KR101756254B1 - 실드를 포함하는 스타-쿼드 케이블 - Google Patents

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로젠버거 호흐프리쿠벤츠테흐닉 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은, 적어도 두 쌍의 전기 전도체(10, 12, 14, 16)를 포함하고, 각각의 전도체(10, 12, 14, 16)는 전기 전도성 물질로 형성된 하나의 와이어(18) 및 와이어(18)를 방사형으로 둘러싸고 전기 절연 물질로 형성된 전도체 시스(sheath)를 포함하고, 전도체(10, 12, 14, 16)는 스타-쿼드 케이블의 단면의 사각형의 모서리에 배치되고, 전도체(10, 12, 14, 16) 쌍은 사각형의 대각선으로 반대인 모서리에 배치되고, 네 개의전도체(10, 12, 14, 16)는 미리 정해진 연선 계수(stranding factor)에 따르는 스타-쿼드 구조에서 서로 트위스트(twist)되고, 전도체(10, 12, 14, 16)의 두 쌍을 둘러싸는 전기 전도성 물질로 형성되는 실드(22)는 외부에서 방사형으로 배치되고, 실드(22)는 개별 실드 코어(23)의 조직(weave)로부터 형성되는 전기 신호를 전송하기 위한 스타-쿼드(star-quad) 케이블에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 하나 이상의 실드 와이어(23) 또는 하나 이상의 실드 와이어의 다발은 전도체(10, 12, 14, 16)를 방사형으로 둘러싸는 방식으로 연선되고, 연선된 실드 와이어(23)의 적어도 하나 또는 실드 와이어의 다발은 전도체(10, 12, 14, 16)의 와이어(18)에 실질적으로 평행한 축 방향으로 연장된다.

Description

실드를 포함하는 스타-쿼드 케이블{STAR-QUAD CABLE HAVING A SHIELD}
본 발명은, 청구항 1 에 기재된 바와 같이, 적어도 두 쌍의 전기 전도체, 및 외부에서 방사형으로(radially) 두 쌍의 전기 전도체를 둘러싸고, 전기 전도성 물질로 형성된 실드를 포함하고, 각각의 전도체는 전기 전도성 물질로 형성된 코어 및 코어를 방사형 위치에서 둘러싸고 전기 절연 물질로 형성된 전도체 시스(sheath)를 포함하고, 전도체는 스타-쿼드 케이블의 단면의 사각형의 모서리에 배치되고, 전도체는 사각형의 대각선 상으로 반대의 모서리에 배치된 쌍을 형성하고, 미리 정해진 연입 계수(lay factor)에 따르는 스타-쿼드 구조에서 네 개의 전도체는 함께 한 번에 트위스트(twist)되고, 실드는 개별 실드 코어의 메시(mesh)로부터 형성되는, 전기 신호를 전송하기 위한 스타-쿼드(star-quad) 케이블에 관한 것이다.
"스타-쿼드"로 지칭되는 것은, 예를 들어 구리 코어를 갖는 전도체에 관한 레이-업(lay-up) 용어이다. 전도체의 쌍들을 형성하는 네 개의 전도체는 함께 트위스트된 후, 십자형 구성에서 레이 업된(laid up) 두 개의 트윈(twin) 전도체를 형성한다. 서로 반대에 위치한 두 개의 전도체는 한 쌍을 형성하고, 각각의 쌍에서 전기 신호가 각각 전송된다. 즉, 네 개의 전도체는 스타-쿼드의 단면의 사각형의 모서리에 배치되어, 쌍을 형성하는 전도체가 대각선으로 반대인 모서리에 배치된다. 따라서, 전도체의 쌍은 서로 수직으로 위치하게 되고, 바람직하게 이것은 한 쌍으로부터 다른 쌍까지의 혼선을 크게 감쇠시킨다.
스타-쿼드 케이블은 대칭적인 케이블 중 하나이다. 이러한 케이블에서, 네 개의 전도체는 십자형으로 함께 트위스트된다. 이것이 의미하는 것은 서로 반대 위치에 위치하는 전도체는 전도체의 각각의 쌍을 형성한다는 것이다. 전도체의 쌍들은 서로 수직으로 위치하기 때문에, 혼선의 수준은 매우 낮다. 서로에 대한 전도체의 위치에 의해 제공되는 기계적인 강화에 더불어, 스타-쿼드 레이-업의 다른 이점은, 트위스트된 쌍보다 높은 패킹 밀도이다.
