KR101705832B1 - Overhead transmission line - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 가공송전선은, 알루미늄과 복수 개의 탄소 나노튜브가 결합되어 형성되되 상기 알루미늄 대비 상기 탄소 나노튜브의 중량비가 0.5 ~ 3wt%인 도체부를 포함한다.
본 발명에 따른 가공송전선은 도전율이 소폭 하락한 대신에 인장강도가 크게 상승되어, 장거리로 설치에 적합할 뿐 아니라 가공송전선 설치 구간에 보다 적은 수의 철탑을 요구하여 전력 인프라의 설치비용을 절약시킨다.The processed transmission line according to the present invention includes a conductor portion formed by combining aluminum and a plurality of carbon nanotubes, wherein the weight ratio of the carbon nanotubes to the aluminum is 0.5 to 3 wt%.
The processed transmission line according to the present invention not only reduces the conductivity slightly but also increases the tensile strength to a great extent and is suitable for installation at a long distance and requires a smaller number of steel towers at the transmission line installation section to save installation cost of the power infrastructure.

Description

가공송전선{Overhead transmission line}{Overhead transmission line}

본 발명은 가공송전선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 강도와 도전율이 향상된 가공송전선에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to machined transmission lines, and more particularly to machined transmission lines with improved mechanical strength and conductivity.

발전소에서 생산된 전력을 멀리 떨어져 있는 수용지 또는 1차 변전소로 송전하기 위한 방법으로 가공 송전식이 널리 이용된다. 상기 가공 송전식은 발전소에서 생산된 전력을 지상의 철탑에 의해 지지되는 가공송전선을 이용하여 수용지까지 송전한다.Transmission method is widely used as a method for transmitting the power generated by a power plant to a remote paper or a primary substation. The above-mentioned transmission method transmits the electric power generated by the power generation plant to the receiving paper by using the processing power transmission line supported by the ground pylon.

이러한 가공송전선은 전력 수송을 담당하고 케이블의 지지하는 도체부를 포함하여 구성된다. 상기 도체부는 통상적으로 순알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되고, 철탑 등과 같은 외부의 지지 건물에 의해 결합 고정되어 가공송전선의 강도를 유지하며, 발전소에서 생산된 전력을 목적지까지 수송하는 역할을 수행한다. 그런데 도체부는 기계적 강도가 약해, 장거리의 전력을 수송하기에는 적합하지 않고 더불어 가공송전선 설치 구간에 많은 철탑이 건설되어야 하는 비용상의 문제가 있다.This working transmission line is constituted to include a conductor portion for carrying the electric power and supporting the cable. The conductor portion is usually made of pure aluminum or aluminum alloy and is fixedly coupled with an external supporting structure such as a steel tower to maintain the strength of the processing power transmission line and to transport the power generated by the power plant to the destination. However, the conductor portion is weak in mechanical strength and is not suitable for transporting long-distance electric power. In addition, there is a problem in that a lot of steel towers must be constructed in the section of the transmission power line.

이러한 문제점을 해결하고자, 도체부 중심에 기계적 강도가 강한 중심 인장선을 구성시킨 강심알루미늄연선(ACSR: Aluminum Cable Steel Reinforced) 가공송전선이 개시되었다. 상기 강심알루미늄연선에 구비된 도체부는 전력수송을 담당하고 중심 인장선의 외주면에 연선된다. 또한, 가공송전선의 중심부에 위치한 중심 인장선은 주로 기계적 강도가 강한 강심이나 강선이 채택되어 송전선을 지지시키면서 전선의 강도를 유지시켜주는 역할을 수행한다. In order to solve this problem, an ACSR (Aluminum Cable Steel Reinforced) machined transmission line having a center tension line having a high mechanical strength at the center of the conductor has been disclosed. The conductor portion provided in the stranded aluminum strand conducts electric power and is twisted to the outer peripheral surface of the center tensile wire. In addition, the center tension line located at the center of the working transmission line plays a role of maintaining the strength of the wire while supporting the transmission line by employing a steel wire or a steel wire having a high mechanical strength.

