바와 같이 더 높은 전압의 케이블을 생산할 수 있고, 중력에 의한 변형 및 외상이 없다는 장점을 지닌다.
도 2a는 종래의 VCV 라인의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 2b는 도 2a의 AA' 단면을 나타내는 개략도이며, 도 2c는 도 2a의 BB' 단면을 나타내는 개략도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, VCV 라인은 수직 라인과 수평 라인으로 이루어진다.
먼저, 도 2b에 도시된 바와 같이, 작업 단계의 초기에는 도체(1)가 예열 구간을 통과하는데, 이에 따라 절연체와의 접착성을 높일 수 있다.
이 후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 도체(1), 내부 반도전체(2), 절연체(3) 및 외부 반도전체(4)가 케이블의 코아에 구비되도록 3중 동시 압출기(6)에 의하여 도체(1)에 내부 반도전체(2), 절연체(3) 및 외부 반도전체(4)의 3중 동시 압출이 수행된다.
압출을 수행하고 나면, 가교 구간에서 복사열 및 강제 대류에 의하여 약 400℃에 가까운 열로 가교가 수행된다. 이와 같이 가교를 수행하면 절연체들이 일정한 강도 및 열적 특성을 유지할 수 있게 되므로, 열적, 물리적 충격 등에 의한 변형이 잘 이루어지지 않게 된다. 초고압 케이블의 경우 내부 절연체에서의 변형에 따라 약간의 틈 및 기포가 발생하면 높은 전압이 걸렸을 때 그 곳에서부터 절연 파괴가 발생되어 상당히 위험하므로 가교 공정에서 절연체가 충분히 가교되는 것은 매우 중요하다.
그러나, 충분한 가교를 수행하기 위하여는 가교 구간의 길이를 늘려야 하고, 이는 많은 비용을 발생시킨다.
한편, 가교 구간을 거친 초고압 케이블은 급냉을 방지하기 위한 서냉 구간을 지나며, 이 후 냉각 구간에서 물에 의하여 케이블 전체가 냉각된다.
냉각 구간은 선냉 구간 및 후냉 구간으로 이루어지는데, 선냉 구간은 수직 라인이고, 선냉 구간을 거친 케이블이 턴 풀리(turn pulley)(7)를 지나면서 90도로 꺽여서 수평 라인인 후냉 구간을 거치게 된다.
상기 냉각 과정은 중요한데, 만일 턴 풀리를 지나기 전의 냉각이 충분히 수행되지 않는 경우 케이블이 턴 풀리를 통과할 때 굽힘 변형에 의하여 케이블 내부에서 변형이 발생할 수 있다. 즉, 턴 풀리에 케이블이 접한 부분은 압축력이 작용하게 되고 반대 방향에서는 인장력이 작용하게 되며, 턴 풀리를 지났을 때 각각의 힘의 차이에 의하여 케이블 내부에 공극이 발생할 수 있다. 이와 같이 턴 풀리를 전후로 하여 변형이 발생하게 되면 상기한 바와 같이 절연 파괴가 발생할 수 있으므로 변형이 발생하지 않도록 충분한 냉각을 수행하는 것은 매우 중요하다.
충분한 냉각을 수행하기 위하여 냉각 효율을 높여야 하는데, 냉각 효율을 높이는 방법에는 냉각 구간을 길게 하는 방법, 냉각수의 온도를 낮추는 방법 및 열전달 계수를 유지할 수 있도록 냉각수의 흐름을 가지도록 하는 방법이 있다.
그러나, 냉각 구간을 길게 하는 방법은 많은 비용을 발생시킨다. 즉, VCV 라인의 경우 통상 60~80m 정도의 타워 높이를 필요로 하며 건물 비용이 초기 투자의 상당 부분을 차지하므로 냉각 구간의 길이를 높여서 타워 높이를 높이는 것은 만만치 않은 비용 부담을 준다.
또한, 냉각수의 온도를 낮추는 방법이나 열전달 계수를 낮추는 방법은, 초고압 케이블에 사용되는 절연 재질이 매우 낮은 열전도 특성을 가지므로(구리의 열전도성보다 약 800배나 낮은 수준임) 재료 특성상 쉽게 열을 빼앗기지 않기 때문에 제한적이고 비효과적인 방법이다.