트위스트로 인해, 전도체, 즉, 개별 코어는 케이블 자체보다 길다. 소위 연입 계수는 케이블 길이에 대한 개별 전도체 길이의 비율이다. 예를 들어, 전기 통신 케이블의 경우에, 연입 계수는 약 1.02 내지 1.04이다. 연입 계수는 함께 트위스트된 전도체의 나선 구조의 결과인 피치(pitch) 또는 리드(lead)와 상관관계가 있다. 쓰레드(thread)의 경우에, 피치 또는 리드는 쓰레드된 그루브(threaded groove) 사이의 축 방향 거리를 말한다.
본 발명의 목적은 전기 신호를 전송하기 위한 전기적 특성에 관해 상술한 종류의 스타-쿼드 케이블을 향상시키는 것이다.
상기 목적은 청구항 1에 기재된 특징을 갖는 본 발명에 따른 상술한 종류의 스타-쿼드 케이블에 의해 달성된다. 본 발명의 이로운 실시예는 다른 청구항에 기재되어 있다.
상술한 종류의 스타-쿼드 케이블에서, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 실드 코어 또는 적어도 한 다발의 실드 코어가 방사형 위치에서 전도체를 둘러싸도록 트위스트되고, 트위스트된 실드 코어의 적어도 하나 또는 실드 코어의 적어도 한 다발이 축 방향으로 전도체의 각각의 코어(18)에 평행하게 연장되도록 한다.
이것은 스타-쿼드 케이블의 전기적 속성의 상응하는 개선과 함께 전기 실드 전류의 전도성에 대한 개선을 달성하는 이점을 가진다.
스타-쿼드 케이블의 전기적 속성, 즉, 특성 전송 커브(characteristic transmission curve)를 더 개선시키기 위해, 적어도 네 개의 실드 코어 또는 적어도 네 다발의 실드 코어를 방사형 위치에서 전도체를 둘러싸도록 트위스트하고, 트위스트된 실드 코어의 적어도 하나 또는 실드 코어의 적어도 한 다발이 축 방향으로 전도체의 각각의 코어에 평행하게 연장되도록 한다.
스타-쿼드 케이블 상에 구부러지고 비틀리는 스트레스가 있는 경우라도, 전도체의 특정 코어를 따라 그와 함께 평행하게 실드 코어 또는 실드 코어의 다발을 가이드하는 특히 신뢰성있는 방법은. 실드 코어 또는 실드 코어의 다발을 전도체의 연입 계수에 대응하는 연입 계수에 따라 트위스트함에 따라 달성된다.
각각의 코어에 연관된 실드 전류의 특히 양호한 전도성은. 일측의 실드 코어 또는 실드 코어의 다발과 타측의 특정 코어가 축 방향으로 서로 평행하게 연장되도록 하고, 실드 코어 또는 실드 코어의 다발과 코어가 케이블의 단면을 따르는 모든 포인트에서의 사각형의 동일한 대각선 상에 위치하고, 실드 코어 또는 실드 코어의 다발이 사각형으로부터 떨어진 코어의 측면에 배치되도록 함으로써 달성된다.
동시에, 낮은 제조 비용과 양호한 전기 전도성은 코어를 구리로 형성함으로써 달성된다.
실드에 기계적으로 영향을 미치는 구부러지고 비틀리는 스트레스가 있는 경우라도, 스타-쿼드 케이블이 그것의 전송 속성을 유지하는 동안 스타-쿼드 케이블의 전송 속성의 상응하는 개선 및 실드 전류의 감소는 전기 절연 물질로 형성된 추가적인 절연체 시스를 전도체와 실드 사이에 배치함으로써 달성된다. 외부의 절연 시스가 잘라져 열리는 경우 코어가 손상될 위험이 적기 때문에, 스타-쿼드 케이블의 모든 시프트-인-포지션 현상(shift-in-position phenomena)을 피할 수 있고, 스타-쿼드 케이블의 절연을 제거하는 것을 단순화할 수 있다. 이 뿐만 아니라, 추가적인 절연체 시스는 코어 전도체의 시스 상에 방사형 프리-로딩(radial pre-loading)을 가하여, 구부러지고 비틀리는 스트레스 하에서의 스타-쿼드 구성의 기계적 강성을 증가시킨다.