그런데 이러한 강선이나 강심으로 형성된 중심 인장선은 송전 가공선 전체의 단면 점유율에 비교하여 송전 용량을 현저히 떨어트리면서, 전체 중량의 30% 이상을 차지한다. 즉, 강심이나 강심으로 형성된 중심 인장선은 가공송전선 전체의 중량을 증가시키고, 더불어 송전 가공선의 단면적을 증가시켜 가공송전선 전체의 송전 용량을 저하시키는 문제점이 있다.However, the center tension line formed by this steel wire or the center of steel accounts for more than 30% of the total weight while significantly reducing the transmission capacity as compared with the sectional occupancy rate of the entire transmission line. In other words, the center tension line formed by the center of gravity or the center of gravity has a problem of increasing the weight of the entire power transmission line and increasing the cross-sectional area of the power transmission line, thereby lowering the transmission capacity of the entire power transmission line.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 기계적 강도와 송전용량이 향상된 가공송전선을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a machined transmission line with improved mechanical strength and transmission capacity.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 제 1 측면에 따른 가공송전선은, 알루미늄과 복수 개의 탄소 나노튜브가 결합되어 형성되되 상기 알루미늄 대비 상기 탄소 나노튜브의 중량비가 0.5 ~ 3wt%인 도체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a machined transmission line comprising a conductor portion formed by combining aluminum and a plurality of carbon nanotubes, wherein a weight ratio of the carbon nanotubes to aluminum is 0.5 to 3 wt% .

상기 도체부에 형성된 탄소 나노튜브는 상기 도체부의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다.The carbon nanotubes formed on the conductor portion are oriented at an angle of 30 degrees or less along the longitudinal direction of the conductor portion.

바람직하게, 상기 복수의 탄소 나노튜브 중에서 80% 이상은 상기 도체부의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다.Preferably, at least 80% of the plurality of carbon nanotubes are oriented at an angle within 30 [deg.] Along the longitudinal direction of the conductor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 제 2 측면에 따른, 중심 인장선 및 상기 중심 인장선의 외주면에 연선되는 적어도 하나 이상의 도체부를 포함하는 가공송전선은, 상기 중심 인장선, 상기 도체부 중 적어도 하나 이상이 알루미늄과 복수 개의 탄소 나노튜브가 결합되어 형성되되 상기 알루미늄 대비 상기 탄소 나노튜브의 중량비가 0.5 ~ 3wt%인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, a working transmission line including a center tensile line and at least one conductor section stranded on the outer circumferential surface of the center tensile line is characterized in that at least one of the center tensile line and the conductor section The aluminum is combined with a plurality of carbon nanotubes, and the weight ratio of the carbon nanotubes to the aluminum is 0.5 to 3 wt%.

상기 중심 인장선에 형성된 상기 탄소 나노튜브는 상기 중심 인장선의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다.The carbon nanotubes formed on the center tensile line are oriented at an angle within 30 DEG along the longitudinal direction of the center tensile line.

바람직하게, 상기 중심 인장선에 형성된 복수의 탄소 나노튜브 중에서 80% 이상은, 상기 중심 인장선의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다.Preferably, at least 80% of the plurality of carbon nanotubes formed on the center tensile line are oriented at an angle within 30 [deg.] Along the longitudinal direction of the center tensile line.

본 발명에 따른 가공송전선은 도전율이 소폭 하락한 대신에 인장강도가 크게 상승되어, 장거리로 설치에 적합할 뿐 아니라 가공송전선 설치 구간에 보다 적은 수의 철탑을 요구하여 전력 인프라의 설치비용을 절약시키는 이점이 있다.The processed transmission line according to the present invention is advantageous in that the tensile strength is greatly increased instead of a slight decrease in electric conductivity and it is suitable for installation at a long distance and the advantage of saving the installation cost of the power infrastructure by requiring a smaller number of steel towers at the working transmission line installation section .

또한, 본 발명에 따른 가공송전선은 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성된 도체부 또는 중심 인장선을 구비하기 때문에, 종래의 강심알루미늄연선 가공송전선 비교하여 철탑에 지지되는 지지력이 상승될 뿐만 아니라, 전체 송전용량을 증가되는 장점이 있다.Further, since the machined transmission line according to the present invention has a conductor portion or a center tensile line formed of an aluminum-carbon nanotube composite material, the supporting force supported by the steel tower is increased compared to the conventional superconducting aluminum stranded wire transmission line, There is an advantage of increasing transmission capacity.