결국, 기존의 VCV 라인에서는 많은 시설비 투자를 통하여 라인의 높이를 높이지 않는 이상 충분한 가교와 냉각을 수행하기 어려우며, 충분한 가교와 냉각의 수행 없이는 라인 선속을 높일 수 없었으므로 생산 속도가 높지 않았다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 종래의 3중 동시 압출을 수행하는 VCV 라인과 달리, 시설비를 들여 라인 높이를 높이지 않더라도, 증대된 선속하에서 충분한 가교와 냉각을 수행할 수 있는, VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 턴 풀리를 중심으로 수직 라인 공정과 수평 라인 공정으로 나누어지는 VCV 라인의 수직 라인 공정에서 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출한 후, 가교 및 냉각을 수행하고, 상기 수평 라인 공정에서 도체, 내부 반도전체 및 절연체의 일부로 이루어진 초고압 케이블 코아에 상기 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출한 후, 가교 및 냉각을 수행하는 것 을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법에 의하여 달성된다.
그리고, 상기 제조 방법은, 도체 예열 단계(S1); 예열된 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출하는 1차 2중 압출 단계(S2); 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전체 및 상기 내부 반도전체를 감싸는 절연체의 일부로 구성되는 초고압 케이블 코아를 가교하는 1차 가교 단계(S3); 가교된 상기 초고압 케이블 코아를 서냉하는 1차 서냉 단계(S4); 서냉된 상기 초고압 케이블 코아를 냉각하는 1차 냉각 단계(S5); 냉각된 상기 초고압 케이블 코아가 턴 풀리를 통과하도록 하는 턴 풀리 통과 단계(S6); 턴 풀리를 통과한 상기 초고압 케이블 코아의 표면을 예열하는 케이블 표면 예열 단계(S7); 상기 표면 예열된 초고압 케이블 코아에 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출하는 2차 2중 압출 단계(S8); 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전체, 상기 내부 반도전체를 감싸는 절연체 및 상기 절연체를 감싸는 외부 반도전체로 구성되는 초고압 케이블 코아를 가교하는 2차 가교 단계(S9); 가교된 상기 초고압 케이블 코아를 서냉하는 2차 서냉 단계(S10); 및 서냉된 상기 초고압 케이블 코아를 냉각하는 2차 냉각 단계(S11)를 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제조 방법은, 턴 풀리 통과 전후의 라인 공정의 선속이 같도록 상기 절연체의 일부 두께와 상기 절연체의 나머지 일부 두께를 결정하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 턴 풀리를 중심으로 수직 라인과 수평 라인 으로 나누어지는 VCV 라인의 수직 라인이, 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출하는 1차 2중 압출기를 포함하며, 상기 수평 라인이, 도체, 내부 반도전체 및 절연체의 일부로 이루어진 초고압 케이블 코아에 상기 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출하는 2차 2중 압출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 장치에 의하여 달성된다.
그리고, 상기 제조 장치는, 도체 예열 라인; 예열된 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출하는 1차 2중 압출기; 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전체 및 상기 내부 반도전체를 감싸는 절연체의 일부로 구성되는 초고압 케이블 코아를 가교하는 1차 가교 라인; 가교된 상기 초고압 케이블 코아를 서냉하는 1차 서냉 라인; 서냉된 상기 초고압 케이블 코아를 냉각하는 1차 냉각 라인; 냉각된 상기 초고압 케이블 코아가 통과하는 턴 풀리; 턴 풀리를 통과한 상기 초고압 케이블 코아의 표면을 예열하는 케이블 표면 예열 라인; 표면 예열된 상기 초고압 케이블 코아에 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출하는 2차 2중 압출기; 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전체, 상기 내부 반도전체를 감싸는 절연체 및 상기 절연체를 감싸는 외부 반도전체로 구성되는 초고압 케이블 코아를 가교하는 2차 가교 라인; 가교된 상기 초고압 케이블 코아를 서냉하는 2차 서냉 라인; 및 서냉된 상기 초고압 케이블 코아를 냉각하는 2차 냉각 라인을 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제조 장치는, 턴 풀리 통과 전후의 수직 라인과 수평 라인의 선속이 같도록 상기 절연체의 일부 두께와 상기 절연체의 나머지 일부 두께가 정하 여지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치를 상세히 설명한다.
본 발명에서는 종래의 VCV 라인과 달리, VCV 라인중 수직 라인의 높이를 높이지 않고 같은 라인 높이에서 선속을 증대시키고자, 체류시간을 증가시키는 것이 아닌 열전달율을 높이는 방안을 채택하며, 이를 위하여 VCV 라인의 수직 라인 공정과 수평 라인 공정의 각각에서 절연층의 두께를 나누어 각각 압출을 수행하는 새로운 VCV 라인 공정에 의한 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치를 제안한다.
