KR101593896B1 - Coaxial type AC Cable - Google Patents

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전성즙
윤우열
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부경대학교 산학협력단
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    • H01B7/30—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for reducing conductor losses when carrying alternating current, e.g. due to skin effect

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 케이블의 도체의 단면에 흐르는 전류밀도가 균일한 동축형 교류케이블 제조방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a coaxial AC cable in which the current density flowing in a cross section of a conductor of a cable is uniform.

Description

동축형 교류케이블{Coaxial type AC Cable}Coaxial type AC cable {Coaxial type AC cable}

본 발명의 실시예는 동축형 교류케이블에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a coaxial AC cable.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the embodiment of the present invention and do not constitute the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이 전원(110)에서 부하(120)로 전력을 전달하는 데 사용할 수 있는 케이블은 내부에서 1회 이상 끊어진 도체로 구성되며, 이와 같이 내부에서 1회 이상 끊어진 도체로 구성되는 교류케이블(100)은 직류에서보다는 교류에서 더 작은 임피던스를 보이므로 교류전력의 전송에 더욱 적합하다. 이는 교류케이블(100)에서는 도체가 갖는 인덕턴스와 상호 단절된 도체 사이에 존재하는 정전용량(Capacitance)이 서로 상쇄되어 임피던스가 최소가 되기 때문이다.The cable, which can be used to transfer power from the power source 110 to the load 120, as shown in FIG. 1, is comprised of conductors that are broken once or more internally, The AC cable 100 exhibits a smaller impedance in AC than in DC so it is more suitable for transmission of AC power. This is because, in the AC cable 100, the inductance of the conductor and the capacitance existing between the mutually disconnected conductors cancel each other to minimize the impedance.

교류케이블은 연선형 교류케이블과 동축형 교류케이블로 대별된다. 이 가운데 도 2에 도시된 동축형 교류케이블을 동일한 두께를 갖는 도체(220,240)와 동일한 유전율 및 동일한 두께를 갖는 유전체(230)를 사용하여 다층 구조로 제조하게 되면 표피효과(Skin Effect)로 인해 각 층을 이루는 도체에 흐르는 전류밀도가 균일하지 않게 될 수 있는 단점이 상존한다.AC cables are roughly divided into wire-type AC cables and coaxial AC cables. If the coaxial AC cable shown in FIG. 2 is fabricated into a multilayer structure using the dielectric 230 having the same dielectric constant and the same thickness as the conductors 220 and 240 having the same thickness, There is a drawback that the current density flowing through the layered conductor may become non-uniform.

본 발명의 실시예는, 케이블의 도체의 단면에 흐르는 전류밀도가 균일한 동축형 교류케이블 제조방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.An embodiment of the present invention has a main object to provide a coaxial AC cable manufacturing method in which a current density flowing in a cross section of a conductor of a cable is uniform.

본 발명의 일 실시예는, N(N은 2 이상의 자연수) 개의 층케이블을 포함하는 동축형 교류케이블에 있어서, 제K(K는 자연수, 1〈K≤N)층케이블은, 반지름(aK)을 갖는 통형의 제K층 내부도체, 상기 제K층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(dK)와 유전율(εK)을 갖는 제K층 도체간유전체 및 상기 제K층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제K층 외부도체를 구비하고, 제1층케이블은, 반지름(a1)을 갖는 통형의 제1층 내부도체, 상기 제1층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d1)와 유전율(ε1)을 갖는 제1층 도체간유전체 및 상기 제1층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제1층 외부도체를 구비하는 것을 특징으로 하는 동축형 교류케이블을 제공한다.One embodiment of the present invention is a coaxial AC cable including N (N is a natural number of 2 or more) layer cables, wherein K is a natural number, K is a natural number, and a radius (a K A K-layer conductor interliner having a thickness ( dK ) and a dielectric constant (epsilon K ) surrounding the outer surface of said K-th layer inner conductor, and an outer surface the enclosing the K layer having an outer conductor, and the first layer cables, the radius (a 1) of having a cylindrical first layer internal conductor, the first layer surrounding the outer surface of the inner conductor thickness (d 1) and the dielectric constant ( 1 ), and a first layer outer conductor surrounding the outer surface of the entire first layer conductor interstices fluid.

N은 2이고, 제1반지름(a1)을 갖는 통형의 제1층 내부도체, 상기 제1층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d1)와 유전율(ε1)을 갖는 제1층 도체간유전체 및 상기 제1층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제1층 외부도체를 구비하는 제1층케이블; 및 제2반지름(a2)을 갖는 통형의 제2층 내부도체, 상기 제2층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d2)와 유전율(ε2)을 갖는 제2층 도체간유전체 및 상기 제2층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제2층 외부도체를 구비하는 제2층케이블을 포함할 수 있다.N is 2, the first radius (a 1) a first layer conductor liver oil with a first layer inner conductor, the first layer surrounding the outer surface of the inner conductor thickness (d 1) and the dielectric constant (ε 1) of the tubular having the And a first layer outer conductor surrounding the entire outer surface of the first layer conductor interstices; And the second radius the second layer conductor liver whole and the second (a 2) surrounding the second layer is an inner conductor, an outer surface of said second layer an inner conductor of the tubular having a having a thickness (d 2) and dielectric constant (ε 2) And a second layer cable having a second layer outer conductor surrounding the outer surface of the entire two-layer conductor liver oil.

상기 제1층 도체간유전체의 두께(d1)가 수학식Wherein the thickness (d 1 ) of the first layer conductor liver oil as a whole is expressed by the following equation

Figure 112014025202651-pat00001
Figure 112014025202651-pat00001

(ω는 상기 제1층케이블 및 상기 제2층케이블에 인가되는 신호의 각주파수, L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 의하여 정해지고,(? is an angular frequency of a signal applied to the first layer cable and the second layer cable, and L 1 is an equivalent inductance of the first layer cable)

상기 제2층 도체간유전체의 두께(d2)가 수학식Wherein the thickness (d 2 ) of the second layer conductor liver oil as a whole satisfies the formula

Figure 112014025202651-pat00002
Figure 112014025202651-pat00002

(ω는 상기 제1층케이블 및 상기 제2층케이블에 인가되는 신호의 각주파수, L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 의하여 정해질 수 있다.(ω is the angular frequency of the signal applied to the first layer cable and the second layer cable, L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable and L 2 is the equivalent inductance of the second layer cable) Can be determined.

상기 제1층 도체간유전체의 유전율(ε1)이 수학식Wherein the dielectric constant (? 1 ) of the first layer conductor liver oil as a whole is expressed by the following equation

Figure 112014025202651-pat00003
Figure 112014025202651-pat00003

(ω는 상기 동축형 교류케이블의 동작 각주파수, L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 의하여 정해지고,(? is the operating angular frequency of the coaxial AC cable, and L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable)

상기 제2층 도체간유전체의 유전율(ε2)이 수학식Wherein the dielectric constant (? 2 ) of the second layer conductor liver oil as a whole is expressed by the following equation

Figure 112014025202651-pat00004
Figure 112014025202651-pat00004

(ω는 상기 동축형 교류케이블의 동작 각주파수, L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 의하여 정해질 수 있다.(ω is the operating angular frequency of the coaxial AC cable, L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable, and L 2 is the equivalent inductance of the second layer cable).