추가적인 전기 보상 전류가 실드 내에 흐를 수 있도록 함에 의한 스타-쿼드 케이블의 특성 전송 커브의 추가적인 개선은, 실드 상에 실드에 전기적으로 전도성인 접속을 하는 제2 실드를 외부에서 방사형으로 배치함으로써 달성된다. 실드 코어와 연관된 전도체가 서로 정확하게 평행하도록 연장되지 않게 되도록 하는 제조 공차가 있을 수 있고, 보상 전류는 이러한 공차들이 보상될 수 있도록 한다.
제2 실드의 특히 큰 영역을 걸치는 보상 전류의 전도성은 제2 실드를 전기 전도성 물질로 형성된 포일(foil) 또는 시스로 형성함에 의해 달성된다.
제2 실드에도 불구하고 스타-쿼드 케이블이 그것의 유연성을 유지하도록 하는 특히 양호한 방법은 제2 실드를 개별 제2 실드 코어의 메시로 형성함에 의해 달성된다.
방사형으로 내부에 위치한 실드의 코어와 제2 실드의 제2 코어 사이의 전기적 접촉의 다수의 포인트는 실드의 코어에 대해 반대 방향으로, 특히 실드의 코어의 연입 계수에 대응하는 연입 계수에 따라, 제2 실드 코어를 트위스트함에 의해 얻어진다.
본 발명은 이하 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블의 예시적인 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스타-쿼드 케이블의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 3은 전기장의 분포를 그래픽으로 나타낸 종래의 스타-쿼드 케이블의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 4는 전기장의 분포를 그래픽으로 나타낸 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 3에 도시된 종래의 스타-쿼드 케이블에 대한 전기 신호의 전송을 주파수의 함수로서 그래픽으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블에 대한 전기 신호의 전송을 주파수의 함수로서 그래픽으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 스타-쿼드 케이블의 예시적인 실시예의 함께 트위스트된 전도체와 실드 코어를 간략하게 나타낸 개략도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블의 바람직한 실시예는 네 개의 전도체(10, 12, 14, 16)를 포함하고, 각각의 전도체(10, 12, 14, 16)는 전기 전도성 물질로 형성된 코어(18) 및 전기 절연 물질로 형성된 전도체 시스(20)를 포함한다. 전도체(10, 12, 14, 16)는 스타-쿼드 레이아웃으로 함께 트위스트된다. 즉, 전도체(10, 12, 14, 16)는 스타-쿼드 케이블의 단면을 따르는 임의의 특정 포인트에서 사각형(17)의 모서리에 위치한다. 사각형(17)의 각각의 대각선(19) 상에 서로 반대에 위치라는 전도체(10, 12)와 전도체(14, 16)는 쌍을 형성한다. 즉, 전도체(10, 12)는 전도체의 제1 쌍 또는 제1 전도체 쌍(12, 14)을 형성하거나, 전도체(14, 16)는 전도체의 제2 쌍 또는 제2 전도체 쌍(14, 16)을 형성한다. 전도체(10, 12, 14, 16)의 트위스트는, 대응되는 피치 또는 리드 또는 마디 길이(lay length)(s)를 생성하는, 미리 정해진 연입 계수에 따라 수행된다. 본 실시예에서, 마디 길이(s)는 전도체(10, 12, 14, 16)이 스타-쿼드 케이블의 길이방향 축을 따라 한 번 나선형으로 완전히 회전하는 축 방향 거리이다. 도 2에 도시된 것은 x-축(40)과 y-축(42)을 갖는 좌표 계이다. 좌표 계(40, 42)는 좌표 계(40, 42)의 원점(44)이 정확하게 스타-쿼드 케이블의 길이방향 축 상에 위치하도록 배치되어, 상기 길이방향 축이 좌표 계(40, 42)에 대한 공간에서 z 방향을 형성하도록 한다.