상술하면, 열전달율은 열전도에 관한 다음 수학식 1(Fourier's law)로 표현된다.
Figure 112005015144194-pat00001
(qX " : 열전달율, k : 열전달 계수, dT : 온도, dx : 길이)
여기서, 열전달율(qX " )을 높이기 위하여, k를 높이거나, dT를 높이거나, dx를 낮추어야 하지만, 재료의 특성에 의하여 결정되는 k를 바꾸기는 어렵고, dT를 높이는 것도 제한적이며 비효과적이다. 예를 들어, 가교관 내에서 가교 구간 온도 가 약 400℃ 이상에 도달하게 되면 케이블에 열적 특성 변화를 초래하므로 제품의 품질을 떨어뜨리게 된다.
따라서, 본 발명에서는 dx를 줄이기 위하여, 예를 들어 1단 압출시 절연 두께의 1/2 만큼만 압출을 수행하고, 2단 압출시 나머지 두께 만큼 압출을 수행하는 2단 압출 방법을 VCV 라인의 각 수직 라인과 수평 라인에 적용한다. 즉, 본 발명에서는 케이블의 코아 직경이 작을수록 보다 원활히 가교 및 냉각을 수행할 수 있음을 바탕으로 케이블 코아 직경을 단계적으로 늘려서 선속을 증대시키도록 한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 VCV 라인의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 3b는 도 3a의 AA' 단면을 나타내는 개략도이고, 도 3c는 도 3a의 BB' 단면을 나타내는 개략도이며, 도 3d는 도 3a의 CC' 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 VCV 라인은 턴 풀리(70)를 중심으로 수직 라인과 수평 라인으로 구성되고, 상기 수직 라인과 수평 라인의 각각에 압출기(60, 65)가 설치된다.
먼저, 도 3b에 도시된 바와 같이, 작업 단계의 초기에는 도체(10)와 절연체와의 접착성이 증대되도록 도체(10)가 예열 구간을 통과한다(S1).
이 후, 상기 도체(10)는 1차 2중 압출기(60)를 지난다. 상기 압출기(60)는 종래의 VCV 라인의 3중 동시 압출기와는 달리 내부 반도전체와 절연체의 일부만을 압출하는 2중 압출기로서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 초고압 케이블 코아가 도체(10), 내부 반도전체(20) 및 절연체의 일부(31)를 구비하도록, 상기 도체(10)에 내부 반도전체(20) 및 절연체의 일부(31)만을 압출한다(S2).
이 때, 절연체의 일부(31)의 두께는 예를 들어, 전체 절연체(30) 두께의 1/2 수준으로 정하도록 할 수 있다. 그러나, 상기 두께는 수직 라인에서의 가교와 냉각 조건에 맞는 선속과 수평 라인에서의 가교와 냉각 조건에 맞는 선속이 같아지도록 온도 및 가교 계산을 수행하여 그 절연층 두께를 나누도록 하는 것이 바람직하다.
이 후, 도체(10), 내부 반도전체(20) 및 절연체의 일부(31)를 구비하는 초고압 케이블 코아는 1차 가교 라인을 지나면서 상기 절연체의 일부 두께에 적합하도록 충분히 가교된다(S3).
이 후, 상기 가교된 초고압 케이블 코아는 급냉을 방지하기 위하여 1차 서냉 구간을 지나서 서냉된 후(S4), 냉각 구간을 지나면서 물에 의하여 상기 절연체의 일부 두께에 적합하도록 충분히 냉각된다(S5).
이와 같이 도체(10)에 내부 반도전체(20) 및 절연체의 일부(31)가 압출된 후, 1차 가교 과정과 1차 냉각 과정을 통하여 가교와 냉각이 충분히 이루어진 다음, 초고압 케이블 코아는 턴 풀리(70)를 통과하여 90도 꺽여서 수평 라인을 지나가게 된다(S6). 이 경우, 본 발명에 따르면 빠른 선속에 의하더라도 절연체의 일부 두께에 해당하는 제품경에서 충분한 가교와 냉각을 수행할 수 있기 때문에, 턴 풀리를 지날 때 변형 등의 문제가 발생하지 않는다.
턴 풀리(70)를 통과한 초고압 케이블 코아는 케이블 표면 예열 구간을 지나면서 예열이 수행된다(S7). 이와 같은 예열 과정은 하기할 2차 압출시의 접착성을 증대시키기 위한 것이며, 이 과정에서 상기 표면 온도를 약 150℃ 이상으로 유지하도록 한다.