상기 제1층 내부도체의 두께(t1)와 상기 제2층 내부도체의 두께(t2)의 비율(t1/t2)이 수학식Wherein the thickness of the inner conductive layer 1 (t 1) and the second layer thickness ratio of the inner conductor (t 2) (t 1 / t 2) the formula

Figure 112014025202651-pat00005
Figure 112014025202651-pat00005

(L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 의하여 정해질 수 있다.(Where L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable and L 2 is the equivalent inductance of the second layer cable).

상기 제1층 외부도체의 두께(t1)와 상기 제2층 외부도체의 두께(t2)의 비율(t1/t2)이 수학식Wherein the ratio of the thickness of the outer conductor layer 1 (t 1) and wherein the thickness of the outer conductor layer 2 (t 2) (t 1 / t 2) the formula

Figure 112014025202651-pat00006
Figure 112014025202651-pat00006

(L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 의하여 정해질 수 있다.(Where L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable and L 2 is the equivalent inductance of the second layer cable).

상기 제1층 내부도체 및 상기 제1층 외부도체의 두께의 합(t1)과 상기 제2층 내부도체 및 상기 제2층 외부도체의 두께의 합(t2)의 비율(t1/t2)이 수학식The first layer internal conductor, and the sum of the thickness of the first layer the outer conductor (t 1) and the ratio of the second (t 2) two-layer internal conductor, and the sum of the thickness of the second layer outer conductor (t 1 / t 2 )

Figure 112014025202651-pat00007
Figure 112014025202651-pat00007

(L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 의하여 정해질 수 있다.(Where L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable and L 2 is the equivalent inductance of the second layer cable).

또한, 본 발명의 실시예의 다른 측면에 의하면, 통형의 내부도체, 상기 내부도체의 외면을 둘러싸는 도체간유전체 및 상기 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 외부도체를 구비하는 층케이블을 복수 개 포함하되, 상기 층케이블의 두께가 모두 동일한 동축형 교류케이블의 제조방법에 있어서, 상기 동축형 교류케이블을 경유하여 전송되는 전류의 전류용량을 입력받는 과정; 상기 전류용량을 근거로 상기 동축형 교류케이블의 반경을 계산하는 과정; 상기 동축형 교류케이블의 포설형상을 입력받는 과정; 상기 동축형 교류케이블을 경유하여 전송되는 전류의 동작주파수를 입력받는 과정; 상기 동작주파수를 근거로 상기 층케이블의 두께를 계산하는 과정; 상기 반경 및 상기 두께를 근거로 층케이블의 개수를 계산하는 과정; 상기 층케이블 각각을 경유하여 전송되는 전류의 크기를 계산하는 과정; 상기 층케이블 각각의 등가 인덕턴스를 계산하는 과정; 상기 층케이블 각각의 정전용량을 계산하는 과정; 및 상기 층케이블 각각의 정전용량을 근거로 상기 층케이블 각각에 구비되는 도체간유전체의 두께를 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 동축형 교류케이블의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a floor cable comprising a tubular inner conductor, a conductor interlaminer covering the outer surface of the inner conductor, and an outer conductor surrounding the outer surface of the conductor interlaminer, The method comprising the steps of: receiving a current capacity of a current transmitted through the coaxial AC cable, the coaxial AC cable having the same thickness of the layer cables; Calculating a radius of the coaxial AC cable based on the current capacity; Receiving an installation shape of the coaxial AC cable; Receiving an operating frequency of a current transmitted via the coaxial AC cable; Calculating a thickness of the layer cable based on the operating frequency; Calculating a number of layer cables based on the radius and the thickness; Calculating a magnitude of a current transmitted through each of the layer cables; Calculating an equivalent inductance of each of the layer cables; Calculating a capacitance of each of the layer cables; And calculating the thickness of the entire conductor interlayer dielectric provided in each layer cable based on the capacitance of each of the layer cables.

상기 전류의 크기를 계산하는 과정, 상기 등가 인덕턴스를 계산하는 과정, 상기 정전용량을 계산하는 과정 및 상기 도체간유전체의 두께를 계산하는 과정은, 상기 층케이블 하나마다 순차적으로 수행될 수 있다.The process of calculating the magnitude of the current, calculating the equivalent inductance, calculating the capacitance, and calculating the thickness of the entire conductor interlayer may be sequentially performed for each layer cable.

상기 전류의 크기를 계산하는 과정, 상기 등가 인덕턴스를 계산하는 과정, 상기 정전용량을 계산하는 과정 및 상기 도체간유전체의 두께를 계산하는 과정은, 상기 층케이블 중 최외곽에 위치하는 층케이블로부터 상기 층케이블 중 최중심에 위치하는 층케이블에 이르는 순서로 수행될 수 있다.Wherein the step of calculating the current magnitude, the step of calculating the equivalent inductance, the step of calculating the electrostatic capacitance, and the step of calculating the thickness of the conductor interlayer dielectric, To a layered cable located at the very center of the layered cable.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 동축형 교류케이블에 구비된 도체의 단면에서의 전류밀도가 균일하도록 하여 표피효과를 제거할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, the current density in the cross section of the conductor provided in the coaxial-type AC cable is made uniform, and the skin effect can be eliminated.