신호 전송에 있어서, 제1 신호는 제1 전도체 쌍(10, 12)에 의해 전송되고, 제2 신호는 제2 전도체 쌍(14, 16)에 의해 전송된다. 상술한 바와 같은 스타-쿼드 레이아웃에서 서로에 대해 상대적인 전도체(10, 12, 14, 16)의 공간상 배치에 의해, 그리고 제1 및 제2 신호 사이의 위상 편이를 야기함으로써 알려진 방법으로 전도체 쌍(10, 12)과 전도체 쌍(14, 16) 사이의 혼선을 크게 감쇠시킨다. 차동 모드(differential mode)로서 참조되는 것에 있어서, 전도체 쌍(10, 12)과 전도체 쌍(14, 16) 상의 신호는 180°의 위상 편이를 가진다.
외부에서 방사형으로(radially) 트위스트된 전도체(10, 12, 14, 16)를 둘러싸도록 배치된 것은, 이산적인, 즉, 개별의 실드 코어(23)로부터 형성된 실드(22)이다. 외부에서 방사형으로, 전기 절연 물질로 형성된 시스(25)가 전도체(10, 12, 14, 16) 및 실드(22)를 포함하는 전 어셈블리를 둘러싼다. 일측의 트위스트된 전도체 쌍(10, 12) 및 전도체 쌍(14, 16)과 타측의 실드(22) 사이에는 전기 절연 물질로 형성된 추가적인 절연체 시스(24)가 배치된다. 이것은 일측의 전도체(10, 12, 14, 16)의 코어(18)와 타측의 실드(22) 사이에 방사형 방향으로 추가적인 공간 상의 거리를 형성한다. 이와 따라 달성되는 효과는 도 3 및 도 4를 참조하여 후술할 것이다.
도 3에 도시된 것은 각각의 코어(18) 및 전도체 시스(20)를 포함하는 전도체(10, 12, 14, 16)를 포함하고, 실드(22)를 포함하는 종래의 스타-쿼드 케이블의 단면을 나타낸 개략도이다. 외부에서 방사형으로, 실드(22)는 이 경우에 전도체(10, 12, 14, 16)의 전도체 시스(20)에 직접 맞닿아 있고, 이에 따라 코어(18)와 실드(22) 사이에 방사형으로 최소인 거리를 형성한다. 화살표는 적절한 전기 신호가 전도체(10, 12, 14, 16)를 따라 전송되는 경우의 전기장의 분포를 나타내고, 강한 전기장을 나타내는 화살표는 크게 도시되어 있다. 도 3으로부터, 강한 전기장이 제2 전도체 쌍(14, 16)의 코어(18)와 실드(22) 사이에 형성되어 있음을 알 수 있다. 이것은 실드(22)를 따라 상응하는 높은 전기 전류가 존재함을 나타내며, 이것은 이하에서 "실드 전류"로 표현할 것이다. 높은 실드 전류는 스타-쿼드 케이블의 전기적 속성, 즉, 특성 전송 커브에 주요한 영향을 미치는 실드(22) 상에 작용하는 모든 인자들을 야기한다. 이러한 방법으로, 예를 들어, 실드(22)의 기계적 변형 또는 심지어 실드(22)의 손상을 야기하는 스타-쿼드 케이블 상의 구부러지고 비틀리는 스트레스는, 스타-쿼드 케이블의 코어(18)가 기계적 변형 또는 손상에 의해 영향 받지 않을 수 있는 경우라 할지라도, 스타-쿼드 케이블의 전기적 특성, 즉, 특성 전송 커브의 심각한 저하를 야기한다. 또한, 실드(22)는 대개 개별 실드 코어의 메시에 의해 형성되고, 예를 들면, 코어(18)를 따라가기 위해, 실드 전류는 하나의 실드 코어(23)로부터 실드 코어(23)이 접촉하는 포인트의 다른 실드 코어까지 걸쳐 변화해야 한다. 만일, 충분한 시간이 지나, 이러한 접촉 포인트들이 노화되면, 노화에 관련된 기계적 저하가 코어(18) 자체에서 발생하지 않는 경우라 할지라도, 전 스타-쿼드 케이블에 의해 실드 전류의 흐름에 대한 상응하는 장애 및 이에 따른 전기 전류의 전송에 대한 상응하는 저하가 발생한다.
