KR101046565B1 - 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동자용 고주파 전선 - Google Patents

중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동자용 고주파 전선 Download PDF

Info

Publication number
KR101046565B1
KR101046565B1 KR1020100093462A KR20100093462A KR101046565B1 KR 101046565 B1 KR101046565 B1 KR 101046565B1 KR 1020100093462 A KR1020100093462 A KR 1020100093462A KR 20100093462 A KR20100093462 A KR 20100093462A KR 101046565 B1 KR101046565 B1 KR 101046565B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
lines
twisted
line
twisted structure
Prior art date
Application number
KR1020100093462A
Other languages
English (en)
Inventor
강우선
Original Assignee
주식회사 태영파워테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 태영파워테크 filed Critical 주식회사 태영파워테크
Priority to KR1020100093462A priority Critical patent/KR101046565B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101046565B1 publication Critical patent/KR101046565B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/292—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to heat

Abstract

본 발명은 온라인 전기자동차용 고주파 전선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우레탄이 피복된 도체로 이루어진 다수의 심선 다발을 모아서 개별적인 제1회선을 형성하고, 다수의 제1회선들을 서로 교차시키면서 꼬아서 개별적인 제2회선을 형성하며, 다수의 제2회선을 다시 서로 교차시키면서 꼬아서 개별적인 제3회선을 형성한 후, 다수의 제3회선을 다시 서로 교차시키면서 꼬아서 전선을 형성함으로써, 케이블 내에 전선의 꼬임구조가 중첩적으로 존재하게 하여 고주파 전류 전송시의 발열정도를 최소화하며, 서로 꼬인 회선구조로 이루어진 제3회선들과 전선의 최외곽을 이루는 난연 피복 사이에 내전압을 일정하게 유지할 수 있는 내전압층을 형성하여 온라인 전기자동차에 전원을 안정적으로 공급할 수 있게 한 것이다.