도 1은 종래기술의 교류케이블의 개념을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래기술의 동축형 교류케이블의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블이 원형으로 포설된 형상을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 A-A' 방향의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블의 구조를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블의 실험결과를 나타낸 그래프이다.1 is a view showing the concept of a conventional AC cable.
2 is a view showing a structure of a conventional coaxial AC cable.
3 is a view illustrating a circular shape of a coaxial AC cable according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view in the AA 'direction in FIG.
5 is a detailed view of the structure of a coaxial AC cable according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an equivalent circuit of a coaxial AC cable according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a coaxial AC cable according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing experimental results of a coaxial AC cable according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)이 원형으로 포설된 형상을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에서 A-A' 방향의 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 구조를 상세하게 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 등가회로를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view showing a shape in which a coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention is installed in a circular shape, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line A-A 'in FIG. 5 is a detailed view of the structure of a coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하, 도 3 내지 6을 함께 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 구조 및 동작에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the structure and operation of the coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)은 제1층케이블(410) 및 제2층케이블(420)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)을 설명함에 있어서 동축형 교류케이블(300)이 두 개의 층으로 형성된 경우를 예로 들어 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니다.The coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention may include a first layer cable 410 and a second layer cable 420. In describing the coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention, the case where the coaxial AC cable 300 is formed of two layers is described as an example, but the present invention is not limited thereto.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)은 중심(C)으로부터 반지름이 b인 원의 형상으로 포설될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1층케이블(410)은 도 3의 A-A' 방향의 단면의 중심(D)로부터 반경이 a1인 위치에 원통형으로 형성되고, 제2층케이블(420)은 중심(D)로부터 반경이 a2인 위치에 원통형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 구성 및 동작을 설명함에 있어서, 동축형 교류케이블(300)이 원의 형상으로 포설되는 경우를 예로 들어 설명하지만 이에 한정되지는 않는다.3, the coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention may be installed in a circle having a radius b from the center C. [ As shown in FIG. 4, the first layer cable 410 is formed in a cylindrical shape at a radius a 1 from the center D of the cross section in the AA 'direction of FIG. 3, And may be formed in a cylindrical shape at a position where the radius is a 2 from the center D. In describing the configuration and operation of the coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention, a case where the coaxial AC cable 300 is installed in a circular shape will be described as an example, but the present invention is not limited thereto.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1층케이블(410)은 제1층 외부도체(411), 제1층 내부도체(412) 및 제1층 도체간유전체(413)를 포함하여 구성된다. 제2층케이블은 제2층 외부도체(421), 제2층 내부도체(422) 및 제2층 도체간유전체(423)을 포함하여 구성된다. 제1층케이블(410)은 제2층케이블(420)보다 중심(D)으로부터 더 멀리, 즉, 동축형 교류케이블(300)의 외곽 쪽에 위치한다. 제1층 외부도체(411), 제1층 내부도체(412), 제2층 외부도체(421) 및 제2층 내부도체(422)의 재료로는 구리, 알루미늄, 은 및 구리합금 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 각 도체(411,412,421,422)는 서로 동일한 재료가 사용되는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.As shown in FIG. 5, the first layer cable 410 comprises a first layer outer conductor 411, a first layer inner conductor 412, and a first layer conductor interlayer 413. The second layer cable comprises a second layer outer conductor 421, a second layer inner conductor 422, and a second layer conductor interlayer dielectric 423. The first layer cable 410 is located farther from the center D than the second layer cable 420, i.e., on the outer side of the coaxial AC cable 300. As the material of the first layer outer conductor 411, the first layer inner conductor 412, the second layer outer conductor 421 and the second layer inner conductor 422, copper, aluminum, silver, a copper alloy or the like is used However, the present invention is not limited thereto, and it is preferable, but not limited, that the conductors 411, 412, 421 and 422 are made of the same material.

제1층 외부도체(411)와 제1층 내부도체(412)가 상호 겹쳐지는 부분 및 제2층 외부도체(411)와 제2층 내부도체(412)가 상호 겹쳐진 부분과 같이 도체의 끊어짐 없이 연속되게 서로 겹쳐진 부분을 세그먼트(Segment)라고 정의한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 구성 및 동작을 설명함에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 제1층케이블(410) 및 제2층케이블(420) 모두가 각각 한 개의 세그먼트로 구성되는 경우를 예로 들어 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니다.The portion where the first layer outer conductor 411 and the first layer inner conductor 412 overlap with each other and the portion where the second layer outer conductor 411 and the second layer inner conductor 412 overlap with each other Sequentially overlapping portions are defined as a segment. In describing the configuration and operation of the coaxial AC cable 300 according to one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, both the first layer cable 410 and the second layer cable 420 The present invention is not limited thereto.

교류케이블을 동축 형태로 제작할 때에 동일한 유전율을 갖는 유전체의 두께를 동일하게 제작하면 전류는 균일하게 흐르지 못하고 케이블 외곽 쪽으로 많이 흐르게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)을 원형으로 포설하여 중심(C)으로부터 반지름이 b인 코일을 형성하면, 제1층케이블(410) 및 제2층케이블(420)은 도 6에 도시된 등가회로와 같이 상호 절연 결합된 두 개의 인덕터모델(610, 620)로 해석할 수 있다. 두 층에서의 전류밀도가 균일하다고 가정하면, 내부 층에 위치하는 제2층케이블(420)에 유기되는 전압이 높아 정전용량(Capacitance)을 적절하게 설계하지 않으면 전류는 외부 층에 위치하는 제1층케이블(410)로 편중되어 흐른다.When the AC cable is manufactured in the coaxial shape, if the dielectric having the same dielectric constant is made to have the same thickness, the current does not flow uniformly and flows toward the outer side of the cable. 3, when a coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention is circularly formed to form a coil having a radius b from the center C, the first layer cables 410 and The second layer cable 420 can be interpreted as two inductor models 610, 620 insulated from each other, such as the equivalent circuit shown in Fig. Assuming that the current density in the two layers is uniform, if the voltage induced in the second layer cable 420 located in the inner layer is high and the capacitance is not appropriately designed, the current will flow to the first layer Layer cable 410 and flows.

제1층케이블(410) 및 제2층케이블(420)을 각각의 층케이블(410,420)의 단말에서 서로 연결하지 않은 채로 제1층케이블(410) 및 제2층케이블(420) 각각에 전류를 흘렸을 때, 제1층케이블(410)을 경유하여 흐르는 전류를 제1층 케이블전류(I 1)라 하고 제2층케이블(420)을 경유하여 흐르는 전류를 제2층 케이블전류(I 2)라 하면, 제1층케이블(410)의 단자전압(V 1)은 수학식 1과 같이 주어지고, 제2층케이블(420)의 단자전압(V 2)은 수학식 2와 같이 주어진다.The first layer cable 410 and the second layer cable 420 are electrically connected to the first layer cable 410 and the second layer cable 420 without connecting the first layer cable 410 and the second layer cable 420 to each other at the terminals of the layer cables 410 and 420 The current flowing through the first layer cable 410 is referred to as a first layer cable current I 1 and the current flowing through the second layer cable 420 is referred to as a second layer cable current I 2 The terminal voltage V 1 of the first layer cable 410 is given by Equation 1 and the terminal voltage V 2 of the second layer cable 420 is given by Equation 2 below.

Figure 112014025202651-pat00008
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Figure 112014025202651-pat00009
Figure 112014025202651-pat00009

제1층케이블(410)에 의해 생성되는 자속은 모두 제2층케이블(420)과 쇄교하므로, 제1층케이블(410)의 등가 인덕턴스(L1)는 제1층케이블(410)과 제2층케이블(420)의 상호 인덕턴스(M)와 같다. 여기서, 제1층 케이블전류(I 1) 및 제2층 케이블전류(I 2)가 합쳐진 전류를 동축케이블전류(I)라고 하면, 수학식 1 및 수학식 2는 각각 수학식 3 및 수학식 4와 같아지게 된다.Since the flux produced by the first layer cable 410 all interacts with the second layer cable 420, the equivalent inductance L 1 of the first layer cable 410 is equal to the equivalent inductance L 1 of the first layer cable 410 and the second layer cable 420, Is equal to the mutual inductance (M) of the layer cable (420). Here, the first-layer cable current ( I 1 ) And the second layer cable current I 2 are the coaxial cable current I , Equation 1 and Equation 2 become Equation 3 and Equation 4, respectively.