아울러, 본 발명에 따른 가공송전선은 강심 또는 강선 보다 무게가 가벼운 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 중심 인장선을 형성하기 때문에, 종래의 강심알루미늄연선 가공송전선에 비하여 무게가 가벼운 장점도 있다.In addition, since the processed transmission line according to the present invention forms a central tensile line with an aluminum-carbon nanotube composite material which is lighter than a steel wire or a steel wire, it is advantageous in that it is light in weight compared to a conventional wire of a superconducting aluminum wire.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 가공송전선을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도체부의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 알루미늄 대비 탄소 나노튜브의 중량비가 1wt%로 제작된 가공송전선의 도체부와 다양한 알루미늄 합금 소재로 제작된 도체부의 물성을 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 가공송전선의 구성을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. And shall not be construed as limited to such matters.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram of a machined transmission line, in accordance with an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a conductor according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph comparing the physical properties of a conductor portion of a machined transmission line and a conductor portion made of various aluminum alloy materials in which the weight ratio of carbon nanotubes to aluminum is 1 wt%.
4 is a diagram showing the configuration of a machining power transmission line according to another embodiment of the present invention.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: There will be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 설명에 앞서, 본 발명에 적용된 탄소 나노튜브(CNT: Carbon NanoTube)에 관하여 간략하게 설명한다.Before describing the present invention, a carbon nanotube (CNT) applied to the present invention will be briefly described.

탄소 나노튜브는 탄소원자가 3개의 다른 탄소원자와 결합되어 있고, 육각형 벌집 무늬를 형성하고 있는 그래파이트면(graphite sheet)이 나노크기의 직경으로 둥글게 말려 그 내부에 중공된 원통형 구조(tube)를 가진다. 상기 탄소나노튜브는 전기전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 높은 물성이 있는 것으로 알려지고 있다.
Carbon nanotubes have a cylindrical structure in which a carbon source is bonded to three different carbon atoms, and a graphite sheet forming a hexagonal honeycomb pattern is rolled into a nano-sized diameter and hollowed inside thereof. The carbon nanotubes have electrical conductivity similar to copper, thermal conductivity is equal to diamond, and strength is known to be higher than steel.

이하, 이러한 탄소 나노튜브가 적용된 본 발명의 따른 가공송전선을 설명한다.Hereinafter, a processed transmission line according to the present invention to which such a carbon nanotube is applied will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 가공송전선(10)을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a machined transmission line 10, in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예예 따른 상기 가공송전선(10)은 전력 수송수단과 케이블 지지수단으로서 이용되는 적어도 하나 이상의 도체부(11)를 포함한다. 또한, 가공송전선(10)은 절연체 및 외피를 더 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 1, the working transmission line 10 according to an embodiment of the present invention includes at least one conductor portion 11 used as power carrying means and cable holding means. The working transmission line 10 may further include an insulator and a sheath.

상기 도체부(11)는 지상에 가설된 철탑 등에 결합되고 고정되어 전체 가공송전선(10)을 지탱하는 기능을 수행하는 동시에 목적지까지 전력을 제공하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 도체부(11)는 케이블 지지수단과 전력 수송수단의 두 기능을 동시에 수행한다.The conductor unit 11 is coupled to and fixed to a steel tower installed on the ground to perform a function of supporting the entire machining power transmission line 10 and to provide power to a destination. That is, the conductor portion 11 performs both of the functions of the cable holding means and the electric power transmitting means at the same time.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 도체부(11)는 알루미늄(도 2의 11a)과 복수 개의 탄소 나노튜브(도 2의 11b)가 결합된 복합재료(이하, '알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료'로 지칭함)로 형성되어 인장강도가 향상된다.Particularly, the conductor portion 11 according to an embodiment of the present invention includes a composite material in which aluminum (11a in FIG. 2) and a plurality of carbon nanotubes (11b in FIG. 2) Composite material ') and the tensile strength is improved.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도체부(11)의 단면을 나타내는 도면이다.2 is a cross-sectional view of the conductor section 11 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도체부(11)는 알루미늄(11a)과 상기 알루미늄(11a) 내에 분산되어 있는 복수의 탄소 나노튜브(11b)로 형성된다. As shown in FIG. 2, the conductor unit 11 according to an embodiment of the present invention is formed of aluminum 11a and a plurality of carbon nanotubes 11b dispersed in the aluminum 11a.