Description

중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동자용 고주파 전선{HIGH FREQUENCY CABLE FOR ON LINE ELECTRONIC VEHICLE HAVING TRIPLE TWISTED STRUCTURE}
본 발명은 온라인 전기자동차용 고주파 전선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우레탄이 피복된 도체로 이루어진 다수의 심선 다발을 모아서 개별적인 제1회선을 형성하고, 다수의 제1회선들을 서로 교차시키면서 꼬아서 개별적인 제2회선을 형성하며, 다수의 제2회선을 다시 서로 교차시키면서 꼬아서 개별적인 제3회선을 형성한 후, 다수의 제3회선을 다시 서로 교차시키면서 꼬아서 전선을 형성함으로써, 케이블 내에 전선의 꼬임구조가 중첩적으로 존재하게 하여 고주파 전류 전송시의 발열정도를 최소화하며, 서로 꼬인 회선구조로 이루어진 제3회선들과 전선의 최외곽을 이루는 난연 피복 사이에 내전압을 일정하게 유지할 수 있는 내전압층을 형성하여 온라인 전기자동차에 전원을 안정적으로 공급할 수 있게 한 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선에 관한 것이다.
온라인 전기자동차는 도로에 매설된 고주파 전선인 급전코일 위를 달리면서 배터리를 충전함으로써 전기자동차의 배터리 용량을 크게 감소시킬 수 있게 한 것으로서, 배터리 용량을 현저하게 감소시킬 수 있어 전기자동차 개발의 새로운 패러다임으로 제시되고 있으며, 근래에 국내뿐만 아니라 미국의 버클리 공대 등에서도 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 온라인 전기자동차는 도로에 고주파 전선을 매설하고 그 상부를 전기자동차가 달리면서 전기를 공급받게 되는데, 온라인 전기자동차에서 전기를 공급받는 효율을 향상시키기 위해 온라인 전기자동차에 구비된 집전장치와 고주파 전선은 가까운 거리에 위치하여야 한다.
그러므로, 도로에 매설되는 고주파 전선은 도로를 주행하는 전기자동차의 중량에 의해 지속적으로 가해지는 압력에도 전선의 형태가 쉽게 변경되지 않을 정도의 충분한 지지력을 갖출 것이 필수적으로 요구되었다.
또한, 도로의 파손이나 시공상의 여건 등으로 인하여 도로에 매설된 고주파 전선이 지면으로 노출되는 경우도 빈번하게 발생하게 되는데, 온라인 전기자동차에의 안정적인 전원공급을 위해서는 이와 같이 고주파 전선이 매설되었다가 지면으로 노출되는 부분에서도 내전압을 일정하게 유지하여 스파크 등이 발생되는 것을 방지할 수 있게 한 안정적인 고주파 전선이 필요성이 점차 증가하고 있다.
또한, 이러한 온라인 전기자동차에 전원을 공급하기 위해서는 매설된 고주파 전선으로 높은 주파수를 갖는 고주파 전류를 지속적으로 공급해야 하는데, 고주파의 큰 전류가 흐를 때에는 전류가 전선을 이루는 도체의 표면에 집중하게 되어 도체의 내부로는 전류가 흐르지 않게 되기 때문에 도체의 실효 단면적이 감소하면서 실효저항이 증가하게 되는 것이 일반적이다.
그리고 이러한 실효 저항의 증가로 인해 고주파의 큰 전류가 흐르는 전선에서는 많은 열이 발생하게 되며, 장시간 사용할 경우에는 열에 의해 도체로 이루어진 전선의 원형이 흐트러지게 되면서 실효저항이 더욱 증가하게 되어 전선의 손상을 야기하게 되는 문제점이 있었다.
도 1은 종래 고주파 장비용 전선의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 고주파 장비용 유도 코일(1)은 도체(4)의 각각에 에나멜막(5)을 형성하여 도체를 개별적으로 절연시킨 리츠 와이어(Litz wire)로 구성되었으며, 이와 같이 형성된 리츠 와이어를 코일 형상으로 감아서 유도 코일을 만든 후 사용하였다. 그러나, 이러한 종래의 고주파 장비용 유도 코일은 리쯔 와이어가 코일 형상으로 감겨질 때 도체의 단면 형태가 변형되어 정렬된 형태로 감기가 어려운 문제점이 있었다.
그에 따라 에나멜 막으로 이루어진 다수의 도체들을 일정한 단위로 모아서 그 외부에 피복(3)을 입혀 형태의 흐트러짐을 방지할 수 있게 한 코어(2)를 형성하고, 이러한 코어를 7개씩 모아서 전체 외부에 견고한 외부피복층을 형성하여 7코어 형태의 고주파 장비용 전선으로 사용하였다.
또한, 이러한 종래의 7코어 형태에서는 외부피복층의 내주면을 따라 6개의 코어를 배치하고, 중앙에 하나의 코어를 위치시켜야 하였으나, 고주파 전류의 전송시 중앙에 위치하는 코어의 경우 주변의 6개 코어로부터 모두 영향을 받는 근접효과에 의해 저항이 증가하게 되어 많은 열이 발생하게 되는 문제점이 있어서, 7코어의 중심에는 주변에 위치하는 6개 코어의 위치를 지지하는 역할만을 수행하는 지지코어를 위치시켜 사용하곤 하였는바, 전선의 전체적인 두께 중 실제적으로 전류의 공급에 기여하는 도체가 차지하는 면적이 감소되어 고주파 전류의 전송효율이 감소되는 문제점이 있었다.
이러한 종래의 고주파 전선의 경우에는 고주파 전류 공급시 전선에서 발생되는 열이 전선의 원형이 흐트러지는 온도인 80℃를 초과하지 않도록 고주파 전류의 주파수가 50㎑ 이내의 범위로 제한될 수 밖에 없는 문제점이 있었으며, 또한 고주파 전류 전송시의 안전성과 신뢰성을 확보하기 위해 추가적인 냉각수단이나 절연수단 등을 부가적으로 더 구비하여야 하는 문제점도 있었다.
특히 매설된 상태로 상부에서 운행하는 전기자동차에 의해 지속적으로 압력을 받게 되는 온라인 전기자동차용 고주파 전선의 경우에는, 추가적인 외부의 자극 없이 고주파 전류를 전송하도록 반도체 장비 등에 고정 설치된 통상적인 종래의 고주파 전선보다 고주파 전류 전송시에 발생되는 열에 의한 형태 변형 우려가 훨씬 증가되는 문제점이 있었다.