Figure 112014025202651-pat00010
Figure 112014025202651-pat00010

Figure 112014025202651-pat00011
Figure 112014025202651-pat00011

만약, 제1층 케이블전류(I 1), 제2층 케이블전류(I 2) 및 동축케이블전류(I)가 모두 동상(In-Phase)이고, 제1층 외부도체(411), 제1층 내부도체(412), 제2층 외부도체(421) 및 제2층 내부도체(422)의 두께가 모두 동일하며, 각 도체(411, 412, 421, 422)에서의 전류밀도가 모두 동일하다고 가정하면, 제1층 케이블전류(I 1)는 수학식 5와 같이 주어지고, 제2층 케이블전류(I 2)는 수학식 6과 같이 주어진다.If the first layer cable current I 1 , the second layer cable current I 2 and the coaxial cable current I are all in phase and the first layer external conductor 411, It is assumed that the thicknesses of the inner conductor 412, the second layer outer conductor 421 and the second layer inner conductor 422 are all the same and the current densities of the conductors 411, 412, 421 and 422 are all the same The first layer cable current I 1 is given by Equation 5 and the second layer cable current I 2 is given by Equation 6:

Figure 112014025202651-pat00012
Figure 112014025202651-pat00012

Figure 112014025202651-pat00013
Figure 112014025202651-pat00013

수학식 5 및 수학식 6을 수학식 3과 수학식 4에 대입하여 정리하면 수학식 7 및 수학식 8과 같아진다.Equations (5) and (6) are substituted into Equation (3) and Equation (4) to obtain Equation (7) and Equation (8).

Figure 112014025202651-pat00014
Figure 112014025202651-pat00014

Figure 112014025202651-pat00015
Figure 112014025202651-pat00015

제1층케이블 및 제2층케이블에서 완전한 공진이 이루어지는 즉, 수학식 7 및 수학식 8에서 허수부가 제거되기 위한 조건은 수학식 9 및 수학식 10과 같다.The conditions for complete resonance in the first layer cable and the second layer cable, that is, the imaginary part in Equations (7) and (8), are as shown in Equations (9) and (10).

Figure 112014025202651-pat00016
Figure 112014025202651-pat00016

Figure 112014025202651-pat00017
Figure 112014025202651-pat00017

제1층 도체간유전체(413) 및 제2층 도체간유전체(423)의 유전율이 각각 ε1 및 ε2이며, 제1층 도체간유전체(413) 및 제2층 도체간유전체(423)의 두께가 각각 d1 및 d2이고, d1 및 d2가 반경 a1 또는 a2에 비해 매우 작다고 가정하자. 제1층케이블(410) 및 제2층케이블(420) 각각의 정전용량(Capacitance) Cr1 및 Cr2는 수학식 11 및 수학식 12에 의해 주어진다.The dielectric constants of the first layer conductor interlaminer 413 and the second layer conductor interlayer dielectric 423 are respectively ε 1 and ε 2 and the dielectric constants of the first layer conductor interlayer dielectric 413 and the second layer conductor interlayer dielectric 423 Suppose the thicknesses are d 1 and d 2 , respectively, and d 1 and d 2 are very small compared to the radius a 1 or a 2 . The capacitances C r1 and C r2 of each of the first layer cable 410 and the second layer cable 420 are given by Equations (11) and (12).

Figure 112014025202651-pat00018
Figure 112014025202651-pat00018

Figure 112014025202651-pat00019
Figure 112014025202651-pat00019

수학식 9 내지 12에 의해 제1층 도체간유전체(413)의 두께(d1) 및 제2층 도체간유전체(423)의 두께(d2)는 수학식 13 및 수학식 14와 같이 각각 정해진다.The thickness (d 2) of the thickness (d 1) and the second layer conductor liver total 423 of the first layer conductor liver entire 413 by Equation 9 to 12 are designated respectively as shown in Equation 13 and Equation 14 All.

Figure 112014025202651-pat00020
Figure 112014025202651-pat00020

Figure 112014025202651-pat00021
Figure 112014025202651-pat00021

도 3에 도시된 바와 같이, 중심(C)로부터 반경 b를 이루는 원의 형태로 포설된 동축형 교류케이블(300)에 있어서, 제1층케이블(410)의 등가 인덕턴스(L1) 및 제2층케이블(420)의 등가 인덕턴스(L2)는 각각 수학식 15 및 수학식 16과 같이 주어지고, 제1층케이블(410)의 등가 인덕턴스(L1) 및 제2층케이블(420)의 등가 인덕턴스(L2)의 차이(ΔL)는 수학식 17과 같다.3, in the coaxial-type AC cable 300 installed in the form of a circle having a radius b from the center C, the equivalent inductance (L 1 ) of the first layer cable 410 and the equivalent inductance The equivalent inductance L 2 of the layer cable 420 is given by Equation 15 and Equation 16 and the equivalent inductance L 1 of the first layer cable 410 and the equivalent inductance L 2 of the second layer cable 420 The difference? L of the inductance (L 2 ) is shown in Equation (17).

Figure 112014025202651-pat00022
Figure 112014025202651-pat00022

Figure 112014025202651-pat00023
Figure 112014025202651-pat00023

Figure 112014025202651-pat00024
Figure 112014025202651-pat00024

수학식 13 및 수학식 14에 보여진 바와 같이, 완전한 공진을 위해서는 제1층 도체간유전체(413)의 두께(d1)와 제2층 도체간유전체(423)의 두께(d2)가 서로 달라야 한다. 완전공진의 경우 제1층케이블(410)의 단자전압(V 1)은 수학식 18과 같이 주어지고, 제2층케이블(420)의 단자전압(V 2)은 수학식 19와 같이 주어진다.As shown in Equation 13 and Equation 14, the thickness (d 2) of the first layer conductor liver total 413 thickness (d 1) and the second layer conductor liver total 423 of different from each other in order to complete the resonant do. In the case of complete resonance, the terminal voltage V 1 of the first layer cable 410 is given by Equation 18 and the terminal voltage V 2 of the second layer cable 420 is given by Equation 19:

Figure 112014025202651-pat00025
Figure 112014025202651-pat00025

Figure 112014025202651-pat00026
Figure 112014025202651-pat00026

제1층케이블(410)의 내부저항(r1) 및 제2층케이블(420)의 내부저항(r2)은 도체(411, 412, 421, 422)의 두께가 모두 같으면 반경(a1, a2)에 반비례하므로 제1층케이블(410)의 단자전압(V 1)과 제2층케이블(420)의 단자전압(V 2)은 같아진다.The internal resistance of the first layer cable (410) (r 1) and the internal resistance of the second layer cable (420) (r 2) is equal to both the thickness of the conductor (411, 412, 421, 422) the radius (a 1, in inverse proportion to a 2) Since the terminal voltage of the first cable layer (410) (V 1) and the terminal voltage (V 2) of the second cable layer 420 become the same.

