KR101633313B1 - 선박의 케이블 설치 방법 - Google Patents

Abstract

선박의 케이블 설치 방법에 관한 것으로, 상기 케이블의 최외각에는 도전성 성분을 함유는 재질로 구성된 외부시스를 포함하고, 상기 외부시스의 양쪽 끝단이 접지되도록 설치하는 구성을 마련하여, 케이블에서 발생하는 전자기파를 차단할 수 있을 뿐만 아니라 케이블에서 발생하는 전자기파를 차단할 뿐만 아니라 다른 케이블에서 발생하는 전자기파로 인한 신호왜곡을 방지할 수 있다는 효고가 얻어진다.

Description

선박의 케이블 설치 방법{Cable Mounting Method for Ship}

본 발명은 선박의 케이블 설치 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이블의 외부에 도전성 물질을 추가하면서 동시에 접지가 되도록 설치하는 케이블 설치 방법에 관한 것이다.

일반적으로 육상의 공장이나 선박 및 해양구조물 등에는 전원공급이나 유체 등의 공급을 위해 크고 작은 직경의 케이블이 천장, 바닥 또는 벽체를 따라 배선되며, 이러한 케이블은 미관이나 통행자들에게 불편을 주지 않기 위해 케이블 트레이(Cable Tray)에 지지되도록 설치된다.

그리고 케이블 트레이는 케이블의 종류에 따라 구분되어 설치된다. 예를 들어 계장용 케이블(instrument cable), 파워 케이블, 및 통신 케이블 등은 각각 구분하여 설치되어야 한다. 파워 또는 RF 신호의 전자기파가 계장용 케이블에 영향을 줄 수 있기 때문에 각각의 케이블은 그 종류에 따라 각각 다른 케이블 트레이에 구분되어 설치되어야 할 뿐만 아니라 각 케이블 트레이는 일정한 이격거리를 유지해야 한다.

따라서 선박과 같은 공간적 제약이 있는 곳에서는 케이블 트레이 포설이 용이하지 않고, 디자인 에러 또는 포설 실수 등으로 인하여 특정 케이블 트레이를 재포설하는 상황이 빈번하게 발생하고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 선박의 케이블 트레이 구조 및 설치 방법에 대한 다양한 특허가 출원되어 있다.

예를 들어 하기 특허문헌 1에는 케이블 트레이의 설치를 용이하게 할 수 있는 기술이 기재되어 있고, 하기 특허문헌 2에는 케이블의 중심 도체를 감싸는 절연체의 성분에 카본 블랙을 추가하는 기술이 기재되어 있다.

대한민국 공개특허공보 제 2012-0022139호(2012.03.12, 공개) 대한민국 공개특허공보 제 2012-0024638호(2012.03.14, 공개)

그러나 이러한 종래기술로는 각각의 케이블 트레이를 별도로 설치해야 한다는 근원적인 문제를 해결할 수 없고, 케이블간 전자기파 영향을 받지 않도록 하기 위해서는 여전히 일정한 이격거리를 유지해야 한다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자기파를 차폐할 수 있는 케이블을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박의 케이블 설치 방법은 상기 케이블의 최외각에는 도전성 성분을 함유는 재질로 구성된 외부시스를 포함하고, 상기 외부시스의 양쪽 끝단이 접지되도록 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이블은 도전체를 감싸는 절연체를 포함하는 코어; 상기 코어를 감싸면서 코어를 보호하는 내부시스; 상기 내부시스를 감싸면서 코어의 눌림 현상을 방지하는 철선편조; 및 상기 철선편조를 외부로부터 감싸면서 도전성 재질의 외부시스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도전성 성분은 은 코팅 구리(Silver Coated Copper, SCC), 은 코팅 니켈(Silver Coated Nickel, SCN), 니켈 코팅 흑연(Nickel Coated Graphite, NSG), 은 코팅 글래스(Silver Coated Glass, SCG), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 카본 블랙 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 카본 블랙은 카본 블랙이 30~60wt% 함유된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박의 케이블 설치 방법에 의하면 케이블에서 발생하는 전자기파를 차단할 수 있을 뿐만 아니라 케이블에서 발생하는 전자기파를 차단할 뿐만 아니라 다른 케이블에서 발생하는 전자기파로 인한 신호왜곡을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

따라서 모든 종류의 케이블을 하나의 케이블 트레이에 설치할 수 있다는 효과가 얻어진다.