그에 따라, 온라인 전기자동차의 연구 개발정도를 뒷받침할 수 있도록, 종래의 고주파 전선과는 달리 외부에서 지속적으로 가해지는 압력에 대한 지지력이 강화됨과 아울러, 고주파 전류 전송시에 열의 발생을 최소화하여 장시간 사용하여도 전선의 형태 변형을 최소화할 수 있게 한 안정적인 고주파 전선이 절실히 요청되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 우레탄이 피복된 도체로 이루어진 다수의 심선 다발을 모아서 제1회선을 형성하고, 다수의 제1회선들을 꼬아서 제2회선을 형성하며, 다수의 제2회선을 다시 서로 교차시키면서 꼬아서 제3회선을 형성한 후, 다수의 제3회선을 다시 서로 교차시키면서 꼬아서 전선의 꼬임 구조를 중첩적으로 형성함으로써, 고주파 전류 전송시의 발열정도를 최소화하고, 서로 꼬인 회선구조로 이루어진 제3회선들과 전선의 최외곽을 이루는 난연 피복 사이에 내전압을 일정하게 유지할 수 있는 내전압층을 형성하여 온라인 전기자동차에 전원을 안정적으로 공급할 수 있게 한 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선을 제공함에 있다.
상기 과제를 이루기 위한 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선은, 외주면에 우레탄 피복을 한 도체인 심선을 다수 개 모은 다발로 형성된 제1회선과, 다수의 상기 제1회선들을 서로 꼬아서 형성된 제2회선과, 다수의 상기 제2회선들을 다시 서로 꼬아서 형성된 제3회선을 포함하며, 다수의 상기 제3회선들을 다시 서로 꼬아서 중첩된 꼬임 구조를 형성하는 도선; 상기 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선들의 외부를 감싸서 꼬임 구조를 안정적으로 유지시키는 바인딩 필름; 상기 바인딩 필름의 외주면을 감싸서 외부에서 가해지는 압력을 완화시켜 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선에 직접 전달되는 것을 방지하는 도선지지층; 및 상기 도선지지층의 외주면을 감싸서 손상을 방지하는 난연 피복을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선은 5개의 제3회선이 서로 꼬여서 형성되고, 상기 각 제3회선은 5개의 제2회선이 서로 꼬여서 형성되며, 상기 각 제2회선은 5개의 제1회선이 서로 꼬여서 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바인딩 필름은 유연성이 우수하고 얇게 성형 가능한 PS(polystyrene)필름으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도선지지층은 상기 바인딩 필름 외주면에 탄성과 가공성을 동시에 갖고 있는 XLTPE(가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)를 두껍게 형성하여 내전압을 일정하게 유지할 수 있게 한 내전압층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 도선지지층은 상기 내전압층의 외주면에 외부로부터 지속적으로 가해지는 압력을 완화시킬 수 있도록, 내전압층의 외주면을 난연성이 강화된 FR-XLTPE(난연 가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)로 감싼 압력층을 더 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 중첩된 꼬임 구조로 도선을 형성하여 고주파 전류 전송시의 발열정도를 감소시키고, 도선의 외부를 얇은 바인딩 필름과, 내전압 유지기능이 우수하고 탄성에 의한 외부의 충격 완화가 뛰어난 도선지지층, 및 난연성이 강화된 난연 피복으로 감싸도록 구성하여, 온라인 전기자동차에의 전원공급을 위해 고주파 전류를 지속적으로 전송할 경우에 발생되는 열과, 도로에 매설된 상태에서 가해지는 압력 등의 충격에 의해 전선의 원형이 흐트러지는 것을 방지함으로써 온라인 전기자동차에 고주파 전류를 안정적으로 공급할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 고주파 전선의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선의 전체 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기 자동차용 고주파 전선의 수직 단면도.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선의 전체 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선의 수직 단면도이며, 도 4는 도 3의 A-A' 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선은 다수의 도체가 중첩된 꼬임 구조를 이루도록 형성된 도선(100)과, 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선들의 외부를 감싸는 바인딩 필름(200)과, 상기 바인딩 필름의 외주면을 감싸는 도선지지층(300,400)과, 상기 도선지지층을 감싸는 난연 피복(500)을 포함하여 구성된다.
상기 도선(100)은 외주면에 우레탄 피복을 한 도체로 이루어진 다수의 심선(心線)을 삼중으로 꼬아서 중첩된 꼬임 구조를 갖도록 형성된다. 그에 따라, 상기 도선은 우레탄 피복된 심선(140)을 다수 개 모아서 형성된 제1회선(110)과, 다수의 상기 제1회선들을 서로 꼬아서 형성된 제2회선(120)과, 상기 다수의 제2회선들을 다시 서로 꼬아서 형성된 제3회선(130)을 포함하여 구성되며, 다수의 상기 제3회선들을 다시 서로 꼬아서 고주파 전선을 형성하도록 구성된다.