이와 같이, 제1층 도체간유전체(413)의 두께(d1) 및 제2층 도체간유전체(423)의 두께(d2)를 수학식 13 및 수학식 14에 의해 정하면 동축형 교류케이블(300)의 각 도체(411, 412, 421, 422)에서 전류밀도가 균일해진다.In this manner, the first layer conductor liver thickness of the (413), (d 1) and the second layer conductor liver assuming by the thickness (d 2) of the body (423) in equation (13) and Equation (14) coaxial alternating current cable ( The current density becomes uniform in each of the conductors 411, 412, 421,

본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 각 도체에서의 전류밀도를 균일하게 하기 위한 다른 방법으로는, 제1층 도체간유전체(413)의 유전율(ε1)과 제2층 도체간유전체(423)의 유전율(ε2)이 수학식 20 및 수학식 21에 의해 정해지도록 함으로써, 동축형 교류케이블(300)의 각 도체(411, 412, 421, 422)에서 전류밀도가 균일하게 되도록 할 수 있다.Another method for making the current density uniform in each conductor of the coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention is to use the dielectric constant (? 1 ) of the first layer conductor- The current density in each of the conductors 411, 412, 421, and 422 of the coaxial AC cable 300 is set to satisfy the following equation ( 2 ): " ( 2 ) " So that it can be made uniform.

Figure 112014025202651-pat00027
Figure 112014025202651-pat00027

Figure 112014025202651-pat00028
Figure 112014025202651-pat00028

제1층 외부도체(411) 및 제1층 내부도체(412)의 두께를 t1라 하고 제2층 외부도체(421) 및 제2층 내부도체(422)의 두께를 t2라 하면 수학식 5 및 수학식 6은 각각 수학식 22 및 수학식 23과 같이 변형된다.Assuming that the thickness of the first layer outer conductor 411 and the first layer inner conductor 412 is t 1 and the thickness of the second layer outer conductor 421 and the second layer inner conductor 422 is t 2 , 5 and (6) are modified as shown in Equations (22) and (23), respectively.

Figure 112014025202651-pat00029
Figure 112014025202651-pat00029

Figure 112014025202651-pat00030
Figure 112014025202651-pat00030

본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 각 도체에서의 전류밀도를 균일하게 하기 위한 또 다른 방법으로는, 제1층 외부도체(411) 및 제1층 내부도체(412)의 두께(t1)와 제2층 외부도체(421) 및 제2층 내부도체(422)의 두께(t2)의 비율(t1/t2)이 수학식 24에 의해 정해지도록 함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 각 도체(411, 412, 421, 422)에서 전류밀도가 균일하게 되도록 할 수 있다.Another method for uniformizing the current density in each conductor of the coaxial AC cable 300 according to one embodiment of the present invention is to connect the first layer outer conductor 411 and the first layer inner conductor 412, the thickness (t 1) and the ratio (t 1 / t 2) of the second layer outer conductor 421 and the second layer an inner conductor 422, the thickness (t 2) of the by so determined by the equation (24) the present invention The current density can be made uniform in each of the conductors 411, 412, 421, and 422 of the coaxial AC cable 300 according to one embodiment of the present invention.

Figure 112014025202651-pat00031
Figure 112014025202651-pat00031

본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)이 n 개의 층케이블(미도시)을 포함하여 구성되는 경우를 생각해 보자. 앞에서 설명한 두 개의 층케이블로 이루어진 동축형 교류케이블(300)의 경우와 같이, 각 층케이블 양끝의 도체를 서로 연결하지 않고 전류를 각 층케이블에 별도로 흘려 각 층에서의 전압을 구하면 수학식 25와 같이 주어진다.Consider a case where the coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention includes n layer cables (not shown). As in the case of the coaxial-type AC cable 300 made of the two layer cables described above, the currents are separately flowed through the respective layer cables without connecting the conductors at the ends of each layer cable, Given together.

Figure 112014025202651-pat00032
Figure 112014025202651-pat00032

동축형 교류케이블(300)의 중심으로부터 멀리 떨어진 곳에 위치하는 층케이블(i층케이블)에 의해 만들어지는 자속은 모두 중심과 가까운 곳에 위치하는 층케이블(j층케이블)과 쇄교하므로, 각 층케이블 사이의 상호 인덕턴스는 수학식 26과 같이 주어진다. 즉, 동축형 교류케이블(300)의 중심으로부터 멀리 떨어진 곳에 위치하는 i층케이블의 등가 인덕턴스(Li)는 i층케이블과 j층케이블 사이의 상호 인덕턴스(Mij,Mji)와 값이 같다.Since the magnetic flux generated by the layer cable (i-layer cable) located at a distance from the center of the coaxial AC cable 300 is linked with the layer cable (j-layer cable) located close to the center, Is given by Equation (26). That is, the equivalent inductance L i of the i-th layer cable located at a distance from the center of the coaxial AC cable 300 is equal to the mutual inductance (M ij , M ji ) between the i-th layer cable and the j- .

Figure 112014025202651-pat00033
Figure 112014025202651-pat00033

수학식 26을 수학식 25에 대입하여 수학식 25를 정리하면 수학식 27과 같이 정리된다.Equation (26) is substituted into Equation (25) and Equation (25) is summarized as Equation (27).

Figure 112014025202651-pat00034
Figure 112014025202651-pat00034

각 층케이블에서 완전한 공진이 이루어지는 즉, 수학식 27에서 허수부가 제거되기 위한 조건은 수학식 28과 같다.The condition for complete resonance in each layer cable, that is, the imaginary part in Equation (27), is expressed by Equation (28).

Figure 112014025202651-pat00035
Figure 112014025202651-pat00035

수학식 28과 같이 되면, 각 층케이블에서의 전압 및 전류는 수학식 29와 같은 관계를 갖는다.(28), the voltage and current in each layer cable have the relationship as shown in Equation (29).