이 후, 예열된 초고압 케이블 코아는 2차 2중 압출기(65)를 통과하게 된다(S8).
2차 2중 압출기는, 도 3d에 도시된 바와 같이, 초고압 케이블이 도체(10), 내부 반도전체(20), 절연체(30)[절연체의 일부(31) + 절연체의 나머지 일부(32)] 및 외부 반도전체(40)를 구비하도록, 상기 예열된 초고압 케이블 코아에 절연체의 나머지 일부(32)와 외부 반도전체(40)를 압출한다.
이 후, 도체(10), 내부 반도전체(20), 절연체(30) 및 외부 반도전체(40)를 구비하여 최종 제품경을 갖는 초고압 케이블 코아는 2차 가교 라인을 지나면서 충분히 가교된다(S9).
이 후, 상기 가교된 초고압 케이블 코아는 급냉을 방지하기 위하여 2차 서냉 구간을 지나서 서냉되고(S10), 2차 냉각 구간을 지나면서 물에 의하여 충분히 냉각된 후(S11), 초고압 케이블 코아 제품이 완성된다.
이와 같이, 본 발명에서는 VCV 라인에서 선속을 증대시키기 위해 절연체의 두께를 감소시킨 상태에서 가교와 냉각을 완전히 수행한 후, 다시 2차 압출을 통해 원하는 직경을 갖는 케이블을 제조하며, 종래 VCV 라인의 가능한 선속(예를 들어, 약 0.5m/min 수준)보다 약 60% 이상 증가된 선속으로 작업을 수행할 수 있으므로 생산성을 크게 높일 수 있다.
<실험예>
실시예
본 발명의 실시예에 따른 2단 압출을 적용한 VCV 라인에서 선속을 0.82m/min 으로 한 경우의 거리별 온도 및 가교도 분포를 측정하여 보았다.
비교예
상기 실시예에 대한 비교예로서, 종래의 3중 동시 압출을 수행하는 VCV 라인에서 선속을 0.52m/min로 한 경우의 거리별 온도 및 가교도 분포를 측정하여 보았다.
본 실험예에서 가교도를 확인하기 위해서는 케이블 재료에 가교제(DCP)를 첨가하며 DCP의 분해율 정도에 따라 가교도를 확인하였다. 예를 들어, 완전 분해되면 완전 가교가 된 것으로 보았다.
선속 증대의 경우에는 가교 여부가 중요한데, 즉, 턴 풀리 전 단계에서 완전 가교가 이루어져야 하며, 다음 수학식 2에 의해 가교도가 약 92% 이상으로 유지되는 경우 안전한 것으로 평가하였다.
Figure 112005015144194-pat00002
(X : DCP 분해도, k0 : 최대반응인자, Ea : 활동에너지, R : 기체 상수)
한편, 본 실험에서는 2차 2중 압출 후 가교와 냉각에 대한 해석은 수행하지 않았다. 선속 증대의 제한 요소중의 하나가 턴 풀리의 통과 가능 여부이기 때문에 턴 풀리 통과전의 문제를 해결하면 된다. 즉, 수평 구간의 길이를 늘이는 것은 수 직 구간의 길이를 늘이는 것보다 훨씬 용이하고 비용도 저렴하기 때문에, 1차 압출 후 가교와 냉각 작업이 원활히 수행되면, 수평 구간에서의 압출 후 가교와 냉각 작업은 간단히 수행된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 2단 압출을 적용한 VCV 라인에서 선속을 0.82m/min으로 한 경우의 거리별 온도 및 가교도 분포를 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 대한 비교예로서, 종래의 3중 동시 압출을 수행하는 VCV 라인에서 선속을 0.52m/min로 한 경우의 거리별 온도 및 가교도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 가교도는 97% 이상에 도달하였고, 각 온도 Tc(도체 직상온도), Ti(절연체 중심부 온도), Ts(케이블 표면 온도)는 안정적인 온도 상태를 유지하였다. 따라서, 본 실시예에 따라 압출을 적용한 VCV 라인에서는 선속을 0.82m/min으로 증대하여도 안정적인 온도 및 가교 분포를 나타내는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따르면 종래의 VCV 라인의 경우 보다 약 60% 이상의 선속 향상을 이룰 수 있음을 알 수 있었다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법 및 장치는, 종래의 3중 동시 압출을 수행하는 VCV 라인을 이용하는 경우보다, 약 60% 이상의 선속 향상 효과를 갖는다. 따라서, 시설비 투자를 통하여 라인 높이를 높이지 않더라도 생산 속도를 크게 향상시킬 수 있다.