이때, 상기 심선(140)은 우레탄 코팅에 의해 각각이 절연된 도체 가닥으로 이루어지고, 다수의 심선 다발을 모아서 형성되는 상기 제1회선(110)은 모두 125가닥으로 구성되고, 5개의 제1회선이 꼬여서 형성되는 제2회선(120)은 모두 25가닥으로 구성되며, 5개의 제2회선이 꼬여서 형성되는 제3회선(130)은 5가닥으로 구성되는 것이 바람직하다. 그에 따라 다수의 심선 다발이 중첩적으로 꼬이면서 5개의 제3회선(130)을 형성하고, 이러한 5개의 제3회선을 서로 꼬아서 중첩적인 꼬임 구조를 형성하게 된다.
또한, 이와 같이 중첩된 꼬임구조를 형성하기 위해 다수의 심선을 집합기에 의해 꼴 경우, 5개의 제1회선(110)을 이루는 각 심선 다발을 제1방향, 예를 들어 시계방향으로 꼬아서 하나의 제2회선(120)을 형성하고, 각각 5개의 제1회선에 의해 형성된 5개의 제2회선(120)들을 상기 제1방향과는 반대의 방향인 제2방향, 예를 들어 반시계방향으로 꼬아서 제3회선(130)을 형성하며, 각각 5개의 제2회선에 의해 형성된 5개의 제3회선(130)들을 상기 제2방향과는 반대의 방향인 제3방향으로 꼬아서 중첩된 꼬임 구조를 형성하도록 구성된다. 이때, 집합기에 의한 도선의 꼬임이 동일 평면상에서 이루어지므로, 상기 제3방향은 제1방향과 동일한 방향이 될 것이다.
이와 같이 상기 제1회선과 제2회선을 반대방향으로 꼬고, 상기 제3회선을 제2회선과는 반대방향으로 다시 꼬아서 중첩된 꼬임 구조를 형성함으로써, 집합기에 의해 제2회선의 꼬임구조를 형성할 때 제1회선이 풀리는 것을 방지하면서 꼬임의 정도를 보다 견고하게 형성할 수 있게 되고, 상기 집합기에 의해 제3회선의 꼬임구조를 형성할 때에도 제2회선이 풀리는 것을 방지하면서 꼬임의 정도를 보다 견고하게 형성할 수 있게 된다.
상기 제3회선과 제2회선이 서로 반대방향으로 꼬여서 구성되는 것은 도 2에 도시된 제3회선(130)의 꼬임 방향과, 특정한 제3회선을 확대하여 점선의 B원안에 도시한 제2회선(120)의 꼬임 방향이 서로 반대방향임을 보면 보다 명확히 알 수 있다. 또한 상기 제2회선과 제1회선이 서로 반대방향으로 꼬여서 구성되는 것도 도 2에서 점선의 C원안에 확대된 상태로 도시된 제2회선(120)의 꼬임 방향과, 특정한 제2회선을 확대하여 실선의 원안에 도시한 제1회선(110)의 꼬임 방향이 서로 반대방향임을 보면 보다 명확히 알 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 고주파 전류용 전선은 난연 피복내에 위치하는 도선의 불필요한 이동을 방지하기 위한 별도의 중심코어 없이 5개의 제3회선(130)만을 상호간에 교차시켜 견고하게 형성되므로, 난연 피복 내부에는 별도의 빈 공간이 존재하지 않게 되며, 그에 따라 고주파 전선의 설치를 위한 구부림시에 특정 도선이 위치한 부분의 형태가 변형되거나 빈 공간으로 이동하게 되는 것을 방지하여 고주파 전류의 안정적인 전송환경을 조성할 수 있게 된다.
도 3에서는 5개의 제3회선(130) 사이의 공간이 큰 것처럼 도시되었으나, 이는 원형으로 이루어진 제3회선의 단면을 동일 평면상에 도시함에 따른 제약으로 그렇게 표현되었을 뿐 5개의 제3회선 상호간이 밀착된 상태로 꼬인 구조를 이루므로, 실제로는 제3회선의 다른 부분들에 의해 해당 영역이 채워지게 되어 빈 공간이 거의 없는 상태를 이루게 됨을 알 수 있을 것이다.
또한, 상기 전선의 일단에는 중첩된 꼬임 구조를 이루는 전선 상호간을 견고하게 접착시켜 꼬임 구조가 풀리는 것을 방지함과 아울러 스파크의 발생을 방지할 수 있는 납물침지부(150)가 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 납물침지부(150)는 꼬임 구조로 이루어진 전선의 일단을 집합기에서 분리하여 납물에 침지시킨 후 냉각시켜서 이루어진다.
또한, 상기 전선의 일단을 이루는 상기 납물침지부(150)의 일단에는 꼬임 구조로 이루어진 전선을 감싸면서 외력에 의해 압착되어 전선을 견고하게 지지함과 아울러, 전선을 풀어서 이동시키기 용이하도록 걸쇠 등을 걸 수 있는 연결공이 형성된 전선고정부(160)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 바인딩 필름(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 제3회선(130)들을 감싸서 전선의 구부림에 의해 꼬임 구조가 부분적으로 풀리거나 형태가 변형되는 것을 방지하여 중첩된 꼬임 구조를 안정적으로 유지할 수 있도록 최종적인 꼬임 구조를 이루는 상기 제3회선들(130) 전체의 외주면을 감싸는 얇은 필름으로 구성된다.
이때, 상기 바인딩 필름(200)은 고주파 전선을 구부릴 경우에도 쉽게 파손되지 않도록 유연성이 우수하여 형태 변형이 용이하고 투명하며 얇게 성형이 가능한 PS(polystyrene)필름으로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 상기 PS필름은 전선의 구부림에 큰 영향을 주지 않도록 대략 0.2~0.7㎜ 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 바인딩 필름(200)은 꼬임구조를 형성한 후 외부로 노출되는 제3회선(130)과 상기 도선에 가해지는 압력을 지지하면서 내전압을 유지할 수 있게 한 도선지지층(300,400) 사이에 위치하게 되어 고주파 전류 전송시 제3회선을 이루는 심선이 가열되면서 상기 도선지지층에 달라붙게 되는 것을 방지할 수 있게 됨과 아울러, 상기 제3회선들을 견고하게 지지하면서 고주파 전류 전송시 내전압의 유지에도 기여할 수 있게 된다.
상기 도선지지층(300,400)은 외부에서 가해지는 압력이 꼬임 구조로 이루어진 도선에 직접 전달되는 것을 방지하기 위해 압력을 완화시키도록 상기 바인딩 필름(200)의 외주면을 감싸는 두꺼운 합성수지 층으로 구성된다.