Figure 112014025202651-pat00036
Figure 112014025202651-pat00036

각 층케이블에 전류를 각각 흘린 후에, 각 층케이블의 양끝을 모두 서로 연결하면 각 층케이블에는 저항에만 반비례하는 전류가 흐르게 되어, 각 층케이블에 구비된 각 도체의 단면에서의 전류밀도가 균일한 동축형 교류케이블(300)의 제조가 가능해진다. If currents flow through each layer cable and both ends of each layer cable are connected to each other, a current that is inversely proportional to the resistance flows through each layer cable, and the current density in the cross section of each conductor provided in each layer cable is uniform The manufacture of the coaxial AC cable 300 becomes possible.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다. 동축형 교류케이블(300)의 제조방법은, 동축형 교류케이블(300)을 경유하여 전송되는 전류의 전류용량을 입력받는 과정(S710), 전류용량을 근거로 동축형 교류케이블(300)의 반경을 계산하는 과정(S720), 동축형 교류케이블(300)이 포설되는 형상을 입력받는 과정(S730), 동축형 교류케이블(300)을 경유하여 전송되는 전류의 동작주파수(ω)를 입력받는 과정(S740), 동작주파수(ω)를 근거로 각 층케이블의 두께를 계산하는 과정(S750), 동축형 교류케이블(300)의 반경 및 두께를 근거로 총 층케이블의 개수를 계산하는 과정(S760), 전류의 크기, 등가 인덕턴스, 정전용량 및 도체간유전체의 두께를 계산하는 과정(S770) 및 최중심 층케이블인지 판단하는 과정(S780)을 포함한다. 또한, 전류의 크기, 등가 인덕턴스, 정전용량 및 도체간유전체의 두께를 계산하는 과정(S770)은, 층케이블 각각을 경유하여 전송되는 전류의 크기를 계산하는 과정(S772), 층케이블 각각의 등가 인덕턴스를 계산하는 과정(S774), 층케이블 각각의 정전용량을 계산하는 과정(S776) 및 층케이블 각각의 정전용량을 근거로 층케이블 각각에 구비되는 도체간유전체의 두께를 계산하는 과정(S778)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일시예에 따른 동축형 교류케이블(300)의 제조방법에 포함되는 각 과정들이 실행되는 순서는 본 명세서에서 설명된 순서에 한정되지 않으며, 각 과정들은 수행되는 순서가 서로 바뀌거나 동시에 수행될 수도 있다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a coaxial AC cable 300 according to an embodiment of the present invention. The method for manufacturing the coaxial AC cable 300 includes the steps of receiving a current capacity of a current transmitted through the coaxial AC cable 300 (S710), calculating a radius of the coaxial AC cable 300 A step S730 of inputting a shape in which the coaxial AC cable 300 is installed in operation S730 and a step of receiving an operation frequency ω of a current transmitted through the coaxial AC cable 300 (S750), calculating the number of total layer cables based on the radius and thickness of the coaxial AC cable 300 (S760), calculating the number of total layer cables A step S770 of calculating the size of the current, the equivalent inductance, the capacitance, and the thickness of the entire interlayer dielectric, and a step S780 of determining whether it is the center-tier layer cable. The step S770 of calculating the magnitude of the current, the equivalent inductance, the capacitance, and the total thickness of the conductor interleaving is the same as that of the step S772 of calculating the magnitude of the current transmitted via each layer cable, A step S776 of calculating the capacitance of each stratum cable, a step S778 of calculating the thickness of the entire conductor interstices included in each stratum cable based on the capacitance of each stratum cable, . ≪ / RTI > The order in which the respective processes included in the manufacturing method of the coaxial AC cable 300 according to the instant embodiment of the present invention is performed is not limited to the order described in this specification, .

동축형 교류케이블(300)의 제조방법은, 동축형 교류케이블(300)을 경유하여 전송되는 동축케이블전류(I)의 전류용량을 입력으로 받아(S710), 입력받은 동축케이블전류(I)의 전류용량을 근거로 동축형 교류케이블(300)의 반경을 계산한다(S720). 동축형 교류케이블(300)이 포설되는 형상을 입력받고(S730), 동축케이블전류(I)의 동작주파수를 입력받아(S740), 입력받은 동작주파수를 근거로 각 층케이블의 두께를 계산한다(S750). 계산으로 구해진 동축형 교류케이블(300)의 반경 및 두께를 근거로 총 층케이블의 개수를 계산한다(S760).Method of manufacturing a coaxial AC cable 300, for receiving the current capacity of the coaxial cable current (I) to be transmitted via the coaxial AC cable 300 to the input (S710), the input coaxial cable to the current (I) The radius of the coaxial AC cable 300 is calculated based on the current capacity (S720). (S730), receives the operation frequency of the coaxial cable current I (S740), and calculates the thickness of each layer cable based on the received operation frequency ( S750). The total number of layer cables is calculated based on the radius and the thickness of the coaxial AC cable 300 calculated (S760).

총 층케이블의 개수가 정해지면, 각 층케이블을 경유하여 전송되는 전류의 크기, 등가 인덕턴스, 정전용량 및 도체간유전체의 두께를 계산하되(S770), 먼저, 최외곽 층케이블을 경유하여 전송되는 전류의 크기를 계산한다(S772). 이때, 동축형 교류케이블(300)을 경유하여 전송되는 동축케이블전류의 전류밀도가 균일하다는 가정하에, 각 층케이블이 차지하는 단면적을 근거로 각 층케이블을 경유하여 전송되는 전류의 크기를 계산한다. 수학식 15에 의해 최외곽 층케이블의 등가 인덕턴스(L1)를 계산한다(S774). 계산된 전류의 크기 및 등가 인덕턴스를 근거로 수학식 28에 의해 정전용량(Cr1)을 계산한다(S776). 계산된 정전용량(Cr1)을 근거로 제1층 도체간유전체의 두께를 계산한다(S778).When the total number of stratum cables is determined, the magnitude of the current transmitted through each layer cable, the equivalent inductance, the capacitance, and the total thickness of the conductor interstices are calculated (S770). First, The magnitude of the current is calculated (S772). At this time, on the assumption that the current density of the coaxial cable current transmitted through the coaxial AC cable 300 is uniform, the magnitude of the current transmitted through each layer cable is calculated based on the cross-sectional area occupied by each layer cable. (Equation 15), the equivalent inductance L 1 of the outermost layer cable is calculated (S774). Based on the calculated magnitude of the current and the equivalent inductance, the electrostatic capacitance C r1 is calculated by the equation (28) (S776). The thickness of the first layer conductor interstices is calculated based on the calculated capacitance C r1 (S778).

이후, 동축형 교류케이블(300)에 포함되는 모든 층케이블에 대하여 최외곽으로부터 최중심에 위치하는 층케이블에 이르는 순서로 전류의 크기, 등가 인덕턴스, 정전용량 및 도체간유전체의 두께를 계산하는 과정(S770)을 반복하여 수행한다.Thereafter, the process of calculating the size of the current, the equivalent inductance, the capacitance, and the thickness of the entire conductor interliner in the order from the outermost to the layer cable positioned at the most center with respect to all the layer cables included in the coaxial AC cable 300 (S770) is repeatedly performed.

실험 결과를 예로 들면, 동축형 교류케이블(300)이 직경 1 m의 원형으로 포설되고, 동축형 교류케이블(300)의 직경이 2 ㎝인 경우, 각 층케이블은 각 층케이블에 구비되는 내부도체와 외부도체의 두께가 모두 42 ㎛, 도체간유전체의 두께가 대략 10 ㎛가 되도록 91 개의 층으로 만들고, 도체간유전체의 비유전율은 3으로 두었다.Taking the experimental result as an example, when the coaxial type AC cable 300 is installed as a circle having a diameter of 1 m and the diameter of the coaxial type AC cable 300 is 2 cm, each layer cable is connected to the inner conductor And the thickness of the outer conductor were all 42 mu m and the thickness of the whole body of the conductor was about 10 mu m. The relative dielectric constant of the conductor liver oil as a whole was set at 3.