상기 탄소 나노튜브(11b)는 가공송전선(10)의 기계적 강도와 도전율을 고려하여, 상기 도체부(11)의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다. 탄소 나노튜브(11b)가 도체부(11)의 길이방향을 따라 30°각도를 초과하여 배향된 경우, 알루미늄 기지와 탄소 나노튜브(11b)의 계면이 전류의 진행을 방해하여 전기전도도가 20% 이상 손실되는 위험이 따르므로, 탄소 나노튜브(11b)는 상기 도체부(11)의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다.The carbon nanotubes 11b are oriented at an angle within 30 占 along the longitudinal direction of the conductor section 11 in consideration of mechanical strength and conductivity of the machined transmission line 10. [ When the carbon nanotubes 11b are oriented at an angle of more than 30 degrees along the longitudinal direction of the conductor portion 11, the interface between the aluminum base and the carbon nanotubes 11b interferes with the progress of the electric current, The carbon nanotubes 11b are oriented at an angle of less than 30 degrees along the longitudinal direction of the conductor 11. [

바람직하게, 복수의 탄소 나노튜브(11b) 중에 적어도 80% 이상은 도체부(11)의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다. 구체적으로, 도체부(11)의 길이방향을 따라 30°이내로 형성된 탄소 나노튜브(11b)의 배향 비율이 80% 미만인 경우, 알루미늄 기지와 탄소 나노튜브(11b)의 계면이 부정합을 이루게 되고 상기 부정합된 계면이 초기 인장응력이 걸리는 초기 크랙 발생점으로 작용하여 결과적으로 가공송전선(10)의 전기전도도 및 인장강도의 손실이 커질 위험이 있다. 따라서 복수의 탄소 나노튜브(11b) 중에 적어도 80% 이상은 도체부(11) 의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향되는 것이 바람직하다.Preferably, at least 80% of the plurality of carbon nanotubes 11b are oriented at an angle within 30 [deg.] Along the longitudinal direction of the conductor portion 11. [ Specifically, when the orientation ratio of the carbon nanotubes 11b formed within 30 ° along the longitudinal direction of the conductor portion 11 is less than 80%, the interface between the aluminum base and the carbon nanotubes 11b becomes mismatched, There is a risk that the electrical conductivity and loss of tensile strength of the machined transmission line 10 become large as a result. Therefore, it is preferable that at least 80% or more of the plurality of carbon nanotubes 11b are oriented at an angle of 30 ° or less along the longitudinal direction of the conductor portion 11.

한편, 도체부(11)는 상기 탄소 나노튜브(11b)와 알루미늄(11a)의 중량비에 따라, 전기전도도와 인장강도가 다르다.On the other hand, the conductor portion 11 has different electrical conductivity and tensile strength depending on the weight ratio of the carbon nanotube 11b and the aluminum 11a.

아래의 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 시편들과 순알루미늄으로 제작된 시편에 대해서 전기전도도와 인장강도 실험을 실행하여 확인한 결과값을 나타내는 표이다.Table 1 below is a table showing results obtained by conducting electrical conductivity and tensile strength tests on specimens prepared according to one embodiment of the present invention and specimens made of pure aluminum.


순알루미늄
Pure aluminum
CNT 0.2wt%
CNT 0.2wt%
CNT 0.5wt%
CNT 0.5wt%
CNT 1wt%
CNT 1wt%
CNT 3wt%
CNT 3wt%
CNT 8wt%
CNT 8wt%
전기전도도
(%IACS)
Electrical conductivity
(% IACS)
60
60
57
57
56
56
55
55
47
47
40
40
인장강도
(kgf/mm2)
The tensile strength
(kgf / mm 2 )

18
18
19
19
29
29
45
45
48
48
47
47

표 1을 참조하면, 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비가 0.5wt% ~ 3wt%인 도체부(11)는 순알루미늄 소재로 형성된 종래의 도체부와 비교하여 전기전도도가 크게 하락하지 않으면서, 인장강도가 향상함을 알 수 있다. 그러나 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비가 0.2wt% 이하인 도체부(11)는 인장강도가 19kgf/mm2 이하로 확인되어, 순알루미늄과 대비하여 인장강도의 개선수준이 미약하다. 또한, 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비가 8wt% 이상인 경우에 도체부(11)는 전기전도도가 40% IACS(International Annealed Copper Standard) 이하로 급격하게 떨어질 뿐만 아니라 취성의 급격한 상승으로 인하여 인장강도가 오히려 감소된다.Referring to Table 1, the conductor portion 11 having a weight ratio of the carbon nanotubes 11b to the aluminum (11a) of 0.5 wt% to 3 wt% has a significant decrease in electric conductivity as compared with the conventional conductor portion formed of pure aluminum material , The tensile strength is improved. However, the conductor portion 11 having a weight ratio of the carbon nanotubes 11b to the aluminum (11a) of 0.2 wt% or less has a tensile strength of 19 kgf / mm 2 or less, so that the improvement level of the tensile strength is weak . In addition, when the weight ratio of the carbon nanotubes 11b to the aluminum 11a is 8 wt% or more, the conductor portion 11 not only drops abruptly to an electrical conductivity lower than 40% IACS (International Annealed Copper Standard) The tensile strength is rather reduced.

따라서, 도체부(11)에 형성된 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비는 0.5wt% ~ 3wt%인 것이 바람직하다.Therefore, the weight ratio of the carbon nanotubes 11b to the aluminum 11a formed on the conductor portion 11 is preferably 0.5 wt% to 3 wt%.

도 3은 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비가 1wt%로 제작된 가공송전선의 도체부(11)와 다양한 알루미늄 합금 소재로 제작된 도체부의 물성을 비교한 그래프이다.FIG. 3 is a graph comparing the physical properties of the conductor portion 11 of the machining power transmission line, in which the weight ratio of the carbon nanotubes 11b to the aluminum 11a is 1 wt%, and the conductor portion made of various aluminum alloy materials.

도 3을 통해, 본 발명에 따라 제작된 도체부(11)는 여타의 알루미늄 합금 소재와 비교하여, 도전율은 하락하지만 인장강도가 크게 향상됨을 알 수 있다. 즉, 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비가 1wt%인 도체부(11)는 고강도AL합금선을 제외한 각각의 알루미늄 합금 소재의 도체부와 비교하여, 도전율이 대략 3% ~ 12% 정도로 하락하지만, 인장강도가 대략 70% ~ 150% 정도로 크게 향상됨을 알 수 있다. 또한, 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비가 1wt%인 도체부(11)는 종래의 고강도AL합금선과 비교하여, 도전율이 대략 6% 향상되고 인장강도가 40% 향상됨을 도 3을 통하여 알 수 있다.3, it can be seen that the conductor portion 11 manufactured according to the present invention has a lower electrical conductivity than the other aluminum alloy materials, but has a significantly improved tensile strength. That is, the conductor portion 11 having a weight ratio of 1 wt% of the carbon nanotubes 11b to the aluminum portion 11a has a conductivity of about 3% to 12%, as compared with the conductor portion of each aluminum alloy material except for the high- %, But the tensile strength is remarkably improved to about 70% ~ 150%. The conductor portion 11 in which the weight ratio of the carbon nanotubes 11b to the aluminum 11a is 1 wt% has an improved conductivity of about 6% and a tensile strength of 40% as compared with the conventional high strength AL alloy wire. .

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공송전선(10)은 종래와 가공송전과 비교하여 3% ~ 12% 정도로 도전율이 하락된 대신 인장강도가 대략 70% ~ 150% 정도로 크게 향상된다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공송전선(10)은 종래의 가공송전선과 비교하여, 장거리 설치에 적합할 뿐만 아니라 가공송전선 설치 구간에 보다 적은 수의 철탑을 요구하여 전력 인프라의 초기 설치비용을 절약시키는 이점이 있다.As described above, the machined transmission line 10 according to an embodiment of the present invention has a tensile strength of about 70% to about 150%, which is lower than that of conventional and machined transmissions, at a conductivity of about 3% to 12% . Accordingly, the machined transmission line 10 according to the embodiment of the present invention is not only suitable for long-distance installation, but also requires less number of steel towers during the transmission line installation period than the conventional working transmission line, There is an advantage in cost saving.

한편, 본 발명은 중심 인장선을 구비한 가공송전선에 적용되어, 상기 가공송전선의 기계적강도와 도전율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the present invention can be applied to a working power transmission line having a center tension line, so that the mechanical strength and the conductivity of the working power transmission line can be improved.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 가공송전선(40)의 구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing the configuration of the machined transmission line 40 according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공송전선(40)은 적어도 하나 이상의 도체부(41) 및 중심 인장선(43)을 포함한다. As shown in FIG. 4, the working transmission line 40 according to another embodiment of the present invention includes at least one conductor portion 41 and a center tension line 43.

상기 중심 인장선(43)은 철탑 등에 의해 결합 고정되어, 가공송전선(40) 전체를 지지하는 기능을 수행한다. 상기 중심 인장선(43)은 강심이나 강선으로 형성될 수 있고, 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성될 수도 있다. 상기 중심 인장선(43)이 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성된 경우, 상기 중심 인장선(43)은 가공송전선(40) 전체를 지지하는 기능 이외에 추가적으로 전력을 수송하는 기능을 수행한다. 이 경우, 중심 인장선(43)은 도전율과 인장강도의 향상을 고려하여, 본 발명의 일 실시예와 같이 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비가 0.5wt% ~ 3wt%로 형성되는 것이 바람직하다. The center tension line 43 is fixedly coupled with a steel tower or the like to support the entire machining power transmission line 40. The center tension line 43 may be formed of a steel or a steel wire, or may be formed of an aluminum-carbon nanotube composite material. When the center tension wire 43 is formed of an aluminum-carbon nanotube composite material, the center tension wire 43 performs a function of further transmitting electric power in addition to supporting the entire machining power transmission line 40. In this case, considering the improvement of the conductivity and the tensile strength, the center tensile line 43 is formed such that the weight ratio of the carbon nanotubes 11b to the aluminum 11a is 0.5 wt% to 3 wt% as in the embodiment of the present invention .

상기 도체부(43)는 알루미늄 소재로 형성되어 전력을 수송하는 기능을 수행한다. 상기 도체부(43)는 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성될 수도 있으며, 이 경우 도체부(43)는 전력 수송 기능 이외에 철탑 등에 결합 고정되어 가공송전선(40) 전체를 지지하는 기능을 수행한다. 마찬가지로, 도체부(43)가 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성된 경우, 인장강도와 도전율을 고려하여 본 발명의 일 실시예에서와 같이 알루미늄(11a) 대비 탄소 나노튜브(11b)의 중량비가 0.5wt% ~ 3wt%로 형성되는 것이 바람직하다.The conductor portion 43 is formed of an aluminum material and performs a function of transporting electric power. The conductor portion 43 may be formed of an aluminum-carbon nanotube composite material. In this case, the conductor portion 43 is fixedly coupled to a steel tower or the like in addition to a function of transporting electric power, thereby supporting the entire machining power transmission line 40 . Similarly, when the conductor portion 43 is formed of an aluminum-carbon nanotube composite material, considering the tensile strength and the electric conductivity, the weight ratio of the carbon nanotubes 11b to the aluminum 11a is 0.5 wt% to 3 wt%.

상기 도체부(41) 또는 중심 인장선(43)에 형성된 상기 탄소 나노튜브(11b)는 가공송전선(40)의 기계적 강도와 도전율을 고려하여, 도 2에서와 같이 상기 도체부(41) 또는 중심 인장선(43)의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다. 구체적으로, 상기 탄소 나노튜브(11b)가 도체부(41) 또는 중심 인장선(43)의 길이방향을 기준으로 30°각도를 초과하여 배향된 경우, 알루미늄 기지와 탄소 나노튜브(11b)의 계면이 전류의 진행을 방해하여 전기전도도가 20% 이상 손실되는 위험이 따르므로, 탄소 나노튜브(11b)는 상기 도체부(41) 또는 중심 인장선(43)의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향된다.The carbon nanotubes 11b formed on the conductor portion 41 or the center tensile line 43 may be electrically connected to the conductor portion 41 or the center portion of the conductor portion 41 in consideration of the mechanical strength and the electric conductivity of the working power transmission line 40, And is oriented at an angle within 30 DEG along the longitudinal direction of the tensile line 43. [ Specifically, when the carbon nanotube 11b is oriented at an angle of more than 30 degrees with respect to the longitudinal direction of the conductor portion 41 or the center tensile line 43, the interface between the aluminum base and the carbon nanotube 11b The carbon nanotubes 11b are arranged at an angle of not more than 30 degrees along the length direction of the conductor portion 41 or the center tensile line 43 because there is a risk that the electric conductivity is inhibited from progressing by 20% .

한편, 도체부(41) 또는 중심 인장선(43)의 길이방향을 따라 30°이내로 형성된 탄소 나노튜브(11b)의 배향 비율이 80% 미만인 경우, 알루미늄 기지와 탄소 나노튜브(11b)의 계면이 부정합을 이루게 되고 더불어 상기 부정합된 계면이 초기 인장응력이 걸리는 초기 크랙 발생점으로 작용하여 결과적으로 가공송전선(40) 전체의 전기전도도와 인장강도를 저하시킬 위험이 있다. 따라서, 복수의 탄소 나노튜브(11b) 중에 적어도 80% 이상은 도체부(41) 또는 중심 인장선(43)의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향되는 것이 바람직하다.On the other hand, when the orientation ratio of the carbon nanotubes 11b formed within 30 ° along the longitudinal direction of the conductor portion 41 or the center tensile line 43 is less than 80%, the interface between the aluminum base and the carbon nanotubes 11b The mismatched interface acts as an initial crack initiation point where initial tensile stress is applied and consequently there is a risk that the electrical conductivity and tensile strength of the entire machined transmission line 40 are lowered. Therefore, it is preferable that at least 80% or more of the plurality of carbon nanotubes 11b are oriented at an angle within 30 占 along the longitudinal direction of the conductor portion 41 or the center tensile line 43. [

종래에는 강선이나 강심으로 이루어진 중심 인장선과, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 도체부를 구비한 강심알루미늄연선(ACSR: Aluminum Conductor Steel Reinforced cable) 가공송전선이 일반적인 형태였는데, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공송전선(40)은 중심 인장선(43), 도체부(41) 중 적어도 어느 하나가 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성된다. 이에 따라, 상기 가공송전선(400)은 종래의 강심알루미늄연선 가공송전선과 비교하여 송전용량이 증가되고, 인장강도도 향상된다.Conventionally, an ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced cable) transmission transmission line having a center tension line made of a steel wire or a steel core and a conductor portion made of aluminum or an aluminum alloy has been generally used. At least one of the center tensile line 43 and the conductor portion 41 is formed of an aluminum-carbon nanotube composite material. Accordingly, the transmission line 400 has an increased transmission capacity and a higher tensile strength as compared with the conventional superconducting aluminum stranded transmission line.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공송전선(40)은 강심 또는 강선으로 이루어진 종래의 강심알루미늄연선 가공송전선의 중심 인장선을 탄소 나노튜브-알루미늄 복합재료로 형성된 중심 인장선(43)으로 대체함으로써, 도체부(41) 뿐만 아니라 중심 인장선(43)을 통하여 전력을 수송하고 이에 따라 전체 가공송전선(40)의 송전용량을 증가시킨다. 즉, 본 발명은 도체부(41)와 중심 인장선(43) 모두를 전력 수송 수단으로 이용함으로써, 가공송전선(40)의 전체 송전용량을 증가시키는 이점이 있다.Specifically, in the processed transmission line 40 according to another embodiment of the present invention, the center tensile line of the conventional conductor wire made of a superconducting wire or a steel wire is connected to a center tension line 43 formed of a carbon nanotube-aluminum composite material Thereby transferring power through not only the conductor portion 41 but also the center tension line 43, thereby increasing the transmission capacity of the entire machining power transmission line 40. [ That is, the present invention advantageously increases the overall transmission capacity of the machining power transmission line 40 by using both the conductor portion 41 and the center tension line 43 as electric power transportation means.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공송전선(40)은 알루미늄 합금재료 형성된 종래의 강심알루미늄연선 가공송전선의 도체부를 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성된 도체부(41)로 대체함으로써, 중심 인장선(43) 뿐만 아니라 도체부(41)에 의해서도 철탑에 결합 고정되어 전체 지지력이 상승되는 효과도 있다.In addition, the machined transmission line 40 according to another embodiment of the present invention replaces the conductor portion of the conventional copper-aluminum stranded conductor formed with the aluminum alloy material with the conductor portion 41 formed of the aluminum-carbon nanotube composite material, But also by the conductor portion 41 as well as the line 43, and the overall supporting force is increased.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가공송전선(40)은 도체부(41) 또는 중심인장선(43)이 탄소 나노튜브-알루미늄 복합재료로 형성될 수 있으나, 도체부(41)와 중심 인장선(43) 모두가 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성될 수도 있다. 이렇게 도체부(41)와 중심 인장선(43) 모두가 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성된 경우, 상기 가공송전선(40)은 도체부(41) 및 중심 인장선(43) 모두에 의해 지지되어 지지력이 상승할 뿐만 아니라, 상기 도체부(41) 및 중심 인장선(43) 모두가 전력수송을 담당하게 되므로, 전체 송전용량이 증가된다.The conductor transmission line 40 according to another embodiment of the present invention may be formed of a carbon nanotube-aluminum composite material in which the conductor portion 41 or the center line 43 is formed of the carbon nanotube- 43 may all be formed of an aluminum-carbon nanotube composite material. When both the conductor portion 41 and the center tension line 43 are formed of an aluminum-carbon nanotube composite material, the working transmission line 40 is supported by both the conductor portion 41 and the center tension line 43 Not only the supporting force is increased but also the entire transmission capacity is increased since both the conductor portion 41 and the center tension line 43 are responsible for power transmission.

아울러, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공송전선(40)은 강심 또는 강선 보다 무게가 가벼운 알루미늄-탄소 나노튜브 복합재료로 형성된 중심 인장선(43)을 구비되기 때문에, 종래의 강심알루미늄연선 가공송전선에 비하여 무게가 가벼운 장점도 있다.In addition, since the machined transmission line 40 according to another embodiment of the present invention is provided with the center tension line 43 formed of the aluminum-carbon nanotube composite material which is lighter than the steel wire or the steel wire, There is also the advantage of light weight compared to.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.

10, 40 : 가공송전선 11, 41 : 도체부
11a : 알루미늄 11b : 탄소 나노튜브
43 : 중심 인장선10, 40: machining power transmission line 11, 41:
11a: aluminum 11b: carbon nanotube
43: center tension line

Claims (8)

전력 수송과 케이블 지지 기능을 수행하는 적어도 하나 이상의 도체부를 포함하는 가공송전선에 있어서,
상기 도체부는 알루미늄과 복수 개의 탄소 나노튜브가 결합되어 형성되되, 상기 알루미늄 대비 상기 탄소 나노튜브의 중량비가 0.5 ~ 3wt%이고,
복수의 탄소 나노튜브 중에서 80% 이상은 상기 도체부의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 가공송전선.A machining power transmission line including at least one conductor portion that performs power transmission and a cable support function,
Wherein the conductive portion is formed by combining aluminum and a plurality of carbon nanotubes, wherein the weight ratio of the carbon nanotubes to the aluminum is 0.5 to 3 wt%
Wherein at least 80% of the plurality of carbon nanotubes are oriented at an angle within 30 占 along the longitudinal direction of the conductor. 삭제delete 삭제delete 중심 인장선 및 상기 중심 인장선의 외주면에 연선되는 적어도 하나 이상의 도체부를 포함하는 가공송전선에 있어서,
상기 중심 인장선, 상기 도체부 중 적어도 하나 이상은 알루미늄과 복수 개의 탄소 나노튜브가 결합되어 형성되되, 상기 알루미늄 대비 상기 탄소 나노튜브의 중량비가 0.5 ~ 3wt%이고,
상기 도체부에 형성된 복수의 탄소 나노튜브 중에서 80% 이상은, 상기 도체부의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 가공송전선.And at least one conductor portion twisted around an outer peripheral surface of the center tensile wire,
Wherein at least one of the center tensile line and the conductor portion is formed by bonding aluminum and a plurality of carbon nanotubes, wherein the weight ratio of the carbon nanotubes to the aluminum is 0.5 to 3 wt%
Wherein at least 80% of the plurality of carbon nanotubes formed on the conductor portion are oriented at an angle of 30 degrees or less along the longitudinal direction of the conductor portion. 제 4 항에 있어서,
상기 중심 인장선에 형성된 탄소 나노튜브는 상기 중심 인장선의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향되는 형성되는 것을 특징으로 하는 가공송전선.5. The method of claim 4,
Wherein the carbon nanotubes formed on the center tensile line are formed to be oriented at an angle within 30 占 along the longitudinal direction of the center tensile line. 제 5 항에 있어서,
상기 중심 인장선에 형성된 복수의 탄소 나노튜브 중에서 80% 이상은, 상기 중심 인장선의 길이방향을 따라 30°이내의 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 가공송전선.6. The method of claim 5,
Wherein at least 80% of the plurality of carbon nanotubes formed on the center tensile line are oriented at an angle within 30 占 along the longitudinal direction of the center tensile line. 삭제delete 삭제delete
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