이때, 상기 도선지지층은 단일의 물질을 상기 바인딩 필름의 외주면에 두껍게 형성하여 압력에 대한 지지력 강화와 지하에 매설된 상태에서 지면으로 노출될 경우의 내전압 유지 작용을 동시에 구현할 수 있게 한 두꺼운 내전압층(300)만으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 바인딩 필름의 외주면에 직접 접하는 부분에는 전선이 외부에 노출될 경우에도 내전압을 유지할 수 있게 한 내전압층(300)을 형성하고, 상기 내전압층의 외주면에는 외부로부터 지속적으로 가해지는 압력을 완화시키는 압력층(400)을 형성하여 상기 도선지지층을 내전압층과 압력층을 분리하여 형성할 수도 있음은 물론이다.
그에 따라, 상기 도선지지층이 내전압층만으로 구성될 경우에는 상기 내전압층을 탄성과 가공성을 동시에 갖고 있는 XLTPE(Cross Linking Thermoplastic elastomer, 가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)로 이루어진 단일 층으로 두껍게 형성하는 것이 바람직하다,
이때, 상기 내전압층(300)의 두께는 대략 2~3㎜로 두껍게 형성하는 것이 바람직하며, 그에 따라 XLTPE의 두께와 탄성에 의해 어느 정도 형태 변형 가능한 유연성을 가짐과 아울러 외부에서 가해지는 압력이 꼬임 구조로 이루어진 도선에 직접 전달되는 것을 완화시키고, 전선이 외부에 노출되는 것에 크게 영향 받지 않으면서 내전압을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
또한, 상기 도전지지층이 내전압층과 압력층으로 구성될 경우에는 상기 내전압층(300)은 내전압 유지 기능이 우수한 XLTPE(가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)로 형성하고, 상기 압력층(400)은 내전압 유지 기능뿐만 아니라 난연성이 강화된 FR-XLTPE(Flame-Retarding Cross Linking Thermoplastic elastomer, 난연 가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 내전압층의 두께를 2~3㎜로 두껍게 형성하고, 상기 압력층을 1~2㎜로 형성할 수도 있음은 물론, 상기 내전압층의 두께를 1.5~2.5㎜로 줄이고, 그 둘레에 대략 1.5㎜의 압력층을 형성하여 구성될 수도 있음은 물론이다. 이와 같이 내전압층과 압력층을 각각 형성할 경우 내전압 유지 기능과 압력완화 및 난연기능이 분리되어 보다 우수한 효과를 구현할 수 있게 되며, 상기 내전압층과 압력층이 동일한 계열의 물질인 XLTPE 종류로 형성되어 두 층의 접합면도 부드럽게 형성될 수 있게 된다.
상기 난연 피복(500)은 외부의 충격에 의해 전선이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 상기 도선지지층(300,400)의 외주면을 감싸며, 내충격성이 우수하고 설치를 위해 고주파 전선을 구부릴 경우에도 쉽게 파손되지 않는 유연성이 있는 PVC(Polyvinyl chloride, 폴리염화비닐)로 구성된다.
이때, 상기 난연 피복(500)은 고주파 전류 전송시 발생되는 열에 의해 중첩된 꼬임 구조를 이루는 전선의 원형이 흐트러지는 것을 방지할 수 있게 고온에서도 형태 변형이 적도록 난연성이 강화된 난연 PVC로 구성되는 것이 바람직하다. 그에 따라 상기 난연 피복은 80℃에서 형태변형이 이루어져 전선의 원형이 흐트러지게 되던 종래의 고주파 전류용 전선과는 달리 90~105℃까지도 형태변형이 이루어지지 않게 되어 고주파 전류 전송시의 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있게 된다. 또한, 상기 난연 피복은 외부 충격에 의한 파손을 방지하면서도 전선의 전체적인 유연성을 확보할 수 있도록 대략 1.2~1.7㎜의 두께를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 다른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선의 작용을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선은 우레탄 피복된 다수의 심선을 삼중으로 꼬아서 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선(100)과, 이러한 도선들의 외부를 감싸서 꼬임 구조의 풀림을 방지하는 얇은 바인딩 필름(200)과, 상기 바인딩 필름의 외부를 감싸서 외부로부터 가해지는 압력을 완화시킴과 동시에 도로에 매설되었다가 지면으로 노출되는 부분에서도 내전압을 유지시키는 도선지지층(300,400)과, 상기 도선지지층의 외부를 감싸서 외부의 충격과 수분의 유입에 의한 손상을 방지하면서 도선을 보호하는 난연 피복(500)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 도선(100)은 다수의 심선 다발로 이루어진 제1회선(110)과, 5개의 제1회선들을 꼬아서 형성되는 제2회선(120)과, 5개의 제2회선들을 꼬아서 형성되는 제3회선(130)을 포함하며, 5개의 제3회선들을 다시 꼬아서 중첩된 꼬인 구조를 형성하게 된다.
상기 실시예에서는 제1회선(110) 각각이 64개의 심선으로 이루어진 심선 다발로 형성되고, 상기 제1회선 5개를 서로 꼬아서 제2회선을 형성함으로써 상기 제2회선(120) 각각이 320개의 심선으로 이루어지게 하며, 상기 제2회선 5개를 다시 서로 꼬아서 제3회선을 형성함으로써 상기 제3회선(130) 각각이 1600개의 심선으로 이루어지게 하고, 상기 제3회선 5개를 다시 서로 꼬아서 도선을 형성함으로써, 온라인 전기자동차용 고주파 전선이 총 8000개의 심선으로 구성되도록 하였다.
이때, 상기 심선(140)은 직경이 약 0.12㎜인 도체의 표면에 약 0.005㎜의 두께로 우레탄을 피복하여 형성되며, 이러한 0.12㎜의 심선 8000개를 중첩된 꼬임 구조로 형성한 도선(100)의 외경은 약 16.0㎜에 이르게 되고, 상기 바인딩 필름(200)은 투명하고 성형이 용이한 PS필름으로 이루어져 실제적으로 차지하게 되는 두께는 약 0.4㎜ 정도로 얇게 형성된다.
