KR100773695B1 - 고전압 직류 케이블의 함침방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고전압 직류 케이블의 함침방법에 관한 것으로, 특히 도체의 작동온도인 40℃ 부근에서 함침 컴파운드의 점성이 5 ~ 100 Paㆍs을 가지는 함침 컴파운드를 사용하고 검증된 함침방법으로 함침을 수행함으로써, 함침 공정에 대한 합리적인 관리 및 완전 함침을 보장하면서 이에 따라 항상 최상의 고전압 직류 케이블의 함침 품질을 일정하게 얻을 수 있으며, 나아가 절연성 및 전력손실방지를 보다 극대화할 수 있도록 한다.

본 발명은, 금속피복과 외부 반도전층을 제외한 상태로 고전압 직류 케이블을 제작하는 단계와, 상기 초고압 케이블을 진공압력용기에 장입하는 단계와, 상기 진공압력용기의 내부를 고온 및 고진공으로 형성하여 진공건조하는 단계와, 상기 진공압력용기에 도체의 작동온도인 40℃ 부근에서 점성이 5 ~ 100 Paㆍs를 형성하는 함침 컴파운드를 주입하는 단계와, 상기 진공압력용기의 내부를 고온과 고진공으로 유지하여 함침 컴파운드에 녹아있는 기체를 탈기하는 단계와, 상기 진공압력용기의 내부로 주입되는 건조가스로 가압하여 고전압 직류 케이블 내에 컴파운드를 함침하는 단계로,이루어진 고전압 직류 케이블의 함침방법이 제공된다.

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Description

고전압 직류 케이블의 함침방법{Impregnation Method for High Voltage Direct Current Cable}

도 1은 일반적인 고전압 직류 케이블의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 대한 고전압 직류 케이블의 함침방법을 보여주는 공정도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

10 : 고전압 직류 케이블 12 : 도체

14 : 내부 반도전층 16 : 절연층

18 : 금속피복

본 발명은 고전압 직류 케이블의 함침방법에 관한 것으로, 도체의 작동온도인 40℃ 부근에서 컴파운드의 점성이 5 ~ 100 Paㆍs을 가지는 함침 컴파운드를 사 용하면서 검증된 함침방법으로 함침을 수행함으로써, 함침 공정에 대한 합리적인 관리 및 완전 함침을 보장하고, 이에 따라 항상 최상의 고전압 직류 케이블의 함침 품질을 일정하게 얻을 수 있도록 한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 사용되고 있는 고전압 직류 케이블(10)의 구조를 개략적으로 살펴보면, 전기적 기능을 담당하는 도체(Core)(12)와, 도체(12)를 감싸는 내부 반도전층(14)과, 이 내부 반도전층(14)의 외면을 종이류의 테이프로 감아서 형성되는 절연층(16)과, 이 절연층(16)을 감싸는 금속피복(18)과, 이 금속피복(18)을 보호하기 위하여 최종적으로 감싸지는 외부 반도전층(20)의 구조로 구성된다.

이러한, 상기 고전압 직류 케이블(10)의 우수한 전기적 특성과 전력 손실을 최소화하기 위하여 점도를 가지는 컴파운드로 함침 하게 된다. 통상 금속피복(18)을 감싸기 전 상태로 제작된 고전압 직류 케이블(10)을 컴파운드에 잠기도록 하고, 대기압 이상으로 압력을 가하여 절연층(16)을 비롯한 모든 공간에 스며드는 상태로 함침시켜 내부에 형성되는 갭(Gap)이 완전히 제거되도록 함으로써, 앞서 언급된 특성을 발휘할 수 있게 된다.

그런데, 현재 업계에서는 고전압 직류 케이블(10)의 함침방법에 대하여 중요 요소인 함침압력 및 함침시간 그리고 함침 컴파운드 점도 등이 명확하게 정립되어 있지 않다. 따라서 작업자가 함침 작업을 수행 도중 고전압 직류 케이블(10)을 매번 진공압력용기로부터 꺼내어 그 단면을 보고 함침 상태를 확인하여야만 함으로 써, 함침 상태에 대한 확인 작업이 번거롭고, 아울러 함침 상태의 판정을 작업자의 경험과 순련도에 많이 의존하였다.

