KR101089546B1 - 전력케이블의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력케이블의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내측에 심선이 구비되고, 상기 심선의 외각에 중성선이 위치하여 구성된 전력케이블의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해, 다수개의 금속재질의 도선을 연선하고, 도체(Conductor)(10) 내부의 도선 사이의 공간에 도체수밀층(20)을 형성하기 위해, 연선과 수밀테이프 삽입과정으로 구성되는 연선공정과, 상기 연선공정으로부터 가공된 도체(Conductor)(10)의 외각에 각각 내부반도전층(30), 절연층(40), 외부반도전층(50)을 형성해주기 위한 고압절연 압출공정과 상기 고압절연 압출공정을 거친 후 외부반도전층(50)의 외각에 중성선수밀층(60)을 형성하기 위한 수밀테이프 테핑공정과 상기 수밀테이프 테핑공정을 거친 후 상기 중성선수밀층(60)의 상부에 다수개의 중성선용 도선을 배치하여 중성선외장층(70)을 형성하기 위한 중성선 외장 공정과 상기 중성선 외장공정을 거친 후 중성선외장층(70)의 상부에 바인더 테이프(90)로 바인더 테핑공정 및 합성수지를 압출하여 최외각 피복층(80)을 형성하는 시스압출공정으로 구성된다.

Description

전력케이블의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING THE POWERTRANSMISSION CABLE}

본 발명은 전력케이블의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내측에 심선이 구비되고, 상기 심선의 외각에 중성선이 위치하여 구성된 전력케이블의 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 전력케이블은 중심부에 하나 또는 다수개의 심선이 배치되고 그 외각에 절연물질로 피복되어 있는 형태로 형성된다.

이러한 전력케이블은 제조시에 심선의 외각에 절연물질을 피복하기 위해 일련의 작업공정을 거치게 되는데, 심선을 피복물질을 내포하고 있는 컨베이어 시스템을 통하여 연속적으로 도포하게 된다.

상기와 같은 방법을 통하여 전력케이블을 생산하게 되는데, 고압의 케이블의 경우 내측에 동심선을 내포하며, 외각에 다수개의 중성선을 포함하는 형태로 형성된다.

이러한 중성선을 포함하는 케이블의 경우 중심에 심선을 배치하고 상기 심선의 외각에 절연물질을 피복한 후, 최외각 표피부와 인접하게 다수개의 중성선을 배치하게 된다.

그러나, 중성선을 배치하여 최외각 피복을 도포하는 과정에서 개개의 중성선의 배치를 유지하기 난해한 문제가 발생하게 되고, 이러한 문제로 인하여, 전기적인 성질이 변질되거나, 외형적으로 문제가 발생되게 된다.

따라서, 종래의 이러한 중성선을 구비하는 전력케이블의 제조방법은 케이블의 중심부에 심선을 배치하고, S축 또는 Z축 배열로 중성선을 배치하거나, S-Z축 배열시 실을 이용하여 중성선을 결속한 후 최외각 피복을 하는 형태로 제조하게 되는 것이 대부분이었다.

그러나 절연층과 중성선 사이에 공간이 발생하여 중성선의 배치가 유지되지 않거나 최외각 피복층이 도포되는 과정에서 중성선의 배치가 유지되지 않는 문제가 빈번히 발생하여, 최외각 피복층과 절연층 사이에 빈공간이 형성되지 않도록 하는 충실피복이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 중성선을 배치한 후 최외각 피복작업시 중성선의 배치가 유지되며, 최외각 피복에 의해 도포되는 전력케이블을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 전력케이블 제조시 중성선과 최외각 피복 사이에 빈공간이 형성되지 않는 충실피복이 용이한 전력케이블을 제공하는 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제를 수행하기 위해, 본 발명의 전력케이블 제조방법은 다수개의 금속재질의 도선을 연선하고, 도체(Conductor)(10) 내부의 도선 사이의 공간에 도체수밀층(20)을 형성하기 위해, 연선과 수밀테이프 삽입과정으로 구성되는 연선공정과, 상기 연선공정으로부터 가공된 도체(Conductor)(10)의 외각에 각각 내부반도전층(30), 절연층(40), 외부반도전층(50)을 형성해주기 위한 고압절연 압출공정과 상기 고압절연 압출공정을 거친 후 외부반도전층(50)의 외각에 중성선수밀층(60)을 형성하기 위한 수밀테이프 테핑공정과 상기 수밀테이프 테핑공정을 거친 후 상기 중성선수밀층(60)의 상부에 다수개의 중성선용 도선을 배치하여 중성선외장층(70)을 형성하기 위한 중성선 외장 공정과 상기 중성선 외장공정을 거친 후 중성선외장층(70)의 상부에 바인더 테이프(90)로 바인더 테핑공정 및 합성수지를 압출하여 최외층 피복(80)을 형성하는 시스압출공정으로 구성된다.