그리고, 상기 실시예에서 상기 도선지지층은 XLTPE(가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)로 이루어진 내전압층(300)을 상기 바인딩 필름의 외주면에 약 21.0㎜ 정도의 두께로 형성하고, FR-XLTPE(난연 가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)로 이루어진 압력층(400)을 상기 내전압층의 외주면에 약 2.5㎜로 형성하여 구성된다.
또한, 상기 난연 피복(500)은 난연성이 강화된 난연 PVC를 상기 압력층의 외주면에 약 1.5㎜의 두께로 형성하여 외부의 충격에 의해 도선을 이루는 각 심선이 손상되는 것을 충분히 방지하면서 전선의 휘어짐 등에는 크게 장애를 주지 않게 한다.
따라서, 이와 같이 내부에는 중첩된 꼬임 구조의 도선이 설치되고, 그 외부를 바인딩 필름과 도선지지층 및 난연 피복으로 감싸서 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선의 총 두께는 약 24.0㎜ 정도에 이르게 되어, 종래의 전선보다 훨씬 많은 개수의 심선을 이용하면서도 전체적인 두께에는 큰 변화 없이 고주파 전선을 구현할 수 있게 된다.
또한, 이와 같이 5개의 제3회선을 서로 밀착시켜 전선 내부의 빈 공간을 제거함과 아울러, 5개의 제3회선이 꼬임구조를 이루게 되어 전선의 특정 부분만이 중앙에 지속적으로 위치하지 않고, 각각의 제3회선이 꼬인 형태를 따라 전선의 중심과 외측에 고르게 위치하게 된다. 그에 따라, 종래에 전선의 중심에 위치하게 되는 전선이 주변의 다른 전선들에 의해 영향 받아 저항이 증가하게 되는 근접효과를 방지할 수 있게 된다.
또한, 전선의 중심과 외측에 고르게 위치하게 되는 각 제3회선 자체도 5개의 제2회선이 서로 꼬인 구조를 이루게 되므로 각각의 제3회선을 이루는 심선 다발도 전선의 중심과 외측에 고르게 위치할 수 있게 되고, 상기 제2회선도 5개의 제1회선이 서로 꼬인 구조를 이루게 되어 각각의 제2회선을 이루는 심선 다발 역시 전선의 중심과 외측에 고르게 위치할 수 있게 되어 근접효과에 의한 저항의 증가와 그로 인한 발열 정도를 감소시킬 수 있게 된다.
이와 같이 전선을 이루는 제3회선, 제2회선, 제1회선 및 심선 다발이 전선의 중심과 외측에 교대로 위치하게 되므로, 주파수의 상승에 따라 고주파 전류가 도체 표면에 집중되어 선로의 저항이 증가하면서 발열하게 되는 표피효과에 의한 저항의 증가와 발열 정도도 크게 감소시킬 수 있게 된다.
이와 같이 고주파 전류 전송시 발열의 주된 원인이 되는 근접효과와 표피효과에 의한 저항의 증가를 감소시켜 발열정도를 감소시킴으로써, 더 높은 주파수를 갖는 전류도 안정적으로 전송할 수 있게 된다.
그에 따라, 50㎑의 고주파 전류 전송시 도선에 약 80℃ 정도의 열이 발생하게 되어 난연 피복의 변형을 초래하게 되므로 전송되는 전류의 주파수를 감소시키거나 장시간 사용할 수 없었던 종래의 고주파 전선과 달리, 본 발명에 따른 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선을 이용할 경우에는 50㎑의 고주파수로 100A의 전류를 전송할 경우에도 도선에 약 50℃ 정도의 열밖에 발생하지 않게 되어 고주파 전류를 안정적으로 공급할 수 있게 된다.
이와 같이 도선을 중첩된 꼬임 구조로 형성하고, 이를 감싸는 난연 피복을 난연 PVC로 형성하여 열에 대한 저항력을 강화시킴으로써, 종래의 고주파 전선보다 높은 주파수의 범위, 대략 30~70㎑의 범위 내에서 80~110A의 고주파 전류를 안정적으로 전송할 수 있게 된다. 그리고, 도선을 이루는 가닥의 개수를 줄일 경우에는 100㎑의 고주파 전류도 전송할 수 있게 된다.
또한, 상기 난연 PVC의 경우 80℃에서 형태 변형이 시작되던 종래의 일반 PVC와는 달리 105℃에서 비로소 형태변형이 시작되므로, 난연 피복의 형태 변형에 의해 꼬임 구조를 이루는 전선의 원형이 흐트러지는 것을 방지하면서 고주파 전류를 안정적으로 전송할 수 있게 된다.
그리고, 상기 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선의 외부를 내전압층과 압력층으로 두껍게 감싸도록 구성됨으로써, 도로의 파손이나 시공상의 여건 등으로 인해 도로에 매설된 온라인 전기자동차용 고주파 전선이 지면으로 노출될 경우에도 내전압을 안정적으로 유지하게 되어 스파크 등이 발생하는 것을 방지하며 안전하게 사용할 수 있게 된다.
또한, 내전압층과 압력층으로 두껍게 형성된 도선지지층에 의해 도로의 상면에서 운행하는 자동차 등에 의해 지속적으로 가해지는 압력이 완화되어 도선에 직접적으로 전달되는 것을 방지하여 내구성을 향상시킴으로써 꼬임 구조로 이루어진 전기자동차용 도선을 장기간 안정적으로 사용할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 중첩된 꼬임 구조로 도선을 형성하여 고주파 전류 전송시의 발열정도를 감소시키고, 도선의 외부를 얇은 바인딩 필름과, 내전압 유지기능이 우수하고 탄성에 의한 외부의 충격 완화가 뛰어난 도선지지층, 및 난연성이 강화된 난연 피복으로 감싸도록 구성하여 온라인 전기자동차에의 전원공급을 위해 고주파 전류를 지속적으로 전송할 경우에 발생되는 열과, 도로에 매설된 상태에서 가해지는 압력 등의 충격에 의해 전선의 원형이 흐트러지는 것을 방지함으로써 온라인 전기자동차에 고주파 전류를 안정적으로 공급할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 - 도선 110 - 제1회선
120 - 제2회선 130 - 제3회선
140 - 심선 150 - 납물침지부
160 - 전선고정부 200 - 바인딩 필름
300 - 내전압층 400 - 압력층
500 - 난연 피복