비록, 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (6)

  1. 턴 풀리를 중심으로 수직 라인 공정과 수평 라인 공정으로 나누어지는 VCV 라인의 수직 라인 공정에서 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출한 후, 가교 및 냉각을 수행하고,
    상기 수평 라인 공정에서 도체, 내부 반도전체 및 절연체의 일부로 이루어진 초고압 케이블 코아에 상기 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출한 후, 가교 및 냉각을 수행하는 것을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제조 방법은,
    도체 예열 단계(S1);
    예열된 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출하는 1차 2중 압출 단계(S2);
    도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전체 및 상기 내부 반도전체를 감싸는 절연체의 일부로 구성되는 초고압 케이블 코아를 가교하는 1차 가교 단계(S3);
    가교된 상기 초고압 케이블 코아를 서냉하는 1차 서냉 단계(S4);
    서냉된 상기 초고압 케이블 코아를 냉각하는 1차 냉각 단계(S5);
    냉각된 상기 초고압 케이블 코아가 턴 풀리를 통과하도록 하는 턴 풀리 통과 단계(S6);
    턴 풀리를 통과한 상기 초고압 케이블 코아의 표면을 예열하는 케이블 표면 예열 단계(S7);
    상기 표면 예열된 초고압 케이블 코아에 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출하는 2차 2중 압출 단계(S8);
    도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전체, 상기 내부 반도전체를 감싸는 절연체 및 상기 절연체를 감싸는 외부 반도전체로 구성되는 초고압 케이블 코아를 가교하는 2차 가교 단계(S9);
    가교된 상기 초고압 케이블 코아를 서냉하는 2차 서냉 단계(S10); 및
    서냉된 상기 초고압 케이블 코아를 냉각하는 2차 냉각 단계(S11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제조 방법은,
    턴 풀리 통과 전후의 라인 공정의 선속이 같도록 상기 절연체의 일부 두께와 상기 절연체의 나머지 일부 두께를 결정하는 것을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 방법.
  4. 턴 풀리를 중심으로 수직 라인과 수평 라인으로 나누어지는 VCV 라인의 수직 라인이, 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출하는 1차 2중 압출기를 포함하며,
    상기 수평 라인이, 도체, 내부 반도전체 및 절연체의 일부로 이루어진 초고압 케이블 코아에 상기 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출하는 2차 2중 압출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제조 장치는,
    도체 예열 라인;
    예열된 도체에 내부 반도전체 및 절연체의 일부를 압출하는 1차 2중 압출기;
    도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전체 및 상기 내부 반도전체를 감싸는 절연체의 일부로 구성되는 초고압 케이블 코아를 가교하는 1차 가교 라인;
    가교된 상기 초고압 케이블 코아를 서냉하는 1차 서냉 라인;
    서냉된 상기 초고압 케이블 코아를 냉각하는 1차 냉각 라인;
    냉각된 상기 초고압 케이블 코아가 통과하는 턴 풀리;
    턴 풀리를 통과한 상기 초고압 케이블 코아의 표면을 예열하는 케이블 표면 예열 라인;
    표면 예열된 상기 초고압 케이블 코아에 절연체의 나머지 일부 및 외부 반도전체를 압출하는 2차 2중 압출기;
    도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전체, 상기 내부 반도전체를 감싸는 절연체 및 상기 절연체를 감싸는 외부 반도전체로 구성되는 초고압 케이블 코아를 가교하는 2차 가교 라인;
    가교된 상기 초고압 케이블 코아를 서냉하는 2차 서냉 라인; 및
    서냉된 상기 초고압 케이블 코아를 냉각하는 2차 냉각 라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제조 장치는,
    턴 풀리 통과 전후의 수직 라인과 수평 라인의 선속이 같도록 상기 절연체의 일부 두께와 상기 절연체의 나머지 일부 두께가 정하여지는 것을 특징으로 하는 VCV 라인의 선속 향상을 위하여 2단 압출 공정을 이용하는 초고압 케이블 코아의 제조 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0567406A (ja) * 1991-06-20 1993-03-19 Furukawa Electric Co Ltd:The ゴム・プラスチツク絶縁電力ケーブルの製造方法
JPH05159636A (ja) * 1991-12-05 1993-06-25 Sumitomo Wiring Syst Ltd ゴム絶縁電線およびその製造方法

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