본 발명의 전력케이블의 제조방법을 제공함으로써, 중성선을 포함하는 전력케이블을 제조할 때, 중성선의 초기배치가 유지되어 전력케이블의 전기적인 성질이 변화되는 것을 방지하며, 최외각 피복이 고르게 완성되도록 하여 우수한 품질의 충실피복을 완성하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제조방법의 제조공정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 전력케이블의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 전력케이블의 부분절개사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제조방법의 일 실시예를 도시한 예시도이다.

이하에서 당업자가 본 발명 전력케이블의 제조방법을 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제조방법의 제조공정을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 전력케이블의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 전력케이블의 부분절개사시도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 제조방법의 일 실시예를 도시한 예시도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 전력케이블의 제조공정은 연선공정; 고압절연 압출 공정; 수밀테이프 테핑공정; 중성선 외장 공정; 바인더 테핑공정; 시스압출공정으로 구성된다.

보다 상세하게 설명하면, 다수개의 금속재질의 도선을 연선하고, 도체(Conductor)(10) 내부의 도선 사이의 공간에 도체수밀층(20)을 형성하기 위해, 연선과 수밀테이프 삽입과정으로 구성되는 연선공정과, 상기 연선공정으로부터 가공된 도체(Conductor)(10)의 외각에 각각 내부반도전층(30), 절연층(40), 외부반도전층(50)을 형성해주기 위한 고압절연 압출공정과 상기 고압절연 압출공정을 거친 후 외부반도전층(50)의 외각에 중성선수밀층(60)을 형성하기 위한 수밀테이프 테핑공정과 상기 수밀테이프 테핑공정을 거친 후 상기 중성선수밀층(60)의 상부에 다수개의 중성선용 도선을 배치하여 중성선외장층(70)을 형성하기 위한 중성선 외장 공정과 상기 중성선 외장공정을 거친 후 중성선외장층(70)의 상부에 바인더 테이프(90)로 바인더 테핑공정 및 합성수지를 압출하여 최외각 피복층(80)을 형성하는 시스압출공정으로 구성된다.

상기 연선공정은 연선과 수밀테이프 삽입과정으로 구성되는데, 금속재질의 도선은 도체(10)의 규격에 따라 다수개의 도선을 꼬아 도체를 제조하게 되는데 이를 연선이라 하며, 상기 연선과 함께 꼬아지는 도선 사이에 수밀테이프를 삽입하여 도체(Conductor)를 완성하게 된다.

여기서 상기 수밀테이프 삽입과정은 반도전성 수밀테이프를 사용하고 반도전 수밀테이프 대신 반도전 방수파우더, 도료 또는 컴파운드를 사용하기도 한다.

상기 연선공정에서 생산된 도체(Conductor)는 다음 공정인 고압절연 압출공정을 거치게 된다. 여기서 고압절연 압출공정은 도체(10)의 외각에 내부반도전층(30)을 형성하기 위한 내부반도전층압출 과정, 상기 내부반도전층(30)의 외부에 절연층(40)을 형성하기 위한 절연층압출 과정 및 상기 절연층(40)의 외부에 외부반도전층(50)을 형성하기 위한 외부반도전층 압출 과정으로 구성된다.

여기서 상기 내부반도전층 압출 내지 외부반도전층 압출 과정은 고압절연 압출공정시 동시에 진행되는 과정이나, 상황에 따라 연속과정으로 구분되어 진행되기도 한다.

상기 고압절연 압출공정의 다음 공정인 수밀테이프 테핑공정은 고압절연 압출공정을 거친 후 외부반도전층(50)의 외부에 중성선수밀층(60)을 형성하기 위한 과정으로 여기서는 반도전 부풀음테이프를 사용하게 된다.