따라서 케이블 트레이를 분리 이격 설치할 필요가 선박의 협소한 공간적 제약을 극복할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한 선박에서 케이블 분리 포설에 따르는 다양한 문제점을 해결할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전자기장 차폐용 케이블의 내부 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전자기파 차폐용 케이블의 구성도

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박의 조명 전원 공급 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전자기파 차폐용 케이블의 내부 구성을 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 케이블을 접지 시킨 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전자기파 차폐용 케이블은 다수의 코어(10), 상기 코어를 감싸는 내부시스(20), 상기 내부 시스를 감싸는 철선편조(30), 및 상기 철선편조를 감싸는 외부시스(40)를 포함한다.

상기 코어(10)는 전류가 흐르는 도전체(12)와 도전체를 감싸는 절연체(14)로 구성된다. 상기 코어(10)의 재질 및 구조는 케이블의 종류에 따라 달라질 수 있고 시중에 널리 사용되는 일반적인 케이블과 다르지 않으므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 내부시스(20)는 코어를 보호하기 위한 것으로 완충재 또는 쿠션 기능을 제공한다. 내부시스(20)는 무할로겐 저연재(LSZH, Low smoke zero halogen or low smoke free of halogen) 재질로 구성될 수 있다.

상기 무할로겐 저연재는 발화시 발생되는 연기가 적다는 특징을 가지며, 이와 같은 무할로겐 저연재를 통신 케이블의 시스부재로 채용함에 의하여 전술한 설비들에서 사용되기 위하여 일반적으로 요구되는 연기밀도 규격, 할로겐 농도규격, 독성 관련규격 및 기타 요구되는 물성 등과 함께 본 발명에 따른 통신 케이블의 해결하고자 하는 주된 과제인 저연성을 만족시킬 수 있다.

그리고, 상기 내부시스(20)의 두께는 코어의 눌림 현상 및 거친 환경에서의 코어를 충분히 보호하기 위하여 종래의 일반적인 UTP 케이블의 외피(즉, 외부를 감싸는 피복재 또는 완충재)의 두께의 1.2배 내지 3배 정도로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 철선편조(30)는 내부시스(20)를 감싸고 미리 결정된 편조율 이상의 편조율을 갖는다. 철선편조(30)는 청동 도금 구리(bronze copper) 등의 재질로 구성될 수 있다. 상기 철선편조(30)는 인접한 케이블 간의 전자파 차폐효과와 더불어 거친 환경에서 통신 케이블이 사용되는 경우 강성을 보강하여 내구성을 증가시킬 수 있는 효과가 있으며 또한 케이블의 전기적 특성 저하를 유발할 수 있는 코어의 눌림 현상을 어느 정도 완화시킬 수 있다.

상기 외부시스(40)는 철선 편조를 감싸고 케이블의 최외곽에 형성되고 전자기파 차폐를 위해 도전성 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 외부시스는 케이블의 최외곽에서 케이블을 보호하는 기능을 역할을 한다. 따라서 빛·풍우·습기·공기 중의 기체 등 각종 기후를 비롯한 자연환경에 견딜 수 있는 내후성, 화학물질 등과 같은 약품 등에 견디는 내약품성 및 기계적 강도가 우수한 성질을 갖는 재질이 사용되어야 한다. 종래에는 주로 PVC(Polyvinyl chloride; 폴리염화비닐) 또는 PE(Polyethylene: 폴리에틸렌)를 재질이 사용되었고, 무할로겐 저연재가 사용되기도 했다. 하지만 이러한 성분을 사용할 경우 전자기파 차폐 기능을 기대할 수 없고 앞서 살펴본 것과 같은 문제점이 도출된다.

따라서 본 발명에서는 도전성 재질을 사용하였다. 예를 들면 은 코팅 구리(Silver Coated Copper, SCC), 은 코팅 니켈(Silver Coated Nickel, SCN), 니켈 코팅 흑연(Nickel Coated Graphite, NSG), 은 코팅 글래스(Silver Coated Glass, SCG), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 카본 블랙 등이 사용될 수 있다. 상기 카본 나노 튜브는 카본블랙이 30~60wt%인 것이 바람직하다.

