KR101747708B1 - 가공송전선 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR101747708B1
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Abstract

본 발명은 가공송전선에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 일반 가공송전선에 비해 송전량이 향상되는 동시에 외부의 압력, 충격 등으로부터의 스크래치가 억제될 수 있도록 향상된 표면 경도를 갖는 가공송전선에 관한 것이다.

Description

가공송전선 및 이의 제조방법{Overhead transmission line and method for preparing the same}
본 발명은 가공송전선 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 일반 가공송전선에 비해 송전량이 향상되는 동시에 외부의 압력, 충격 등으로부터의 스크래치가 억제될 수 있도록 향상된 표면 경도를 갖는 가공송전선 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
발전소에서 변전소를 통해 대도시나 대형 공장 등에 전기를 공급하는 방법에는 철탑으로 연결되는 가공송전식과 지하에 매설된 케이블을 통하는 지중송전식이 있으며, 이 중 가공송전식이 국내 송전 방식의 약 90%를 차지하고 있다.
도 1은 가공송전식에 사용되는 일반적인 가공송전선의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 가공송전선(1)은 강심으로 보강된 알루미늄 도체, 즉 강심 알루미늄 연선(ACSR; Aluminum Conductor Steel Reinforced)이 주로 사용된다. 강심 알루미늄 연선은 여러가닥의 강선으로 이루어진 강심 외주에 여러 가닥의 알루미늄 도체를 연선한 것이 일반적으로 사용된다.
그러나, 이러한 강심 알루미늄 연선은 알루미늄 도체가 단면이 원형인 환선으로서 도체의 점적율이 낮기 때문에 송전량 및 송전 효율이 낮고, 또한 알루미늄 도체 사이에 공간이 형성되기 쉬워 이러한 공간을 통해 이물질이 삽입되는 등에 의해 강심, 알루미늄 도체 등이 부식되거나 손상되고 송전 효율이 저하되는 문제가 유발될 수 있다.
한편, 강심 알루미늄 연선을 구성하는 알루미늄 도체를 열처리함으로써 알루미늄 도체의 신선 또는 압출 과정에서의 비틀림 등에 의해 알루미늄 조직 내부에 형성되고 상기 도체 내의 전자의 흐름을 방해하는 응력이 집중된 영역을 풀어주어 상기 알루미늄 도체의 전기전도도를 향상시키는 것을 고려해 볼 수 있다.
그러나, 상기 알루미늄 도체는 이의 열처리시 연질화됨으로써 가공송전선(1)의 제조, 이송, 가설 과정에서의 외부의 압력이나 충격에 의한 스크래치에 취약해지고, 이렇게 표면에 상기 스크래치가 형성되는 경우 상기 가공송전선(1)의 운용시 코로나 방전에 의해 고주파 소음을 유발하는 문제가 있다.
따라서, 일반 가공송전선에 비해 송전량이 향상되는 동시에 외부의 압력, 충격 등으로부터의 스크래치가 억제될 수 있도록 향상된 표면 경도를 갖는 가공송전선이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 일반 가공송전선에 비해 송전량이 향상되는 가공송전선 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 외부의 압력, 충격 등으로부터의 스크래치가 억제될 수 있도록 향상된 표면 경도를 갖는 가공송전선 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
복수개의 알루미늄 선재; 및 상기 복수개의 알루미늄 선재가 둘레에 배치되는 중심인장선을 포함하고, 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층이 형성되며, 상기 표면경도 보강층의 두께와 상기 알루미늄 선재의 단면적은 아래 수학식 1의 관계를 만족하는, 가공송전선을 제공한다.
[수학식 1]
(ax-y-b)×(y-3)×(x-c)≤ 0
상기 수학식 1에서,
x는 상기 알루미늄 선재의 단면적이고,
y는 상기 표면경도 보강층의 두께이고,
a는 0.9979이고,
b는 0.1333이고,
c는 50.24이다.
여기서, 상기 복수개의 알루미늄 선재는 연합된 상태에서 상기 가공송전선이 원형의 단면을 갖도록 각각 굴곡된 사다리꼴 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
또한, 상기 알루미늄 선재의 단면적은 3.14 내지 50.24 ㎟인 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
그리고, 상기 표면경도 보강층의 두께는 3 내지 50 ㎛인 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
나아가, 상기 표면경도 보강층은 최외곽에 배치된 알루미늄 선재 각각의 표면 중 상기 가공송전선의 원주를 형성하는 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
그리고, 상기 표면경도 보강층은 아노다이징(anodizing) 처리에 의한 산화알루미늄 피막, 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 도금 피막, 고분자 수지 코팅 또는 이들 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
또한, 상기 표면경도 보강층 위에 고분자 수지가 코팅된 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
한편, 상기 알루미늄 선재는 열처리 전의 인장강도가 15 내지 25 kgf/㎟, 신율이 5% 미만이고, 열처리 후의 인장강도가 9 kgf/㎟ 미만, 신율이 20% 이상인 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
그리고, 상기 복수개의 알루미늄 선재는 내층에 8개 및 외층에 12개가 배치되는 복층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
또한, 상기 중심인장선은 인장강도가 150 내지 250 kgf/㎟인 고탄소 강선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
여기서, 상기 고탄소 강선의 표면이 아연 도금된 것을 특징으로 하는, 가공송전선을 제공한다.
한편, 알루미늄 로드(rod)를 사다리꼴형 다이스에서 컨펌 압출하여 사다리꼴형 알루미늄 선재를 형성하는 단계,
상기 알루미늄 선재가 신선가공에 의해 형성된 경우 300 내지 450℃에서 3 내지 12 시간 동안 열처리하는 단계, 및
알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성하거나 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 도금 피막을 형성하거나 고분자 수지로 코팅함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성한 후 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치하거나; 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치한 후 알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성하거나 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 도금 피막을 형성하거나 고분자 수지로 코팅함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성하는 단계를 포함하는, 가공송전선의 제조방법을 제공한다.
또한, 알루미늄 로드(rod)를 사다리꼴형 다이스에서 신선 가공하여 사다리꼴형 알루미늄 선재를 형성하는 단계,
상기 알루미늄 선재가 신선가공에 의해 형성된 경우 300 내지 450℃에서 3 내지 12 시간 동안 열처리하는 단계, 및
알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성하거나 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 도금 피막을 형성하거나 고분자 수지로 코팅함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성한 후 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치하거나; 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치한 후 알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성하거나 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 도금 피막을 형성하거나 고분자 수지로 코팅함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성하는 단계를 포함하는, 가공송전선의 제조방법을 제공한다.
그리고, 알루미늄 로드(rod)를 사다리꼴형 압연롤러에서 압연 가공하여 사다리꼴형 알루미늄 선재를 형성하는 단계,
상기 알루미늄 선재가 신선가공에 의해 형성된 경우 300 내지 450℃에서 3 내지 12 시간 동안 열처리하는 단계, 및
알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성하거나 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 도금 피막을 형성하거나 고분자 수지로 코팅함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성한 후 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치하거나; 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치한 후 알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성하거나 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 도금 피막을 형성하거나 고분자 수지로 코팅함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성하는 단계를 포함하는, 가공송전선의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 가공송전선은 도체의 점적율을 극대화할 수 있는 알루미늄 선재의 형상 및 구조를 채택하고, 알루미늄 선재의 열처리를 통한 전기전도도 향상에 의해, 송전량 및 송전효율이 극대화되는 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 가공송전선은 송전량 및 송전효율 향상을 위한 열처리를 통해 연질화된 알루미늄 선재가 외부의 압력, 충격 등으로부터의 스크래치에 취약해질 수 있음에도 불구하고 두께가 정밀하게 제어된 별도의 표면경도 강화층의 도입을 통해 상기 스크래치를 억제할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 가공송전식에 사용되는 일반적인 가공송전선의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 가공송전선에 관한 하나의 실시예의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 가공송전선에 관한 도 다른 실시예의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 가공송전선에 관한 하나의 실시예의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 가공송전선에 관한 하나의 실시예의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공송전선은 복수개의 알루미늄 선재(100,100')가 연합된 도체가 복수개의 인장선을 포함하는 중심인장선(200) 둘레에 배치됨으로써 형성될 수 있다.
상기 알루미늄 선재(100,100')는 1050, 1100, 1200 등 1000계 알루미늄으로 이루어질 수 있고, 열처리 전의 인장강도는 약 15 내지 25 kgf/㎟이고 신율은 약 5% 미만이며, 열처리 후의 인장강도는 약 9 kgf/㎟ 미만이고 신율은 약 20% 이상일 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 선재(100,100')는 연합된 상태에서 상기 가공송전선이 원형의 단면을 갖도록 각각 굴곡된 사다리꼴 형상의 단면을 가질 수 있고, 특히 알루미늄 선재(100)와 같이 굴곡된 사다리꼴의 모서리가 라운드된 형상이거나 알루미늄 선재(100')와 같이 굴곡된 사다리꼴의 모서리가 각진 형상일 수 있으며, 종래 단면이 원형인 종래 가공송전선의 알루미늄 선재에 비해 도체의 점적율이 현저히 증가함으로써 가공송전선의 송전량 및 송전효율이 극대화될 수 있다. 예를 들어, 종래 단면이 원형인 알루미늄 선재를 포함하는 도체의 점적율은 약 75%인 반면, 단면이 굴곡된 사다리꼴인 알루미늄 선재를 포함하는 도체의 점적율은 약 95% 이상일 수 있다.
상기 알루미늄 선재(100,100')는 사다리꼴형 다이스를 이용하는 컨펌 압출 또는 신선가공에 의해 단면이 굴곡된 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다. 상기 알루미늄 선재(100,100')는 컨펌 압출에 의해 형성되는 경우 압출 과정에서 자연스럽게 열처리되기 때문에 별도의 열처리가 불필요하나 신선 공정에 의해 형성되는 경우 별도의 열처리가 후속적으로 수행될 수 있다.
상기 알루미늄 선재(100,100')는 컨펌 압출 과정에서 열처리 되거나 신선 후 후속적인 열처리 됨으로써, 압출 또는 신선 과정에서의 비틀림 등에 의해 알루미늄 조직 내부에 형성되고 전자의 흐름을 방해하는 응력이 집중된 영역을 풀어줄 수 있고, 이로써 상기 알루미늄 선재(100,100')의 전기전도도가 향상되고, 결과적으로 상기 가공송전선의 송전량 및 송전효율이 향상될 수 있다.
상기 알루미늄 선재(100,100')의 단면적 및 갯수는 상기 가공송전선의 규격에 따라 적절히 선택될 수 있고, 예를 들어, 상기 알루미늄 선재(100,100')의 단면적은 3.14 내지 50.24 ㎟일 수 있고, 단면이 사다리꼴인 알루미늄 선재(100,100')를 동일한 단면적을 갖고 단면이 원형인 알루미늄 선재로 환산한 경우 상기 환산된 알루미늄 선재의 단면 직경은 2 내지 8 mm일 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 선재(100,100')는 이의 갯수는 예를 들어 12 내지 40개일 수 있고, 바람직하게는 내층에 8개, 외층에 12개가 포함되는 복층 구조를 가질 수 있다.
상기 알루미늄 선재(100,100')는 앞서 기술한 바와 같이 전기전도도 향상을 위해 열처리될 수 있는데, 이렇게 열처리되는 경우 연질화됨으로써 표면이 스크래치에 취약해짐에 따라, 상기 가공송전선의 제조, 운송, 가설 과정에서 외부의 압력이나 충격 등에 의해 상기 알루미늄 선재(100,100')의 표면에 다수의 스크래치가 생성될 수 있으며, 이로써 상기 가공송전선의 운용시 코로나 방전이 발생해 고주파 소음이 유발될 수 있다.
따라서, 상기 알루미늄 선재(100,100')는 표면의 스크래치 생성을 억제하기 위해 표면에 표면경도 보강층이 형성될 수 있다. 본 발명자들은 상기 알루미늄 선재(100,100') 표면의 경도향상에 의한 스크래치 억제를 극대화하는 동시에 상기 가공송전선이 보빈에 권취되는 등 굴곡시에도 상기 표면경도 보강층에 크랙이 발생하지 않도록 상기 표면경도 보강층의 두께를 상기 알루미늄 선재(100,100')의 단면적에 따라 정밀하게 제어함으로써 본 발명을 완성했다.
구체적으로, 상기 알루미늄 선재(100,100')의 표면에 형성되는 표면경도 보강층의 두께(y)와 알루미늄 선재의 단면적(x)은 수학식 1의 관계를 만족할 수 있다.
[수학식 1]
(ax-y-b)×(y-3)×(x-c)≤ 0
상기 수학식 1에서,
x는 상기 알루미늄 선재의 단면적(㎟)이고,
y는 상기 표면경도 보강층의 두께(㎛)이고,
a는 0.9979이고,
b는 0.1333이고,
c는 50.24이다.
상기 표면경도 보강층의 두께(y)가 상기 알루미늄 선재의 단면적(x)과의 관계에서 상기 수학식 1을 만족하도록 정밀하게 제어함으로써 알루미늄 선재의 표면경도를 현저하게 향상시킬 수 있음과 동시에 가공송전선이 굴곡시 표면경도 보강층이 파손되거나 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 표면경도 보강층의 두께(y)는 3 내지 50 ㎛일 수 있으며, 상기 표면경도 보강층의 두께가 3 ㎛ 미만인 경우 상기 알루미늄 선재(100,100')의 표면경도가 충분히 향상될 수 없기 때문에 상기 가공송전선의 제조, 이송, 가설 등의 과정에서 외부의 압력이나 충격 등에 의해 상기 알루미늄 선재(100,100')의 표면에 다수의 스크래치가 생성될 수 있는 반면, 50 ㎛ 초과인 경우 상기 가공송전선이 보빈에 권취되는 등 굴곡시 상기 표면경도 보강층이 국소적으로 파손되거나 크랙이 발생할 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면경도 보강층의 두께는 5 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 ㎛를 초과하고 50 ㎛ 이하일 수 있다.
나아가, 상기 알루미늄 선재(100,100')는 이의 표면에 상기 표면경도 보강층이 형성됨으로써 상기 가공송전선의 인장강도가 추가로 향상되어, 결과적으로 상기 가공송전선의 이도(sag)가 추가로 억제될 수 있다.
상기 표면경도 보강층은 상기 가공송전선을 구성하는 복수개의 알루미늄 선재(100,100') 전체의 표면에 형성될 수 있고, 바람직하게는 상기 복수개의 알루미늄 선재(100,100') 중 최외층에 존재하는 알루미늄 선재(100,100')들 각각의 전체 표면에 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 최외층에 존재하는 알루미늄 선재(100,100')들 각각의 표면 중 상기 가공송전선의 외주를 형성하는 외측 표면에 형성될 수 있다.
상기 표면경도 보강층은 상기 알루미늄 선재(100,100') 표면의 경도를 향상시킴으로써 스크래치 생성을 억제할 수 있다면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 아노다이징(anodizing) 처리에 의해 형성되는 산화알루미늄 피막, 니켈(Ni), 주석(Sn), 구리(Cu) 등의 도금 피막, 고분자 수지의 분무, 함침 등에 의한 고분자 수지 코팅 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 알루미늄 선재(100,100') 표면의 아노다이징 처리방법은 상기 알루미늄 선재(100,100') 표면에 존재하는 유지 등 유기오염물을 제거하는 탈지(cleaning), 상기 알루미늄 선재(100,100') 표면을 깨끗한 물로 세척하는 수세(rinsing), 상기 알루미늄 선재(100,100') 표면에 존재하는 산화알루미늄을 수산화나트륨 등으로 제거하는 에칭(etching), 에칭 후 알루미늄 선재(100,100') 표면에 잔존하는 합금성분을 용해 및 제거하는 디스멋(desmutting), 알루미늄 선재(100,100') 표면을 다시 깨끗한 물로 세척하는 수세(rinsing), 알루미늄 선재(100,100') 표면에 치밀하고 안정된 산화알루미늄 피막을 형성하기 위해 20 내지 40 V의 전압을 인가하면서 수행하는 아노다이징(anodizing), 알루미늄 선재(100,100') 표면을 다시 깨끗한 물로 세척하는 수세(rinsing), 상온에서 에어 건조하는 건조(drying) 등의 공정을 포함할 수 있다.
상기 표면경도 보강층이 아노다이징 처리에 의한 산화알루미늄 피막을 포함하는 경우, 상기 산화알루미늄 피막의 절연특성이 우수하기 때문에 알루미늄 선재(100,100') 사이의 절연효과로 인하여 전력손실이 감소될 수 있고, 상기 산화알루미늄 피막의 높은 복사 특성에 의해 송전 중 발생하는 줄(Joule)열을 신속하게 대기로 방출함으로써 전류용량이 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 표면경도 보강층은 불소수지 등의 고분자 수지에 의해 추가로 코팅될 수 있다. 상기 고분자 수지는 상기 산화알루미늄 피막에 초발수 효과를 부여함으로써, 상기 가공송전선 표면에 대기 중의 먼지나 오염물질이 흡착되거나 겨울철 눈이 쌓이거나 얼음이 생성되는 것을 억제할 수 있다.
상기 표면경도 보강층은 아노다이징 처리에 의한 산화알루미늄 피막과 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 등의 도금 피막을 모두 포함할 수 있다. 상기 표면경도 보강층이 산화알루미늄 피막과 도금 피막을 모두 포함하는 경우, 상기 산화알루미늄 피막은 하부에 배치되고 상기 도금 피막은 상기 산화알루미늄 피막은 상부에 배치될 수 있고, 상기 산화알루미늄 피막과 상기 도금 피막의 두께비는 약 3:1 내지 5:1일 수 있다.
상기 산화알루미늄 피막과 상기 도금 피막의 두께비가 3:1 내지 5:1인 경우, 상대적으로 두껍고 상대적으로 표면경도 향상효과가 우수한 산화알루미늄 피막에 의해 상기 알루미늄 선재(100,100') 표면의 경도를 충분히 향상시킬 수 있는 동시에, 외측에 배치되고 상대적으로 굴곡에 대한 크랙, 파손 등이 발생할 위험이 적은 상기 도금 피막에 의해 상기 가공송전선이 보빈 등에 권취되는 등 굴곡되는 경우 표면경도 보강층의 국소적인 크랙, 파손 등을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 중심인장선(200)은 복수개의 인장선을 포함할 수 있고, 상기 인장선은 고인장 섬유, 강선, 고탄소강선 등을 포함할 수 있다. 상기 인장선은 예를 들어 인장강도가 150 내지 250 kgf/㎟일 수 있고, 갯수는 1 내지 20개일 수 있다. 또한, 상기 중심인장선(200)을 구성하는 복수개의 인장선이 강선, 고탄소강선 등의 금속 소재로 이루어진 경우 이의 부식을 억제하기 위해 각각의 표면이 아연 등에 의해 도금되거나 알루미늄 클래딩(cladding)될 수 있다. 상기 인장선은 알루미늄 클래딩에 의해 표면에 알루미늄 박막층이 형성되는 경우 부식이 억제될 뿐만 아니라, 가공송전선의 저항이 낮아져 송전량이 향상될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 가공송전선의 제조방법은 알루미늄 로드(rod)를 사다리꼴형 다이스에서 컨펌 압출하거나 신선가공하거나 압연가공하여 특정 단면적의 사다리꼴형 알루미늄 선재를 형성하는 단계, 상기 알루미늄 선재가 신선가공이나 압연가공에 의해 형성된 경우 300 내지 450℃에서 3 내지 12 시간 동안 열처리하는 단계, 알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성하거나 니켈(Ni), 주석(Sn) 또는 구리(Cu) 등의 도금 피막을 형성함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성하는 단계, 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치하는 단계 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가공송전선의 제조방법은 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성한 후 상기 표면경도 보강층 위에 불소수지 등의 고분자 수지로 코팅하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 다른 가공송전선의 제조시 굴곡된 사다리꼴형 알루미늄 선재를 컨펌 압출에 의해 형성하는 경우 형성되는 알루미늄 선재의 치수 정밀도가 우수하고 별도의 열처리를 필요로 하지 않는 장점이 있는 반면, 형성되는 알루미늄 선재의 표면 조도가 불량할 수 있고 생산성이 저하될 수 있다는 단점이 있다.
반면, 굴곡된 사다리꼴형 알루미늄 선재를 신선가공에 의해 형성하는 경우 형성되는 알루미늄 선재의 표면 조도가 우수하고 생산성이 향상될 수 있다는 장점이 있는 반면, 형성되는 알루미늄 선재의 치수 정밀도가 불량할 수 있고 전기전도도 향상을 위해 별도의 열처리가 필요하다는 단점이 있다.
[실시예]
1. 제조예
아래 표 1에 기재된 바와 같은 사양으로 실시예 및 비교예 각각에 따른 사다리꼴형 알루미늄 선재를 제조했다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
단면적(㎟) 15.89 15.89 15.89 15.89 15.89 15.89 15.89 15.89
표면경도 보강층 두께
(㎛)		 4.05 8.15 35 50 0 1.16 2.08 62
- 표면경도 보강층은 아노다이징 처리에 의한 산화알루미늄 피막
2. 물성 평가
1) 표면경도 평가
UST(Universal Surface Tester) 장치를 이용하여 실시예 및 비교예의 알루미늄 선재에 대해 일정 하중을 인가하여 영구 변형된 표면 깊이를 측정함으로써 표면경도를 간접적으로 평가했다. 즉, 상기 영구 변형된 표면 깊이가 깊을수록 알루미늄 선재의 표면경도는 낮은 것으로 평가된다. 평가 결과는 아래 표 2에 나타난 바와 같다.
2) 굴곡시 크랙 평가
실시예 1의 알루미늄 선재를 곡률반경 180 mm로 굴곡 후 상기 알루미늄 선재 표면에 폭이 2 ㎛ 이상인 크랙의 발생여부를 육안으로 관찰했다. 평가 결과는 아래 표 2에 나타난 바와 같다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
영구 변형된 표면깊이
(㎛)		 11.7 11.4 6.15 6.04 14.4 13.6 13 6.02
크랙 평가 크랙 없음 - - 크랙
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 알루미늄 선재는 이의 표면에 정밀하게 제어된 두께의 표면경도 보강층이 형성됨으로써 비교예의 알루미늄 선재에 비해 현저히 향상된 표면경도를 보유하는 동시에 굴곡시 표면에 크랙이 발생하지 않는 것으로 확인되었다.
반면, 표면경도 보강층이 없는 비교예 1의 알루미늄 선재 또는 표면경도 보강층의 두께가 본원발명에서의 범위를 벗어나는 비교예 2 및 3의 알루미늄 선재는 표면경도가 현저히 저하된 것으로 확인되었다.
또한, 표면경도 보강층 두께가 본원발명에서의 범위를 벗어나는 비교예 4의 알루미늄 선재는 굴곡시 크랙이 관찰되었다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100 : 알루미늄 선재 200 : 중심인장선

Claims (14)

  1. 열처리 후 연질화되어 인장강도가 9 kgf/㎟ 미만이고 신율이 20% 이상인 복수개의 알루미늄 선재; 및
    상기 복수개의 알루미늄 선재가 둘레에 배치되는 중심인장선을 포함하고,
    상기 알루미늄 선재의 표면에 아노다이징(anodizing) 처리에 의한 산화알루미늄 피막으로 이루어진 표면경도 보강층이 형성되며,
    상기 산화알루미늄 피막의 두께는 3 내지 50 ㎛이며,
    상기 산화알루미늄 피막의 두께와 상기 알루미늄 선재의 단면적은 아래 수학식 1의 관계를 만족하는, 가공송전선.
    [수학식 1]
    (ax-y-b)×(y-3)×(x-c)≤ 0
    상기 수학식 1에서,
    x는 상기 알루미늄 선재의 단면적(㎟)이고,
    y는 상기 산화알루미늄 피막의 두께(㎛)이고,
    a는 0.9979이고,
    b는 0.1333이고,
    c는 50.24이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 알루미늄 선재는 연합된 상태에서 상기 가공송전선이 원형의 단면을 갖도록 각각 굴곡된 사다리꼴 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 가공송전선.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 알루미늄 선재의 단면적은 3.14 내지 50.24 ㎟인 것을 특징으로 하는, 가공송전선.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면경도 보강층은 최외곽에 배치된 알루미늄 선재 각각의 표면 중 상기 가공송전선의 원주를 형성하는 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 가공송전선.
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면경도 보강층 위에 상기 산화알루미늄 피막에 초발수 효과를 부여하는 고분자 수지가 코팅된 것을 특징으로 하는, 가공송전선.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 선재는 열처리 전의 인장강도가 15 내지 25 kgf/㎟, 신율이 5% 미만인 것을 특징으로 하는, 가공송전선.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수개의 알루미늄 선재는 내층에 8개 및 외층에 12개가 배치되는 복층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 가공송전선.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심인장선은 인장강도가 150 내지 250 kgf/㎟인 고탄소 강선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공송전선.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고탄소 강선의 표면이 아연 도금되거나 알루미늄 클래딩(cladding)된 것을 특징으로 하는, 가공송전선.
  12. 알루미늄 로드(rod)를 사다리꼴형 다이스에서 컨펌 압출하여 사다리꼴형 알루미늄 선재를 형성하는 단계,
    상기 알루미늄 선재가 컨펌 압출에 의해 형성된 경우 300 내지 450℃에서 3 내지 12 시간 동안 열처리하는 단계, 및
    알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경보 보강층을 형성한 후 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치하거나; 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치한 후 알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 가공송전선의 제조방법.
  13. 알루미늄 로드(rod)를 사다리꼴형 다이스에서 신선 가공하여 사다리꼴형 알루미늄 선재를 형성하는 단계,
    상기 알루미늄 선재가 신선가공에 의해 형성된 경우 300 내지 450℃에서 3 내지 12 시간 동안 열처리하는 단계, 및
    알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성한 후 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치하거나; 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치한 후 알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 가공송전선의 제조방법.
  14. 알루미늄 로드(rod)를 사다리꼴형 압연롤러에서 압연 가공하여 사다리꼴형 알루미늄 선재를 형성하는 단계,
    상기 알루미늄 선재가 압연 가공에 의해 형성된 경우 300 내지 450℃에서 3 내지 12 시간 동안 열처리하는 단계, 및
    알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성한 후 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치하거나; 중심인장선 둘레에 복수개의 상기 알루미늄 선재를 배치한 후 알루미늄 선재의 표면을 아노다이징 처리하여 산화알루미늄 피막을 형성함으로써 상기 알루미늄 선재의 표면에 표면경도 보강층을 형성하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 가공송전선의 제조방법.
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