상기 반도전 부풀음테이프는 외부 반도전층 내지 최외각 피복층 내부에 수분이 침투하게 되면 일정부피 이상 부풀게 되어 수밀을 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 수밀테이프 테핑공정의 다음 공정인 중성선 외장공정은 중성선용 도선을 중성선수밀층(60)의 위부에 배치하여 중성선 외장층(70)을 형성하는 과정으로 다수개의 도선을 일정한 간격을 유지하도록 하여 배치하게 된다. 이때, 통상의 S축 또는 Z축 배열 및 S-Z축 배열이 사용되기도 하는데, 여기서 S축 또는 Z축 배열 및 S-Z축 배열은 공지기술임으로 이에 대한 설명은 생략하기로 하겠다.

상기와 같은 방법으로 다수개의 중성선용 도선을 배치하여 중성선수밀층의 상부(외각)에 중성선외장층을 형성하게 되는 것이다.

상기 중성선 외장공정의 다음 공정인 바인더 테핑공정은 중성선 외장층(70)을 구성하는 각각의 중성선용 도선의 배치형태가 유지되도록 하여, 이후에 진행될 시스압출 공정시 중성선의 배치형태를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

여기서, 상기 바인더 테핑공정에 사용되는 바인더 테이프(90)는 Hot melting tape로서, 최외각 피복층(80)의 합성수지가 도포될 때, 용융되어, 각각의 중성선용 도선을 도포해주게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 바인더 테이프(90)로 바인딩 되어있는 중성선용 도선을 최외각 피복층을 이루고 있는 합성수지가 침투하여 각각의 도선을 피복하게 되는 것이다. 이를 위해, 상기 바인더 테이프(90)는 최외각 피복층(80)을 이루는 합성수지보다 용융점이 낮거나 동등한 수준의 것으로 구성된다.

이때, 상기 바인더 테핑공정에서는 바인더 테이프(90)를 중성선 외장층(70)에 연속해서 테핑하게 된다. 이러한 테핑방법에 있어서, 기 바인딩 되어 있는 테이프의 단면에 후에 바인딩 될 테이프의 단면이 접하도록 하여 연속해서 테핑하거나(도 4 참조), 기 테이핑 되어 있는 테이프 폭의 1/2가 겹쳐지도록 하여 연속 테핑하는 방법(도 5 참조) 및 기 테이핑 되어 있는 테이프의 폭 만큼 이격시켜 연속 테핑하는 방법(도 6 참조) 중 선택적으로 적용된다.

상기와 같은 방법은 본 발명의 실시를 위한 최적화 모델을 제시하는 것일 뿐 이를 한정하는 것은 아니다.

상기 바인더 테핑공정의 다음 공정인 시스압출 공정은 전력케이블의 최외각 피복층(80)을 형성하는 것으로, 중성선외장층(70)의 외부에 바인더 테이프(90)를 테핑한 후, 최외각 피복층(80)을 생성하기 위해, 합성수지를 연속적으로 도포하는 과정이다. 상기와 같은 시스압출 공정에서는 바인더 테핑공정에 사용되는 바인더 테이프(90)보다 용융온도가 높거나 동등 수준의 합성수지를 이용하여 연속적으로 최외각 피복층(80)을 형성하게 된다. 여기서, 상기 최외각 피복층(80)을 형성하는 일련의 과정은 공지기술임으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기와 같은 시스압출 공정은 최외각 피복층의 합성수지에 의해, 중성선용 도선이 결속되어야 하며, 도선과 피복 사이에 여유공간이 없이 밀착되어야 하는 충실피복의 경우 중성선 외각층을 구성하기 위한 도선의 배치를 유지해야 하기 때문에, 최외각층의 피복에 의해 각각의 도선이 고정되고 결속되어야 하기 때문에, 바인더 테이프(90)보다 용융점이 높거나 동등 수준의 합성수지가 적용되어야 하는 것이다.

이하는 본 발명의 제조방법에 따른 전력케이블과 종래의 전력케이블의 불량률에 관한 것이다.

여기서 실시예 및 비교예에 사용된 중성선외장층은 S-Z축배열이 사용되었으며, 실시예 1 내지 3에서는 본 발명의 제조방법에 따라 중성선외장층의 외각에 바인더 테이프를 테핑한 것으로, 실시예 1은 기 바인딩 되어 있는 테이프의 단면에 후에 바인딩 될 테이프의 단면이 접하도록 바인딩 되는 것이고, 실시예 2는 기 바인딩 되어 있는 테이프에 바인더 테이프 폭의 1/2가 겹쳐지도록 바인딩 되는 것이며, 실시예 3은 바인더 테이프의 폭만큼 이격시켜 바인딩 되는 것이다.