도 8에 도시된 바와 같이, 동축형 교류케이블(300)의 단면의 전류밀도를 균일하게 하면 각 층케이블의 총전류는 그림 8 (a)와 같이 반지름에 비례하여 흐른다. 이때 각 층케이블에 유기되는 전압은 그림 8 (b)와 같이 동축형 교류케이블(300)의 내부로 들어갈수록 커진다. 만약, 유전체의 두께가 일정하면 그림 8 (c)에 파란 색으로 표현한 바와 같이 각 층케이블의 정전용량이 반지름에 비례하나, 그림 8 (b)와 같이 동축형 교류케이블(300)의 내부로 들어갈수록 각 층케이블에 유기되는 전압이 커지면 보상이 적절하게 이루어지지 않는다. 적절한 보상이 이루어지기 위해서는 초록색으로 표시된 바와 같이 정전용량이 변하여야 한다. 그러기 위해서는 유전체의 두께를 그림 8 (d)와 같이 반경에 따라 변화를 줄 필요가 있다. 이렇게 하여 만들어진 케이블의 공진 주파수는 대략 2 [kHz]가 되는데 공진 주파수를 20 [kHz]로 만들려면 세그먼트를 10개로 만들면 된다.As shown in FIG. 8, when the current density in the cross section of the coaxial AC cable 300 is made uniform, the total current of each layer cable flows in proportion to the radius as shown in FIG. 8 (a). At this time, the voltage induced in each layer cable becomes larger as it enters the inside of the coaxial AC cable 300 as shown in FIG. 8 (b). If the thickness of the dielectric is constant, the capacitance of each layer cable is proportional to the radius, as shown in blue color in Figure 8 (c), but inside the coaxial AC cable 300 as shown in Figure 8 (b) As the voltage induced in each layer cable becomes larger, the compensation is not performed properly. For proper compensation, the capacitance must change as indicated by the green color. To do this, it is necessary to change the thickness of the dielectric according to the radius as shown in Fig. 8 (d). The resonance frequency of the cable thus formed is approximately 2 [kHz]. To make the resonance frequency 20 [kHz], 10 segments are required.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The description above is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which are within the scope of the same should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

300: 동축형 교류케이블
410: 제1층케이블 420: 제2층케이블
411: 제1층 외부도체 412: 제1층 내부도체
413: 제1층 도체간유전체
421: 제2층 외부도체 422: 제2층 내부도체
423: 제2층 도체간유전체300: Coaxial AC cable
410: first layer cable 420: second layer cable
411: first layer outer conductor 412: first layer inner conductor
413: First layer conductor lubricant whole
421: second layer outer conductor 422: second layer inner conductor
423: Second layer conductor liver oil whole

Claims (10)

동축형 교류케이블에 있어서,
내주면이 제1반지름(a1)을 갖는 통형의 제1층 내부도체, 상기 제1층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d1)와 유전율(ε1)을 갖는 제1층 도체간유전체 및 상기 제1층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제1층 외부도체를 구비하는 제1층케이블; 및
내주면이 제2반지름(a2)을 갖는 통형의 제2층 내부도체, 상기 제2층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d2)와 유전율(ε2)을 갖는 제2층 도체간유전체 및 상기 제2층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제2층 외부도체를 구비하는 제2층케이블을 포함하고,
상기 제1층 도체간유전체의 유전율(ε1)은 L1(a1+a2)와 d1의 비율에 따라 결정되는 값을 가지고(단, L1은 상기 1층케이블의 등가 인덕턴스를 의미),
상기 제2층 도체간유전체의 유전율(ε2)은 (a1L1+a2L2)와 d2의 비율에 따라 결정되는 값을 가지고(단, L2은 상기 2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미),
상기 제1층케이블과 상기 제2층케이블 사이에는 절연층이 위치하는 것을 특징으로 하는 동축형 교류케이블.In a coaxial AC cable,
A first layer inner conductor having an inner circumferential surface having a first radius a 1 and a first layer conductor interlayer having a thickness d 1 and a dielectric constant ε 1 surrounding the outer surface of the first layer inner conductor, A first layer cable having a first layer outer conductor surrounding an outer surface of the first layer conductor interstices; And
The inner peripheral surface of the second radius (a 2) a second layer having a second layer internal conductor, wherein around the outer surface of the inner conductor 2, the layer thickness (d 2) and dielectric constant (ε 2) of the tubular having conductive liver whole and the And a second layer cable having a second layer outer conductor surrounding the outer surface of the second layer conductor liver oil,
The dielectric constant (ε 1 ) of the first layer conductor interstices has a value determined according to the ratio of L 1 (a 1 + a 2 ) and d 1 (where L 1 is the equivalent inductance of the 1-layer cable ),
The permittivity ( 2 ) of the second layer conductor interstices has a value determined according to the ratio of (a 1 L 1 + a 2 L 2 ) and d 2 (where L 2 is the equivalent inductance of the two- ),
And an insulating layer is disposed between the first layer cable and the second layer cable. 삭제delete 동축형 교류케이블에 있어서,
내주면이 제1반지름(a1)을 갖는 통형의 제1층 내부도체, 상기 제1층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d1)와 유전율(ε1)을 갖는 제1층 도체간유전체 및 상기 제1층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제1층 외부도체를 구비하는 제1층케이블; 및
내주면이 제2반지름(a2)을 갖는 통형의 제2층 내부도체, 상기 제2층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d2)와 유전율(ε2)을 갖는 제2층 도체간유전체 및 상기 제2층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제2층 외부도체를 구비하는 제2층케이블을 포함하고,
상기 제1층 도체간유전체의 두께(d1)가
Figure 112015085025640-pat00052

(ω는 상기 제1층케이블 및 상기 제2층케이블에 인가되는 신호의 각주파수, L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 따라서 정해지고,
상기 제2층 도체간유전체의 두께(d2)가
Figure 112015085025640-pat00053

(ω는 상기 제1층케이블 및 상기 제2층케이블에 인가되는 신호의 각주파수, L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 따라서 정해지는 것을 특징으로 하는 동축형 교류케이블.In a coaxial AC cable,
A first layer inner conductor having an inner circumferential surface having a first radius a 1 and a first layer conductor interlayer having a thickness d 1 and a dielectric constant ε 1 surrounding the outer surface of the first layer inner conductor, A first layer cable having a first layer outer conductor surrounding an outer surface of the first layer conductor interstices; And
The inner peripheral surface of the second radius (a 2) a second layer having a second layer internal conductor, wherein around the outer surface of the inner conductor 2, the layer thickness (d 2) and dielectric constant (ε 2) of the tubular having conductive liver whole and the And a second layer cable having a second layer outer conductor surrounding the outer surface of the second layer conductor liver oil,
When the thickness (d 1 ) of the entire first layer conductor interstices is
Figure 112015085025640-pat00052

(? is an angular frequency of a signal applied to the first layer cable and the second layer cable, and L 1 is an equivalent inductance of the first layer cable)
The thickness (d 2 ) of the second layer conductor liver oil as a whole is
Figure 112015085025640-pat00053