Claims (9)

  1. 온라인 전기자동차용 고주파 전선에 있어서,
    외주면에 우레탄 피복을 한 도체인 심선을 다수 개 모은 다발로 형성된 제1회선과, 다수의 상기 제1회선들을 서로 밀착시켜 꼬아서 형성된 제2회선과, 다수의 상기 제2회선들을 다시 서로 밀착시켜 꼬아서 형성된 제3회선을 포함하며, 다수의 상기 제3회선들을 다시 서로 밀착시켜 꼬아서 중첩된 꼬임 구조를 형성하여, 중앙에 고정된 위치를 갖는 코어를 배제한 도선;
    상기 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선들의 외부를 감싸서 꼬임 구조를 안정적으로 유지시키며, PS(polystyrene)필름으로 이루어진 바인딩 필름;
    상기 바인딩 필름의 외주면을 감싸서 외부에서 가해지는 압력을 완화시켜 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선에 직접 전달되는 것을 방지하는 도선지지층; 및
    상기 도선지지층의 외주면을 감싸서 손상을 방지하는 난연 피복을 포함하여 구성되며;
    상기 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 도선은, 5개의 제3회선이 서로 밀착되어 꼬여서 형성되고, 상기 각 제3회선은 5개의 제2회선이 서로 밀착되어 꼬여서 형성되며, 상기 각 제2회선은 5개의 제1회선이 서로 밀착되어 꼬여서 형성되도록 구성되며;
    상기 제1회선들은 각 심선 다발이 제1방향으로 꼬여서 하나의 제2회선을 형성하고, 상기 제2회선들은 상기 제1방향과는 반대의 방향인 제2방향으로 꼬여서 제3회선을 형성하며, 상기 제3회선들은 상기 제2방향과는 반대의 방향인 제3방향으로 꼬여서 중첩된 꼬임 구조를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도선의 일단에는 중첩된 꼬임 구조를 이루는 제1회선, 제2회선 및 제3회선 상호간을 견고하게 접착시키는 납물침지부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 도선지지층은 상기 바인딩 필름 외주면에 탄성과 가공성을 동시에 갖고 있는 XLTPE(가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)를 두껍게 형성하여 내전압을 일정하게 유지할 수 있게 한 내전압층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도선지지층은 상기 내전압층의 외주면에 외부로부터 지속적으로 가해지는 압력을 완화시키는 압력층을 더 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압력층은 내전압층의 외주면을 난연성이 강화된 FR-XLTPE(난연 가교 썸머 플라스틱 엘라스토머)로 감싸서 형성되는 것을 특징으로 하는 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각 제1회선은 64개의 심선으로 이루어진 심선 다발로 형성되고, 상기 제1회선 5개를 서로 꼬아서 형성되는 각 제2회선은 320개의 심선으로 이루어지며, 상기 제2회선 5개를 다시 서로 꼬아서 형성되는 각 제3회선은 1600개의 심선으로 이루어지고, 상기 제3회선 5개를 다시 서로 꼬아서 도선을 형성하여 온라인 전기자동차용 고주파 전선을 총 8000개의 심선으로 구성하며;
    상기 심선은 직경이 0.12㎜인 도체의 표면에 0.005㎜의 두께로 우레탄을 피복하여 형성되고, 상기 심선 8000개를 중첩된 꼬임 구조로 형성하여 도선의 외경을 15.5~16.5㎜로 형성하며, 상기 바인딩 필름은 PS필름을 0.3~0.5㎜로 형성하고, 상기 도선지지층은 XLTPE로 이루어진 내전압층을 20.0~22.0㎜의 두께로 형성하고, FR-XLTPE로 이루어진 압력층을 2.0~3.0㎜로 형성하며, 상기 난연 피복은 난연 PVC를 1.3~1.7㎜의 두께로 형성하여 고주파 전선이 23.0~25.0㎜의 외경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동차용 고주파 전선.
KR1020100093462A 2010-09-27 2010-09-27 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동자용 고주파 전선 KR101046565B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100093462A KR101046565B1 (ko) 2010-09-27 2010-09-27 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동자용 고주파 전선