상기 케이블(100)의 내부에 구비된 코어(10)를 따라 전류가 흐르게 되면 코어의 외부로 전자기파 또는 전자기장이 발생하게 된다. 상기 전자기파는 전기장과 자기장의 두 성분으로 구분되고 자기장과 전기장이 번갈아 전파되면서 발생하게 된다.

여기서 전기장(Electric field)에 인체가 노출되면 동일한 주파수로 변동하는 표면전하가 유도되며 이로 인해 인체 내부에 전류가 흐르게 되고, 이때 정현파 전기장에 대한 인체 내부 전류의 크기는 주파수에 비례하여 증가하는 특징을 보인다. 또한, 자기장(Magnetic field)에 인체가 노출되면 내부에 전기장과 맴돌이 전류가 유도되며 이 전류는 주파수와 자속밀도의 크기에 따라 증가한다. 케이블의 경우 전기장은 외부시스로 인하여 대부분이 차폐가 되고 주파수가 낮아 인체에 미치는 영향이 미비하여 큰 문제가 되지 않으나, 자기장은 외부시스에 의한 차폐효과가 없고 도체전류에 의한 자기장은 대부분이 외부로 그대로 노출되기 때문에 인체에 대한 유해성이 매우 크다. 따라서, 케이블(100)의 코어(10)를 따라 교류 전류 등이 흐르는 경우에 전자기파, 특히 자기장을 차폐하는 것이 중요하다. 이하에서는 단순한 구성에 의해 상기 코어(10)를 따라 흐르는 전류에서 발생하는 전자기파, 특히 자기장을 차폐할 수 있는 전자기파차폐 케이블에 대해서 살펴보기로 한다.

도 2를 참조하면, 케이블(100)은 전류가 흐르는 코어(10), 코어(10)와 절연되도록 구비되며 소정 구간의 양단부가 접지되는 외부시스(40)를 구비한다.

상기 외부시스(18)는 소정 길이, 또는 소정 구간의 양단부가 접지(110, 120) 되어 구비된다.

케이블(100)의 코어(10)를 따라 전류(I)가 흐르는 경우에 상기 외부시스(40)에는 도체를 따라 흐르는 전류에 의해 유도성 전류, 즉 유도전류(Is)가 흐르게 된다.

아래 [표 1] 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블의 전자기파 차폐 성능을 테스트한 결과치이다.

표 1 및 도 3을 참조하면, 은 코팅 구리(SCC) 재질의 외부시스의 경우 최고 차폐 효과가 80dB 이상이 것을 확인 할 수 있다.

상기 테스트시 측정 조건은 아래와 같다.

1. 시험 중 환경 조건

(1) 온도 : (19±1)℃

(2) 습도 : (36±1)℃

(3) 대기압력 : (102.5±1)kPa

2. 측정조건

(1) 측정 주파수 범위 : 30MHz ~ 1.5GHz

(2) 인가 장 : 평면파

이상의 설명은 본 발명의 기술 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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

예를 들어 본 발명에서 선박이라는 용어를 사용하였지만, 선박 뿐만 아니라 시추선 및 다양한 해양 설비에 적용 가능하다.

본 발명은 선박의 케이블 설치시에 접지를 이용해 전자기파를 차폐하는 기술에 적용된다

10: 코어 12: 도전체
14: 절연체 20: 내부시스
30: 철선편조 40: 외부시스
110, 120: 접지

Claims (4)

1. 선박의 케이블 설치 방법에 있어서,
   상기 케이블의 최외곽에는 도전성 성분을 함유는 재질로 구성된 외부시스를 포함하고,
   상기 케이블은 도전체를 감싸는 절연체를 포함하는 코어; 상기 코어를 감싸면서 코어를 보호하는 내부시스; 상기 내부시스를 감싸면서 코어의 눌림 현상을 방지하는 철선편조; 및 상기 철선편조를 외부로부터 감싸면서 도전성 재질의 외부시스를 포함하며,
   상기 도전성 성분은 은 코팅 구리(Silver Coated Copper, SCC), 은 코팅 니켈(Silver Coated Nickel, SCN), 니켈 코팅 흑연(Nickel Coated Graphite, NSG), 은 코팅 글래스(Silver Coated Glass, SCG), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 카본 블랙 중 어느 하나를 포함하고,
   상기 카본 블랙은 카본 블랙이 30~60wt% 함유되고,
   상기 외부시스의 양쪽 끝단이 접지되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 선박의 케이블 설치 방법.
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