(? is the angular frequency of the signal applied to the first layer cable and the second layer cable, L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable and L 2 is the equivalent inductance of the second layer cable) Wherein the coaxial-type AC cable is characterized in that: 제1항에 있어서,
상기 제1층 도체간유전체의 유전율(ε1)이
Figure 112015085025640-pat00054

(ω는 상기 동축형 교류케이블의 동작 각주파수, L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 따라서 정해지고,
상기 제2층 도체간유전체의 유전율(ε2)이
Figure 112015085025640-pat00055

(ω는 상기 동축형 교류케이블의 동작 각주파수, L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 따라서 정해지는 것을 특징으로 하는 동축형 교류케이블.The method according to claim 1,
The dielectric constant (? 1 ) of the entire first layer conductor liver oil
Figure 112015085025640-pat00054

(? is the operating angular frequency of the coaxial AC cable, and L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable)
The dielectric constant (? 2 ) of the second layer conductor interstices oil as a whole
Figure 112015085025640-pat00055

(where? is the operating angular frequency of the coaxial AC cable, L 1 is the equivalent inductance of the first layer cable, and L 2 is the equivalent inductance of the second layer cable). cable. 동축형 교류케이블에 있어서,
내주면이 제1반지름(a1)을 갖는 통형의 제1층 내부도체, 상기 제1층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d1)와 유전율(ε1)을 갖는 제1층 도체간유전체 및 상기 제1층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제1층 외부도체를 구비하는 제1층케이블; 및
내주면이 제2반지름(a2)을 갖는 통형의 제2층 내부도체, 상기 제2층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d2)와 유전율(ε2)을 갖는 제2층 도체간유전체 및 상기 제2층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제2층 외부도체를 구비하는 제2층케이블을 포함하고,
상기 제1층 내부도체의 두께(t1)와 상기 제2층 내부도체의 두께(t2)의 비율(t1/t2)이
Figure 112015085025640-pat00056

(L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 따라서 정해지는 것을 특징으로 하는 동축형 교류케이블.In a coaxial AC cable,
A first layer inner conductor having an inner circumferential surface having a first radius a 1 and a first layer conductor interlayer having a thickness d 1 and a dielectric constant ε 1 surrounding the outer surface of the first layer inner conductor, A first layer cable having a first layer outer conductor surrounding an outer surface of the first layer conductor interstices; And
The inner peripheral surface of the second radius (a 2) a second layer having a second layer internal conductor, wherein around the outer surface of the inner conductor 2, the layer thickness (d 2) and dielectric constant (ε 2) of the tubular having conductive liver whole and the And a second layer cable having a second layer outer conductor surrounding the outer surface of the second layer conductor liver oil,
(T 1 / t 2 ) of the thickness t 1 of the first layer inner conductor and the thickness t 2 of the second layer inner conductor is
Figure 112015085025640-pat00056

(L 1 is an equivalent inductance of the first layer cable and L 2 is an equivalent inductance of the second layer cable). 동축형 교류케이블에 있어서,
내주면이 제1반지름(a1)을 갖는 통형의 제1층 내부도체, 상기 제1층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d1)와 유전율(ε1)을 갖는 제1층 도체간유전체 및 상기 제1층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제1층 외부도체를 구비하는 제1층케이블; 및
내주면이 제2반지름(a2)을 갖는 통형의 제2층 내부도체, 상기 제2층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d2)와 유전율(ε2)을 갖는 제2층 도체간유전체 및 상기 제2층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제2층 외부도체를 구비하는 제2층케이블을 포함하고,
상기 제1층 외부도체의 두께(t1)와 상기 제2층 외부도체의 두께(t2)의 비율(t1/t2)이
Figure 112015085025640-pat00057

(L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 따라서 정해지는 것을 특징으로 하는 동축형 교류케이블.In a coaxial AC cable,
A first layer inner conductor having an inner circumferential surface having a first radius a 1 and a first layer conductor interlayer having a thickness d 1 and a dielectric constant ε 1 surrounding the outer surface of the first layer inner conductor, A first layer cable having a first layer outer conductor surrounding an outer surface of the first layer conductor interstices; And
The inner peripheral surface of the second radius (a 2) a second layer having a second layer internal conductor, wherein around the outer surface of the inner conductor 2, the layer thickness (d 2) and dielectric constant (ε 2) of the tubular having conductive liver whole and the And a second layer cable having a second layer outer conductor surrounding the outer surface of the second layer conductor liver oil,
(T 1 / t 2 ) of the thickness t 1 of the first layer outer conductor and the thickness t 2 of the second layer outer conductor is
Figure 112015085025640-pat00057

(L 1 is an equivalent inductance of the first layer cable and L 2 is an equivalent inductance of the second layer cable). 동축형 교류케이블에 있어서,
내주면이 제1반지름(a1)을 갖는 통형의 제1층 내부도체, 상기 제1층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d1)와 유전율(ε1)을 갖는 제1층 도체간유전체 및 상기 제1층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제1층 외부도체를 구비하는 제1층케이블; 및
내주면이 제2반지름(a2)을 갖는 통형의 제2층 내부도체, 상기 제2층 내부도체의 외면을 둘러싸고 두께(d2)와 유전율(ε2)을 갖는 제2층 도체간유전체 및 상기 제2층 도체간유전체의 외면을 둘러싸는 제2층 외부도체를 구비하는 제2층케이블을 포함하고,
상기 제1층 내부도체 및 상기 1층 외부도체의 두께의 합(t1)과 상기 제2층 내부도체 및 상기 제2층 외부도체의 두께의 합(t2)의 비율(t1/t2)이
Figure 112015085025640-pat00058

(L1은 상기 제1층케이블의 등가 인덕턴스, L2는 상기 제2층케이블의 등가 인덕턴스를 의미)에 따라서 정해지는 것을 특징으로 하는 동축형 교류케이블.In a coaxial AC cable,
A first layer inner conductor having an inner circumferential surface having a first radius a 1 and a first layer conductor interlayer having a thickness d 1 and a dielectric constant ε 1 surrounding the outer surface of the first layer inner conductor, A first layer cable having a first layer outer conductor surrounding an outer surface of the first layer conductor interstices; And
The inner peripheral surface of the second radius (a 2) a second layer having a second layer internal conductor, wherein around the outer surface of the inner conductor 2, the layer thickness (d 2) and dielectric constant (ε 2) of the tubular having conductive liver whole and the And a second layer cable having a second layer outer conductor surrounding the outer surface of the second layer conductor liver oil,
The ratio of the first layer, the inner conductor and the first layer the sum of the thickness of the outer conductor (t 1) and the second layer internal conductor and the second (t 2) the sum of the thickness of the external conductor 2 layer (t 1 / t 2 )this
Figure 112015085025640-pat00058

(L 1 is an equivalent inductance of the first layer cable and L 2 is an equivalent inductance of the second layer cable). 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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KR101373719B1 (en) 2012-11-12 2014-03-13 부경대학교 산학협력단 Manufacturing method of coaxial type ac cable

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