비교예 1은 바인딩 없이 중성선외장층의 외부에 바로 최외각 피복층을 형성한 것이고, 비교예 2는 실을 이용하여 중성선외장층을 바인딩 한 후 최외각 피복층을 형성한 것이다.

이러한 조건 이외의 나머지 과정은 실시예 및 비교예 모두 동일하다.

<불량률 비교표>

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
중성선 간격 불균일	1% 미만	1% 미만	1% 미만	10%	5%
시스외관 LUMP 및 불균일	1% 미만	1% 미만	1% 미만	5%	10%
피복강도 불량	1% 미만	1% 미만	1% 미만	5%	15%

상기 비교를 통하여 기존의 방법인 비교예 1과 2보다 본 발명의 제조방법을 통하여 충실피복을 요하는 전력케이블을 생산할 때, 불량률이 현저하게 저하되는 것을 알 수 있다.

10 : 도체 20 : 도체 수밀층
30 : 내부 반도전층 40 : 절연층
50 : 외부 반도전층 60 : 중성선 수밀층
70 : 중성선 외장층 80 : 최외각 피복층
90 : 바인더 테이프

Claims (6)

1. 삭제
2. 충실피복을 해야 하는 전력케이블의 제조방법에 있어서,
   다수개의 금속재질의 도선을 연선하여 도체(10)를 생성하는 연선공정;
   상기 연선공정에서 생성된 도체의 외각에 내부반도전층(20), 절연층(40), 외부반도전층(50)을 생성하는 고압절연 압출공정;
   상기 고압절연 압출공정에서 생성된 외부반도전층(50)의 외각에 중성선수밀층(60)을 생성하는 수밀테이프 테핑공정;
   상기 수밀테이프 테핑공정에서 생성된 중성선수밀층(60)의 상부에 다수개의 중성선용 도선을 배치하여 중성선외장층(70)을 생성하는 중성선 외장공정;
   상기 중성선 외장공정에서 생성된 중성선외장층(70)에 상부에 바인더 테이프로 테이핑하는 바인더 테핑공정; 및
   상기 바인더 테핑공정에서 테이핑된 바인더 테이프의 외각에 합성수지를 도포하여 최외각 피복층(80)을 생성하는 시스압출공정으로 구성되데, 상기 바인더 테핑공정에 사용되는 바인더 테이프는 시스압출공정시 생성되는 최외각피복층(80)의 합성수지의 용융온도 이하의 용융 온도를 갖는 Hot melting tape이고, 시스압출공정시 바인더 테이프(90)의 상측에 최외각 피복층(80)을 형성하기 위한 합성수지가 도포될 때, 바인더 테이프(90)가 용해되고, 최외각 피복층(80)을 형성하는 합성수지가 침투하여 각각의 중성선용 도선을 도포해주는 것을 특징으로 하는 전력케이블의 제조방법.
   
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서, 상기 연선공정은 다수개의 금속재질의 도선을 꼬는 연선과 상기 연선과 함께 꼬아지는 도선 사이에 수밀테이프를 삽입하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력케이블의 제조방법.
   
5. 제 2항에 있어서, 상기 고압절연 압출공정은 도체(10)의 외각에 내부반도전층(30)을 형성하기 위한 내부반도전층 압출과정과 상기 내부반도전층(30)의 외부에 절연층(40)을 형성하기 위한 절연층 압출과정 및 상기 절연층(40)의 외부에 외부반도전층(50)을 형성하기 위한 외부반도전층 압출과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력케이블의 제조방법.
   
6. 제 2항, 제 4항, 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더 테핑공정시 중성선외장층(70)에 연속해서 바인더 테이프(90)를 테핑할 때, 기 바인딩 되어 있는 테이프의 단면에 후에 바인딩 될 테이프의 단면이 겹치도록 하여 연속 테핑하는 방법 또는 기 테이핑 되어 있는 테이프 폭의 1/2가 겹쳐지도록 하여 연속 테핑하는 방법 또는 기 테이핑 되어 있는 테이프의 폭 만큼 이격시켜 연속 테핑하는 방법 중 하나를 선택하여 적용하는 것을 특징으로 하는 전력케이블의 제조방법.

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