또한, 위와 같이 작업자의 경험과 숙련도에 의존하게 되면, 작업자마다 경험과 숙련도 차이에 의해 함침 상태에 대한 판단 차이가 발생 되어 일정한 함침 품질을 유지하기가 어렵고, 나아가 경험이 없거나 비 숙련공은 함침 작업을 수행하기 곤란한 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 컴파운드의 점성이 5 ~ 100 Paㆍs을 가지는 함침 컴파운드를 사용하면서 검증된 함침방법으로 함침을 수행함으로써, 함침 공정에 대한 합리적인 관리 및 완전 함침을 보장하고, 그에 따라 절연성 향상 및 전력손실방지를 보다 극대화시킬 수 있도록 하도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 금속피복과 외부 반도전층을 제외한 상태로 고전압 직류 케이블을 제작하는 단계와, 상기 초고압 케이블을 진공압력용기에 장입하는 단계와, 상기 진공압력용기의 내부를 고온 및 고진공으로 형성하여 진공건조하는 단계와, 상기 진공압력용기에 도체의 작동온도인 40℃ 부근에서 점성이 5 ~ 100 Paㆍs를 형성하는 함침 컴파운드를 주입하는 단계와, 상기 진공 압력용기의 내부를 고온과 고진공으로 유지하여 함침 컴파운드에 녹아있는 기체를 탈기하는 단계와, 상기 진공압력용기의 내부로 주입되는 건조가스로 가압하여 고전압 직류 케이블 내에 컴파운드를 함침하는 단계로,이루어진 고전압 직류 케이블의 함침방법에 기술적 특징이 있다.

또한, 상기에서 건조단계는, 진공압력용기의 내부의 온도를 100 ~ 120℃로 형성하고, 진공도를 0,01 ~ 10torr로 형성한 후, 3일 ~ 7일 동안 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기에서 기체를 탈기하는 단계는, 진공압력용기의 내부 온도를 100 ~ 120℃로 형성하고, 진공도를 0,01 ~ 10torr로 형성한 후, 6시간 ~ 2일 동안 유지시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기에서 컴파운드를 함침하는 단계는, 건조가스의 가압력을 0.15 ~ 0.25MPa하고 15일 ~ 17일간 가압 유지, 또는 0.25 ~ 0.35MPa하고 10일 ~ 12일간 가압 유지, 또는 0.35 ~ 0.45MPa하고 8일 ~ 10일간 가압 유지 중 어느 하나의 가압조건으로 가압하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고전압 직류 케이블의 함침방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고전압 직류 케이블의 함침방법을 나타낸 순서도이다. 도 2에서 보듯이 본 발명에 따른 고전압 직류 케이블의 함침방법은, 도 1에서 설명되었던 금속피복과 외부 반도전층을 제외한 상태로 고전압 직류 케이블을 제작하는 단계(A)와, 상기 고전압 직류 케이블을 진공압력용기에 장 입하는 단계(B)와, 고온과 진공도를 형성하여 진공건조하는 단계(C)와, 진공압력용기에 함침 컴파운드를 주입하는 단계(D)와, 고온과 진공도를 유지하여 함침 컴파운드에 녹아있는 기체를 탈기하는 단계(E)와, 건조가스로 가압하여 고전압 직류 케이블 내의 공극에 컴파운드를 함침하는 단계(F)로 이루어진다.

이하 본 발명에 따른 위의 함침방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.

도 1을 통해 설명된 바와 같이 금속피복(18)과 외부 반도전층(20)을 제외한 상태로 고전압 직류 케이블(10)을 제작하고, 이와 같이 제작된 고전압 직류 케이블을 진공압력용기에 장입 한다. 이때 진공압력용기의 내부 조건을 온도 100 ~ 120℃와 진공도 0,01 ~ 10torr로 형성한 후 3일 ~ 7일 동안 유지시켜 진공 건조과정을 수행하게 된다.

위와 같이 진공 건조과정을 마치게 되면, 앞서 언급된 진공도를 그대로 유지하는 상태에서 함침 컴파운드를 진공압력용기의 내부로 주입시키게 된다. 이때 장입된 고전압 직류 케이블(10)이 충분히 잠길 수 있도록 함침 컴파운드를 주입하여야 할 것이다.

위와 같이 함침 컴파운드를 주입한 상태에서 상기 진공압력용기의 내부 온도를 100 ~ 120℃로 형성하고 진공도 0,01 ~ 10torr로 형성한 후, 6시간 ~ 2일간 유지시켜 함침 컴파운드 내에 녹아 있는 기체를 탈기 하는 과정을 거치게 된다.

그리고, 상기 진공압력용기에 건조가스(예를 들면 질소)를 주입하는 상태로 가압하여 컴파운드가 고전압 직류 케이블(10) 내의 갭이나 공극에 함침 되도록 한다. 이때, 상기 가압조건은 100 ~ 120℃ 온도를 그대로 유지하는 상태에서 가압력 을 0.15 ~ 0.25MPa하고 15일 ~ 17일간 가압유지, 또는 가압력을 0.25 ~ 0.35MPa하고 10일 ~ 12일간 가압유지, 또는 가압력을 0.35 ~ 0.45MPa하고 8일 ~ 10일간 가압유지 조건 중 어느 하나의 가압조건을 선택하여 가압을 수행한다, 참고로 3가지 가압조건 중 어떠한 가압조건을 선택하더라도 완벽한 함침을 보장할 수 있다.

위와 같은 함침공정을 수행하여 컴파운드의 함침 작업이 최종완료되면, 고전압 직류 케이블(10)에 금속피복(18)과 외부 반도전층(20)을 피복시킴으로써, 함침된 고전압 직류 케이블(10)의 제작을 최종적으로 완료하게 된다.

참고로, 상기 고전압 직류 케이블의 함침방법에서 사용되는 함침 컴파운드는 40℃ 부근에서 컴파운드의 점성이 5 ~ 100 Paㆍs을 형성할 수 있다면 어떠한 함침 컴파운드를 사용하여도 무방할 것이다.

따라서, 본 발명의 고전압 직류 케이블의 함침방법을 사용하게 되면, 숙력도와 경험이 없더라도 완전 함침을 보장하여 항상 최상의 함침 품질을 얻을 수 있으며, 아울러 함침 공정이 체계적으로 나뉘어 있어 합리적인 공정 관리가 가능할 것이다.

이상과 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제는 달성되며, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면의 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

이와 같이, 본 발명은 도체의 작동온도인 40℃ 부근에서 함침 컴파운드의 점성이 5 ~ 100 Paㆍs을 가지는 함침 컴파운드를 사용하면서 검증된 함침방법으로 함침을 수행하여, 함침 공정에 대한 합리적인 관리 및 완전 함침을 보장하고, 이에 따라 항상 최상의 고전압 직류 케이블의 품질을 일정하게 얻을 수 있으며, 나아가 절연성 및 전력손실방지를 보다 극대화할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

1. 금속피복과 외부 반도전층을 제외한 상태로 고전압 직류 케이블을 제작하는 단계(A)와,

   상기 초고압 케이블을 진공압력용기에 장입하는 단계(B)와,

   상기 진공압력용기의 내부를 고온 및 고진공으로 형성하여 진공건조하는 단계(C)와,

   상기 진공압력용기에 도체의 작동온도인 40℃ 부근에서 점성이 5 ~ 100 Paㆍs를 형성하는 함침 컴파운드를 주입하는 단계(D)와,

   상기 진공압력용기의 내부를 고온과 고진공으로 유지하여 함침 컴파운드에 녹아있는 기체를 탈기하는 단계(E)와,

   상기 진공압력용기의 내부로 주입되는 건조가스로 가압하여 고전압 직류 케이블 내에 컴파운드를 함침하는 단계(F)로,이루어진 것을 특징으로 하는 고전압 직류 케이블의 함침방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 건조단계(C)는, 진공압력용기의 내부의 온도를 100 ~ 120℃로 형성하고, 진공도를 0,01 ~ 10torr로 형성한 후, 3일 ~ 7일 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 고전압 직류 케이블의 함침방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 기체를 탈기하는 단계(E)는, 진공압력용기의 내부 온도를 100 ~ 120℃로 형성하고, 진공도를 0,01 ~ 10torr로 형성한 후, 6시간 ~ 2일 동안 유지시키는 것을 특징으로 하는 고전압 직류 케이블의 함침방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 컴파운드를 함침하는 단계(F)는, 건조가스의 가압력을 0.15 ~ 0.25MPa하고 15일 ~ 17일간 가압 유지, 또는 0.25 ~ 0.35MPa하고 10일 ~ 12일간 가압 유지, 또는 0.35 ~ 0.45MPa하고 8일 ~ 10일간 가압 유지 중 어느 하나의 가압조건으로 가압하는 것을 특징으로 하는 고전압 직류 케이블의 함침방법.

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