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100093462A KR101046565B1 (ko) 2010-09-27 2010-09-27 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동자용 고주파 전선

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101046565B1 true KR101046565B1 (ko) 2011-07-05

Family

ID=44923138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100093462A KR101046565B1 (ko) 2010-09-27 2010-09-27 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동자용 고주파 전선

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101046565B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109686479A (zh) * 2018-12-28 2019-04-26 扬州赛德电缆有限公司 一种新能源光伏发电站用光伏电缆

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148042A (ja) * 1994-11-25 1996-06-07 Hitachi Cable Ltd 対型データ伝送用通信ケーブル
JPH1196837A (ja) 1997-09-18 1999-04-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 通信ケーブル
JP2001155561A (ja) 1999-11-29 2001-06-08 Asahi Kasei Corp 耐熱性同軸ケーブル

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148042A (ja) * 1994-11-25 1996-06-07 Hitachi Cable Ltd 対型データ伝送用通信ケーブル
JPH1196837A (ja) 1997-09-18 1999-04-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 通信ケーブル
JP2001155561A (ja) 1999-11-29 2001-06-08 Asahi Kasei Corp 耐熱性同軸ケーブル

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109686479A (zh) * 2018-12-28 2019-04-26 扬州赛德电缆有限公司 一种新能源光伏发电站用光伏电缆
CN109686479B (zh) * 2018-12-28 2019-12-10 扬州赛德电缆有限公司 一种新能源光伏发电站用光伏电缆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013027748A1 (ja) 海中ケーブル、その遮水層用複層テープおよび海中ケーブルの疲労特性の向上方法
JP5323901B2 (ja) 海中ケーブル、海中ケーブルの遮水層用複層テープおよび海中ケーブルの疲労特性の向上方法
WO2015046037A1 (ja) 海中ケーブル、およびその遮水層用複層テープ
CN203013319U (zh) 一种丁腈复合护套扁平电缆
KR101046565B1 (ko) 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 온라인 전기자동자용 고주파 전선
CN207302674U (zh) 一种电力通讯控制缆
JP2015039274A (ja) 水中・水底ケーブル線路
CN211125158U (zh) 一种抗挤压高散热电力电缆
CN205789164U (zh) 一种双芯可分离型光伏发电系统用直流软电力电缆
CN216719528U (zh) 一种耐弯折电缆
JP6588650B2 (ja) 信号線複合ケーブル型二次電池
JP5323973B1 (ja) 疲労特性に優れた海中ケーブルおよびその遮水層用複層テープ
KR101192243B1 (ko) 전력선유닛을 내장한 광복합케이블
JP2001101933A (ja) 低温可撓性ケーブル
KR101046564B1 (ko) 중첩된 꼬임 구조로 이루어진 고주파 전류용 전선
CN102789829A (zh) 一种耐弯曲采煤机软电缆
JP6632954B2 (ja) 接地システム
CN205789159U (zh) 用于道路机械设备的高弹性屏蔽控制复合缆
CN104409166A (zh) 圆整型车载通信控制复合电缆
CN209571783U (zh) 一种具有防电缆扭曲堆积功能的mpp电缆保护管
CN214847888U (zh) 一种乙丙绝缘氯磺聚乙烯钢带编织电力电缆
CN220306015U (zh) 一种光伏发电系统用电力电缆
CN104200885B (zh) 一种抗挤压抗弯折复合控制电缆
CN217008717U (zh) 易于拆除的抗拉伸多芯绝缘电缆
CN211828253U (zh) 直流10kV两芯交联电缆

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee