KR101067865B1 - 절연 전선 및 송배전용 케이블 - Google Patents

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Abstract

절연 전선 및 송배전용 케이블이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연 전선에 있어서, 중심에 위치하는 도체층; 상기 도체층의 외곽에 위치하는 절연층; 및 상기 절연층과 접촉하며 상기 절연 전선의 외부에서 상기 절연 전선의 내부로 침투하는 수분을 차단하는 수분 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 전선이 제공된다.
절연 전선, 송배전용 케이블, 수반 차단층

Description

절연 전선 및 송배전용 케이블{INSULATED WIRE AND CABLE FOR ELECTRIC SUPPLY AND ELECTRIC TRANSMISSION}
본 발명은 절연 전선에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 절연 전선 및 송배전용 케이블에 관한 것이다.
노상, 실외 또는 실내에는 많은 수의 전선 및 케이블들이 설치되어 있고, 이러한 전선 및 케이블들은 건물의 내부 및 외부 등에 설치된다.
이러한 케이블은 대체로 구조가 복잡하거나 고압 및 고주파용 등 특수한 용도에 사용되는 고급 절연선을 나타낸다. 케이블은 절연 전선 및 외피를 포함한다. 즉, 케이블은 도체 위에 비닐, 폴리에틸렌, 가교폴리에틸렌 등의 절연 재료로 원형의 압축물로 성형하여 아파트 내부나 공장 배선용, 수송 및 통신망 구축에 필요한 전력용 케이블 또는 제어용 케이블로 사용하고 있다.
최근에는 전력, 정보 시스템 및 산업 제반 시설이 복잡하고 다양화되면서 전선 및 케이블에 대한 연구 개발이 활발히 일어나고 있다.
일반적인 절연 전선은 도체와 절연체로 이루어지며, 케이블 등에서 사용하는 절연 전선은 외부로부터 침투하는 수분 또는 도체에 포함된 수분을 차단하기 위하여 내부 도체를 수밀형 컴파운드를 충진하고, 중성선의 하단이나 상단에 부풀음 테이프를 사용하고 있다.
그러나, 종래의 절연 전선은 전선 내부에 침부한 수분에 의해 절연체 및 도체가 손상되거나, 부풀음 테이프가 흡수한 내부 수분에 의하여 절연체가 손상되는 문제가 발생한다.
또한, 종래의 절연 전선은 절연 전선 내부로 침투한 수분과 전기력선에 의해 트리가 발생하거나 전계의 집중에 의해 절연체의 손상이 발생하고 부분 방전으로 인하여 전선을 사용할 수 없는 문제도 발생한다.
본 발명은 전선 및 케이블에 사용되는 절연체 및 도체가 수분 및 습기로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있는 절연 전선 및 송배전용 케이블을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명은 도체가 수분 및 습기에 의해 부식하거나 산화하는 것을 방지할 수 있는 절연 전선 및 송배전용 케이블을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 전선 및 케이블로 침투하는 수분 및 습기를 차단하여 전선 및 케이블의 설계 수명을 연장할 수 있는 절연 전선 및 송배전용 케이블을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 절연 전선이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연 전선에 있어서, 중심에 위치하는 도체층; 상기 도체층의 외곽에 위치하는 절연층; 및 상기 절연층과 접촉하며 상기 절연 전선의 외부에서 상기 절연 전선의 내부로 침투하는 수분을 차단하는 수분 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 전선이 제공된다.
여기서, 상기 수분 차단층은, 상기 절연 전선의 내부에 포함된 습기를 상기 절연 전선의 외부로 방출하는 친수층; 및 상기 절연 전선의 외부에서 상기 절연 전선의 내부로 침투하는 수분을 차단하는 소수층을 포함한다.
그리고, 상기 친수층은 상기 도체층의 외곽과 접촉하며 상기 소수층은 상기 절연층의 내곽과 접촉한다.
또한, 상기 수분 차단층은 상기 절연층의 외곽과 접촉한다.
한편, 상기 친수층은 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어진다.
여기서, 상기 폴리비닐계 고분자 물질은 PVA(Polyvinyl Alcohol) 및 PVAc(Polyvinyl Acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질이다.
그리고, 상기 소수층은 불소계 고분자 물질로 이루어진다.
이때, 상기 불소계 고분자 물질은 PVDF(Polyvinylidenefluoride), PTFE(Polyterafluoroethylene), PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), FEP(Fluorinatedethylenepropylene), ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene) 및 PFA(Perfluoroalkoxy)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질이다.
또한, 상기 수분 차단층은 복수개의 기공을 포함한다.
여기서, 상기 복수개의 기공 각각의 반경은 수증기의 반경보다 크고 물방울의 반경보다 작게 형성된다.
그리고, 상기 수분 차단층은 직물, 부직포 및 필름 중 적어도 하나의 형태이다.
그리고, 본 발명의 일 측면에 따르면, 송배전용 케이블이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 송배전용 케이블에 있어서, 중심에 위치하는 도체층, 상기 도체의 외곽에 위치하는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층의 외곽에 위치하는 절연층, 상기 절연층의 외곽에 위치하는 외부 반도전층, 상기 외부 반도전층의 외곽에 위치하는 수분 차단층을 포함하는 송배전용 절연 전선; 및 상기 송배전용 절연 전선의 외곽에 위치하는 외피층을 포함하되, 상기 수분 차단층은, 상기 송배전용 케이블의 내부에 포함된 습기를 상기 송배전용 케이블의 외부로 방출하는 친수층 및 상기 송배전용 케이블의 외부에서 상기 송배전용 케이블의 내부로 침투하는 수분을 차단하는 소수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전용 케이블이 제공된다.
여기서, 상기 송배전용 절연 전선은 제 1중성선 수밀층, 중성선 및 제 2중성선 수밀층을 더 포함한다.
그리고, 상기 수분 차단층은 상기 외부 반도전층, 상기 제 1중성선 수밀층, 상기 중성선, 상기 제 2중성선 수밀층 및 상기 외피층 중 적어도 하나와 접촉한다.
한편, 상기 친수층은 상기 제 2중성선 수밀층의 외곽과 접촉하며 상기 소수층은 상기 외피층의 내곽과 접촉한다.
또한, 상기 친수층은 상기 외부 반도전층의 외곽과 접촉하며 상기 소수층은 상기 제 1중성선 수밀층의 내곽과 접촉한다.
그리고, 상기 수분 차단층은, 상기 외부 반도전층 및 상기 중성선과 접촉하는 제 1수분 차단층; 및 상기 중성선 및 상기 외피층과 접촉하는 제 2수분 차단층을 포함한다.
이때, 상기 친수층은 PVA(Polyvinyl Alcohol) 및 PVAc(Polyvinyl Acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어지며, 상기 소수층은 PVDF(Polyvinylidenefluoride), PTFE(Polyterafluoroethylene), PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), FEP(Fluorinatedethylenepropylene), ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene) 및 PFA(Perfluoroalkoxy)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 불소계 고분자 물질로 이루어진다.
그리고, 상기 수분 차단층은 직물, 부직포 및 필름 중 적어도 하나의 형태이다.
또한, 상기 수분 차단층은 복수개의 기공을 포함하되, 상기 기공의 반경은 수증기의 반경보다 크고 물방울의 반경보다 작게 형성한다.
본 발명에 따른 절연 전선 및 송배전용 케이블은 전선 및 케이블에 사용되는 도체 및 절연체가 수분 및 습기로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.
또한, 본 발명에 따른 절연 전선 및 송배전용 케이블은 절연체의 주변에 위치하는 수분과 전선에 의한 트리 발생 및 전계의 집중에 의해 절연체의 손상을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.
그리고, 본 발명에 따른 절연 전선 및 송배전용 케이블은 도체가 수분 및 습기에 의해 부식하거나 산화하는 것을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.
또한, 본 발명에 따른 절연 전선 및 송배전용 케이블은 전선 및 케이블로 침투하는 수분 및 습기를 차단하여 전선 및 케이블의 설계 수명을 연장할 수 있는 효과가 발생한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생 략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 절연 전선 및 송배전용 케이블의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 절연 케이블(100)은 절연 전선(105) 및 외피층(150)을 포함한다. 절연 전선(105)은 도체층(110), 수분 차단층(200) 및 절연층(130)을 포함한다.
도체층(110)은 절연 케이블(100)의 중심에 위치한다. 도체층(110)은 전류를 흘러주기 위해 전기 전도성 물질로 이루어진 도체를 포함한다. 예를 들어, 전기 전도성 물질은 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나의 원소로 이루어진다. 도체층(110)은 사용하는 용도에 따라 복수개의 도체로 이루어질 수 있으며 복수개의 도체로 이루어질 경우에는 꼬임 형태로 이루이질 수도 있다.
수분 차단층(200)은 절연 케이블(100)으로 침입하는 수분을 차단하고 절연 케이블(100)에 포함된 습기를 방출하기 위해 도체층(110)과 절연층(130) 사이에 형성된다. 즉, 수분 차단층(200)은 도체층(110)의 외곽을 둘러싸며 형성된다. 수분 차단층(200)은 직물, 부직포 및 필름 중 적어도 하나의 형태로 이루어질 수 있다. 수분 차단층(200)은 도 2 및 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
절연층(130)은 전압에 견디고 전류가 도체층(110)의 외부로 새어나가는 것을 방지하기 위해 형성된다. 절연층(130)은 수분 차단층(200)의 외곽을 둘러싸며 형성된다. 절연층(130)은 PVC(Polyvinyl Chloride), LDPE(Low Density Polyethylene), XLPE(crosslinked polyethylene), WTR-XLPE(Water Tree Retardant Cross-linked Polyethylene) 및 EPR(Ethylene Propylene Rubber)과 같은 압출된 고분자 절연체로 이루어진다.
외피층(150)은 절연층(130)이 외곽을 둘러싸며 형성되며 절연 케이블(100)의 최외곽에 형성된다. 외피층(150)은 절연 케이블(100)의 내부를 보호하는 층이다. 즉, 외피층(150)은 외부의 전기적, 기계적, 열적 및 화학적으로 도체층(110), 수분 차단층(200) 및 절연층(130)을 보호하는 역할을 수행한다. 외피층(150)은 PE(Poly Ethylene), PVC(Polyvinyl Chloride) 및 나일론과 같은 물질로 이루어진다.
본 발명에 따른 절연 케이블의 수분 차단층을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 케이블의 수분 차단층을 확대하여 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 절연 케이블의 수분 차단층을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 수분 차단층(200)은 친수층(230) 및 소수층(250)을 포함한다.
친수층(230)은 도체층(110)의 외곽과 접촉하며 도체층(110)에 포함된 습기를 절연 케이블(100)의 외부로 방출한다. 친수층(230)은 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어진다. 폴리비닐계 고분자 물질은 예를 들어 PVA(Polyvinyl Alcohol) 및 PVAc(Polyvinyl Acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질일 수 있다.
소수층(250)은 친수층(230)과 접촉하며 절연층(130)의 내곽과 접촉한다. 소수층(250)은 절연 케이블(100)의 외부에서 절연 케이블(100)의 내부로 침투하는 수분을 차단한다. 소수층(250)은 불소계 고분자 물질로 이루어진다. 불소계 고분자 물질은 PVDF(Polyvinylidenefluoride), PTFE(Polyterafluoroethylene), PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), FEP(Fluorinatedethylenepropylene), ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene) 및 PFA(Perfluoroalkoxy)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질일 수 있다.
그리고, 수분 차단층(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 기공(270)을 포함한다. 복수개의 기공(270)의 반경 각각은 수증기(260)의 반경보다 크고 물방울(280)의 반경보다 작다. 이에 따라, 수분 차단층(200)은 수증기(260)의 반경보다 큰 기공(270)을 통해 도 3에 도시된 바와 같이 절연 케이블(100)의 내부에 포함된 습기를 절연 케이블(100)의 외부로 방출시킨다. 수분 차단층(200)의 기공(270)의 반경이 물방울(280)의 반경보다 작기 때문에 수분 차단층(200)은 절연 케이블(100)의 외부에 존재하는 수분이 절연 케이블(100)의 내부로 침투하지 못하도록 차단한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 절연 케이블(100)은 절연 전선(105) 및 외피층(150)을 포함한다. 절연 전선(105)은 도체층(110), 절연층(130) 및 수분 차단층(200)을 포함한다.
도체층(110)은 절연 케이블(100)의 중심에 위치하며 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)와 같은 전기 전도성 물질로 이루어진 도체를 포함한다.
절연층(130)은 도체층(110)의 외곽에 위치하며 구체적으로 도체층(110)의 외곽을 둘러싸며 형성된다.
수분 차단층(200)은 절연층(130)과 외피층(150) 사이에 형성된다. 즉, 수분 차단층(200)은 절연층(130)의 외곽에 위치하며 외피층(150)의 내측에 위치한다. 수 분 차단층(200)은 복수개의 기공(270)을 포함하며 직물, 부직포 및 필름 중 적어도 하나의 형태로 형성된다. 수분 차단층(200)은 친수층(230) 및 소수층(250)을 포함한다.
친수층(230)은 도체층(110)와 절연층(130)에 포함된 습기를 절연 케이블(100)의 외부로 방출한다. 친수층(230)은 절연층(130)의 외곽과 접촉하며 PVA 및 PVAc로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어진다.
소수층(250)은 절연 케이블(100)의 외부에서 절연 케이블(100)의 내부로 침투하는 수분을 차단한다. 소수층(250)은 외피층(150)의 내곽과 접촉하며 PVDF, PTFE, PCTFE, FEP, ETFE 및 PFA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 불소계 고분자 물질로 이루어진다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전용 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 5을 참조하면, 송배전용 케이블(300)은 송배전용 절연 전선(305) 및 외피층(380)을 포함한다. 이때, 송배전용 절연 전선(305)은 도체층(310), 내부 반도전층(320), 절연층(330), 외부 반도전층(340), 제 1중성선 수밀층(350), 중성선(360), 제 2중성선 수밀층(370) 및 수분 차단층(400)을 포함한다.
도체층(310)은 송배전용 케이블(300)의 중심에 위치하며 전류를 흘러주기 위해 도체를 포함한다. 이때, 도체는 구리 및 알루미늄 중 적어도 어느 하나로 이루어진 전기 전도성 물질로 구성된다. 송배전용 케이블(300)을 교류 전류용으로 사용 할 경우에는 도체층(310)은 굵은 도체를 사용하지 않고 여러 개의 가는 도체를 꼬아서 사용하기도 한다. 도체층(310)은 수밀형 컴파운드가 충진되어 형성될 수 있다.
내부 반도전층(320)은 도체층(310)의 표면에서 유도되는 전기장을 일정하게 분산시키기 위해 도체층(310)의 외곽에 위치한다. 내부 반도전층(320)은 송배전용 케이블(300)의 제조 공정 중에서 도체층(310)을 보호하는 역할을 수행한다. 또한, 내부 반도전층(320)은 절연층(330)과의 계면에서 전기장을 일정하게 유지하여 전위차를 동일하게 하기 위해 형성된다.
절연층(330)은 내부 반도전층(320)의 외곽에 위치하며 도체층(310)의 흐르는 전류가 외부로 새어나가는 것을 방지하기 위해 압축된 고분자 절연체로 이루어진다. 예를 들어, 압축된 고분자 절연체는 PVC, LDPE, XLPE, WTR-XLPE 및 EPR로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질일 수 있다. 한편, HV(high voltage)급 송배전용 케이블(300)에서 사용할 경우에 절연층(330)은 전류가 흐를 때 도체층(310)의 온도가 90℃까지 올라가기 때문에 내열성을 고려하여 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
외부 반도전층(340)은 절연층(330)의 외곽에 위치하며 내부 반도전층(320) 및 절연층(330)의 전기장이 접지로 흐를 때 그 전기장을 일정하게 분배하고 유지하는 역할을 한다.
제 1중성선 수밀층(350)은 외부 반도전층(340)의 외곽에 위치한다. 제 1중성선 수밀층(350)은 송배전용 케이블(300)에 포함된 수분을 흡수하기 위해 부풀음 테 이프로 이루어진다. 즉, 제 1중성선 수밀층(350)은 송배전용 케이블(300)의 내부에 포함된 수분과 접촉하며 수분을 흡수하여 부풀어진다.
중성선(360)은 제 1중선선 수밀층의 외곽에 위치하며 외부 반도전층(340)에 유도된 전계를 접지시키는 역할을 한다. 중성선(360)은 납(Pb), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나의 원소 또는 화합물로 이루어진다.
제 2중성선 수밀층(370)은 중선선의 외곽에 위치하며 제 1중성선 수밀층(350)과 같이 부풀음 테이프로 이루어진다. 제 2중성선 수밀층(370)은 송배전용 케이블(300)의 내부에 포함된 수분을 흡수한다.
수분 차단층(400)은 송배전용 케이블(300)의 외부에서 송배전용 케이블(300)의 내부로 침투하는 수분을 차단하며 제 2중성선 수밀층(370)의 외곽에 위치한다. 수분 차단층(400)은 도 6에 도시된 바와 같이 친수층(430)과 소수층(450)을 포함한다.
친수층(430)은 송배전용 케이블(300)의 내부에 포함된 습기를 송배전용 케이블(300)의 외부로 방출하며 제 2중성선 수밀층(370)의 외곽을 둘러싸며 형성된다. 친수층(430)은 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어진다. 이때, 폴리비닐계 고분자 물질은 PVA 및 PVAc로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질일 수 있다.
소수층(450)은 송배전용 케이블(300)의 외부에 포함된 수분이 송배전용 케이블(300)의 내부로 침투하는 것을 방지하며 외피층(380)의 내곽과 접촉한다. 소수층(450)은 불소계 고분자 물질로 이루어진다. 여기서, 불소계 고분자 물질은 PVDF, PTFE, PCTFE, FEP, ETFE 및 PFA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질일 수 있다.
수분 차단층(400)은 도 6에 도시된 바와 같이 복수개의 기공(470)을 포함한다. 복수개의 기공(470) 각각의 반경은 송배전용 케이블(300)의 내부에 포함된 습기는 송배전용 케이블(300)의 외부로 방출하기 위해 수증기(260)의 반경보다 크게 형성된다. 즉, 수분 차단층(400)은 제 1중성선 수밀층(350) 및 제 2중성선 수밀층(370)에서 흡수한 수분을 송배전용 케이블(300)의 외부로 방출한다.
그리고, 복수개의 기공(470) 각각의 반경은 송배전용 케이블(300)의 외부에서 송배전용 케이블(300)의 내부로 침투하는 수분을 방지하기 위해 물방울(280)의 반경보다 작게 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 송배전용 케이블(300)은 수분 차단층(400)을 이용하여 외부에 포함된 수분이 내부로 흡수되지 않기 때문에 도체 및 절연체가 수분 및 습기에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있고 도체가 수분 및 습기에 의해 부식되거나 산화되는 것을 방지할 수 있다.
외피층(380)은 수분 차단층(400)의 외곽에 위치하며 송배전용 케이블(300)의 내부를 보호한다. 다시 말하면, 외피층(380)은 도체층(310), 내부 반도전층(320), 절연층(330), 외부 반도전층(340), 제 1중성선 수밀층(350), 중성선(360), 제 2중성선 수밀층(370) 및 수분 차단층(400)을 외부의 전기적, 기계적, 열적 및 화학적으로 보호하는 층이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 송배전용 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 7를 참조하면, 송배전용 케이블(300)은 송배전용 절연 전선(305) 및 외피층(380)을 포함한다. 여기서, 송배전용 절연 전선(305)은 도체층(310), 내부 반도전층(320), 절연층(330), 외부 반도전층(340), 수분 차단층(400), 제 1중성선 수밀층(350), 중성선(360) 및 제 2중성선 수밀층(370)을 포함한다.
도체층(310)은 송배전용 케이블(300)의 중심에 위치하며 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 이루어질 수 있다. 이러한 구리는 알루미늄보다 전도성이 우수하며 알루미늄은 구리보다 가벼운 장점이 있다.
내부 반도전층(320)은 도체층(310)의 표면에 흐르는 전기장을 일정하게 분포하여 절연층(330)의 절연 내력을 향상시키기 위해 도체층(310)과 절연층(330) 사이에 형성한다. 또한, 내부 반도전층(320)은 도체층(310)과 절연층(330) 간의 간극형성을 방지하며 송배전용 케이블(300)의 제조 공정 시 절연층(330)의 압축된 고분자 절연체가 도체층(310)으로 침투하는 것을 방지한다.
절연층(330)은 내부 반도전층(320)의 외곽에 형성된다. 절연층(330)은 파괴 전압이 높고 절연 성능이 장기간 안정적이며 유전 손실이 적은 압축된 고분자 절연체로 이루어진다. 예를 들어, 압축된 고분자 절연체는 PVC, LDPE, XLPE, WTR-XLPE 및 EPR로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질일 수 있다.
외부 반도전층(340)은 절연층(330)의 외곽에 형성된다. 외부 반도전층(340)은 내부 반도전층(320)과 절연층(330)의 전기장을 일정하게 분포하여 절연층(330)의 절연 내력을 향상시킨다.
수분 차단층(400)은 외부 반도전층(340)과 제 1중성선 수밀층(350) 사이에 위치하며 직물, 부직포 및 필름 중 적어도 하나의 형태로 형성된다. 수분 차단층(400)은 복수개의 기공(470)을 포함한다. 이때, 기공(470)의 반경은 수증기(260)의 반경보다 크고 물방울(280)의 반경보다 작게 형성된다. 수분 차단층(400)은 친수층(430)과 소수층(450)을 포함한다.
친수층(430)은 외부 반도전층(340)의 외곽과 접촉하며 송배전용 케이블(300)의 내부에 포함된 습기를 송배전용 케이블(300)의 외부로 방출한다. 친수층(430)은 PVA 및 PVAc로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어진다.
소수층(450)은 제 1중성선 수밀층(350)의 내곽과 접촉하며 송배전용 케이블(300)의 외부에 포함된 수분을 송배전용 케이블(300)의 내부로 침투하지 못하도록 방지한다. 소수층(450)은 PVDF, PTFE, PCTFE, FEP, ETFE 및 PFA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 불소계 고분자 물질로 이루어진다.
제 1중성선 수밀층(350) 및 제 2중성선 수밀층(370) 각각은 수분 차단층(400) 및 중성선(360)의 외곽에 형성하며 송배전용 케이블(300)에 포함된 수분을 흡수한다.
중성선(360)은 제 2중성선 수밀층(370)의 외곽에 위치하며 외부 반도전층(340)에 유도된 전계를 접지하는 층이다.
외피층(380)은 송배전용 케이블(300)의 최외곽에 위치하여 송배전용 케이블(300)의 도체층(310), 내부 반도전층(320), 절연층(330), 외부 반도전층(340), 수분 차단층(400), 제 1중성선 수밀층(350), 중성선(360) 및 제 2중성선 수밀 층(370)을 외부에서 발생하는 전기적, 열적, 화학적 및 기계적으로부터 보호하는 층이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 송배전용 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 8를 참조하면, 송배전용 케이블(300)은 송배전용 절연 전선(305) 및 외피층(380)을 포함한다. 송배전용 절연 전선(305)은 도체층(310), 내부 반도전층(320), 절연층(330), 외부 반도전층(340), 수분 차단층(400) 및 중성선(360)을 포함한다.
도체층(310)은 송배전용 케이블(300)의 중심에 위치하며 전류를 흐르기 위해 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 이루어질 수 있다.
내부 반도전층(320)은 도체층(310)의 외곽을 둘러싸며 형성하고 도체층(310)의 표면에서 유도되는 전기장을 일정하게 분배시키는 역할을 수행한다.
절연층(330)은 내부 반도전층(320)의 외곽을 둘러싸며 형성하고 도체층(310)의 흐르는 전류를 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 형성된다.
외부 반도전층(340)은 절연층(330)의 외곽을 둘러싸며 형성하고 내부 반도전층(320)과 절연층(330)에 흐르는 전기장을 일정하게 분배하고 유지한다.
수분 차단층(400)은 외부 반도전층(340)의 외곽을 둘러싸며 형성된다. 수분 차단층(400)은 수증기(260)의 반경보다 크고 물방울(280)의 반경보다 작은 반경을 가지는 복수개의 기공(470)을 포함한다. 수분 차단층(400)은 직물, 부직포 및 필름 중 적어도 하나의 형태로 형성될 수 있다.
수분 차단층(400)은 외부 반도전층(340)과 중성선(360)과 접촉하는 제 1수분 차단층(410) 및 중성선(360)과 외피층(380)과 접촉하는 제 2수분 차단층(420)을 포함한다. 제 1수분 차단층(410)은 외부 반도전층(340)의 외곽을 둘러싸며 형성되고 제 2수분 차단층(420)은 중성선(360)의 외곽을 둘러싸며 형성된다. 제 1수분 차단층(410)은 외부 반도전층(340)의 외곽과 접촉하는 제 1친수층(430)과 중성선(360)의 내곽과 접촉하는 제 1소수층(450)을 포함한다. 그리고, 제 2수분 차단층(420)은 중성선(360)의 외곽과 접촉하는 제 2친수층(430)과 외피층(380)의 내곽과 접촉하는 제 2소수층(450)을 포함한다. 제 1친수층(430)과 제 2친수층(430)은 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어지며 제 1소수층(450)과 제 2소수층(450)은 불소계 고분자 물질로 이루어진다.
본 발명에 따른 송배전용 케이블(300)은 일반적인 송배전용 케이블(300)에서 사용하는 제 1중성선 수밀층(350) 및 제 2중성선 수밀층(370) 대신에 제 1수분 차단층(410) 및 제 2수분 차단층(420)을 형성하여 송배전용 케이블(300)의 내부에 포함된 습기를 외부로 방출하고 송배전용 케이블(300)의 외부에 포함된 수분을 내부로 침투하지 못하도록 방지한다.
중성선(360)은 제 1수분 차단층(410)과 제 2수분 차단층(420) 사이에 위치한다. 즉, 중성선(360)은 제 1수분 차단층(410)의 외곽과 제 2수분 차단층(420)의 내곽과 접촉하며 형성된다.
외피층(380)은 중성선(360)의 외곽을 둘러싸며 형성된다. 외피층(380)은 도 체층(310), 내부 반도전층(320), 절연층(330), 외부 반도전층(340), 수분 차단층(400) 및 중성선(360)을 외부의 기계적 및 전기적 등으로부터 보호하는 역할을 수행한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 케이블의 수분 차단층을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 절연 케이블의 수분 차단층을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전용 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전용 케이블의 수분 차단층을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 송배전용 케이블을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 송배전용 케이블을 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 절연 케이블
110, 310 : 도체층
130, 330 : 절연층
150, 380 : 외피층
200, 400 : 수분 차단층
230, 430 : 친수층
250, 450 : 소수층
270, 470 : 기공
300 : 송배전용 케이블
320 : 내부 반도전층
340 : 외부 반도전층
350, 370 : 중성선 수밀층
360 : 중성선

Claims (20)

  1. 절연 전선에 있어서,
    중심에 위치하는 도체층;
    상기 도체층의 외곽에 위치하는 절연층; 및
    상기 절연층과 접촉하며 상기 절연 전선의 외부에서 상기 절연 전선의 내부로 침투하는 수분을 차단하는 수분 차단층을 포함하되,
    상기 수분 차단층은 복수개의 기공을 포함하며, 상기 복수개의 기공 각각의 반경은 수증기의 반경보다 크고 물방울의 반경보다 작아 상기 절연전선의 내부에 포함된 습기를 상기 절연전선의 외부로 방출하고, 상기 절연전선의 외부에서 상기 절연전선의 내부로 침투하는 수분을 차단하는 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수분 차단층은,
    상기 절연 전선의 내부에 포함된 습기를 상기 절연 전선의 외부로 방출하는 친수층; 및
    상기 절연 전선의 외부에서 상기 절연 전선의 내부로 침투하는 수분을 차단하는 소수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 친수층은 상기 도체층의 외곽과 접촉하며 상기 소수층은 상기 절연층의 내곽과 접촉하는 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 수분 차단층은 상기 절연층의 외곽과 접촉하는 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 친수층은 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 폴리비닐계 고분자 물질은 PVA(Polyvinyl Alcohol) 및 PVAc(Polyvinyl Acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  7. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 소수층은 불소계 고분자 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 불소계 고분자 물질은 PVDF(Polyvinylidenefluoride), PTFE(Polyterafluoroethylene), PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), FEP(Fluorinatedethylenepropylene), ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene) 및 PFA(Perfluoroalkoxy)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수분 차단층은 직물, 부직포 및 필름 중 적어도 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  12. 송배전용 케이블에 있어서,
    중심에 위치하는 도체층, 상기 도체층의 외곽에 위치하는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층의 외곽에 위치하는 절연층, 상기 절연층의 외곽에 위치하는 외부 반도전층, 상기 외부 반도전층의 외곽에 위치하는 수분 차단층을 포함하는 송배전용 절연 전선; 및
    상기 송배전용 절연 전선의 외곽에 위치하는 외피층을 포함하되,
    상기 수분 차단층은,
    상기 송배전용 케이블의 내부에 포함된 습기를 상기 송배전용 케이블의 외부로 방출하는 친수층 및 상기 송배전용 케이블의 외부에서 상기 송배전용 케이블의 내부로 침투하는 수분을 차단하는 소수층을 포함하되,
    상기 수분 차단층은 복수개의 기공을 포함하고, 상기 기공의 반경은 수증기의 반경보다 크고 물방울의 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 송배전용 케이블.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 송배전용 절연 전선은 제 1중성선 수밀층, 중성선 및 제 2중성선 수밀층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전용 케이블.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 수분 차단층은 상기 외부 반도전층, 상기 제 1중성선 수밀층, 상기 중성선, 상기 제 2중성선 수밀층 및 상기 외피층 중 적어도 하나와 접촉하는 것을 특징으로 하는 송배전용 케이블.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 친수층은 상기 제 2중성선 수밀층의 외곽과 접촉하며 상기 소수층은 상기 외피층의 내곽과 접촉하는 것을 특징으로 하는 송배전용 케이블.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 친수층은 상기 외부 반도전층의 외곽과 접촉하며 상기 소수층은 상기 제 1중성선 수밀층의 내곽과 접촉하는 것을 특징으로 하는 송배전용 케이블.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 수분 차단층은,
    상기 외부 반도전층 및 상기 중성선과 접촉하는 제 1수분 차단층; 및
    상기 중성선 및 상기 외피층과 접촉하는 제 2수분 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전용 케이블.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 친수층은 PVA(Polyvinyl Alcohol) 및 PVAc(Polyvinyl Acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 폴리비닐계 고분자 물질로 이루어지며, 상기 소수층은 PVDF(Polyvinylidenefluoride), PTFE(Polyterafluoroethylene), PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), FEP(Fluorinatedethylenepropylene), ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene) 및 PFA(Perfluoroalkoxy)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질인 불소계 고분자 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 송배전용 케이블.
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 수분 차단층은 직물, 부직포 및 필름 중 적어도 하나의 형태인 것을 특 징으로 하는 송배전용 케이블.
  20. 삭제
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