도 4는 본 발명에 따라 추가적인 절연체 시스(24)를 갖도록 설계된 스타-쿼드 케이블에 대한 전기장의 분포를 나타낸 도 3과 유사한 도면이다. 이 경우에, 추가적인 절연체 시스(24)가 일측의 전도체(10, 12, 14, 16) 및 타측의 실드(22) 사이에 배치되기 때문에, 실드(22)는 도 3에 도시된 스타-쿼드 케이블의 종래의 실시예에서보다 코어(18)로부터 방사형으로 더 먼 거리에 있다. 전기장이 이제 전도체(10, 12, 14, 16) 사이에 집중되는 것은 도 4로부터 명백하다. 이것은, 신호가 전송될 때, 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블에서 발생되는 실드 전류가 현저하게 거의 없음을 의미한다. 이것은, 본 발명에 따라 설계된 스타-쿼드 케이블에서, 신호 전송에 관한 스타-쿼드 케이블의 전기적 속성에 대한 도 3과 관련하여 상술한 실드(22)의 저하로 인한 효과가 더 적도록 한다. 저하는 예를 들어 스타-쿼드 케이블에서 유용한 신호에 대한 감쇠가 증가하는 것이다. 실드(22)가 손상되거나 노화된 경우라도, 스타-쿼드 케이블의 전송 속성에 대한 부작용은 현저하게 낮아진다. 다시 말해서, 전기 신호에 대한 스타-쿼드 케이블의 전송 속성에 관련하여, 본 발명에 따라 설계된 스타-쿼드 케이블은 실드(22)의 손상 또는 노화에 대한 저항성이 상당히 더 크다.
도 5 및 도 6 각각에서, 수평 축(26)을 따라 GHz 단위의 주파수가 표시되고, 수직 축(28)을 따라 전기 신호에 대한 dB 단위의 전송이 표시되어 있다. 도 5의 제1 커브(30)는 공통 모드 신호 전송(전도체 쌍(10, 12)과 전도체 쌍(14, 16)의 신호 사이에 위상 변이가 없는 경우)에 대한 주파수(26)의 함수로서의 전송(28)을 나타내고, 도 5의 제2 커브(32)는 차동 모드 신호 전송(전도체 쌍(10, 12)과 전도체 쌍(14, 16)의 신호 사이에 위상 변이가 있는 경우)에 대한 주파수(26)의 함수로서의 전송(28)을 나타내며, 각각의 경우는 도 3에 도시된 바와 같은 종래의 스타-쿼드 케이블에 대한 것이다. 도 6의 제3 커브(34)는 공통 모드 신호 전송(전도체 쌍(10, 12)과 전도체 쌍(14, 16)의 신호 사이에 위상 변이가 없는 경우)에 대한 주파수(26)의 함수로서의 전송(28)을 나타내고, 도 6의 제4 커브(36)는 차동 모드 신호 전송(전도체 쌍(10, 12)과 전도체 쌍(14, 16)의 신호 사이에 위상 변이가 있는 경우)에 대한 주파수(26)의 함수로서의 전송(28)을 나타내며, 각각의 경우는 도4에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블에 대한 것이다. 커브(30, 32, 34, 36)은 도 3 및 도 4에 도시된 구성의 각각의 시뮬레이션으로부터 획득된 것이다.
도 5의 제2 커브(32)로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 스타-쿼드 케이블에서 전송에서의 딥(dip)은 차동 모드 전송에서 2.9 GHz 부근에서 발생된다. 도 6의 제4 커브(26)로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 딥은 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블에서 더 이상 존재하지 않는다. 이러한 시뮬레이션 결과는, 전기 신호를 전송하는 경우 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블의 전기적 속성의 눈에 띄고 예기치 못한 개선을 인상적으로 보여준다. 이 경우에, 이러한 개선은 실드에 어떤 손상 또는 노화가 있기 전이라도 존재한다.
전기 신호에 대한 스타-쿼드 케이블의 전기적 속성 또는 전송 특성에서의 상당한 개선은, 본 발명에 따르면, 적어도 개별 실드 코어(23)가 전도체(10, 12, 14, 16)의 각각을 그것과 함께 평행하게 따르도록 한다는 점에 의해 달성된다. 다시 말해서, 적어도 개별 실드 코어(23)는 전도체(10, 12, 14, 16)와 동일한 마디 길이(s) 또는 동일한 연입 계수에 따라 트위스트된다. 이것은 도 7에서 실드 코어(23a)에 대해 예시적으로 도시되어 있다. 또한, 마디 길이(s)(46)가 도 7에 도시되어 있다. 트위스트로 인해, 실드 코어(23a)는 방사형 위치에서 전도체(10, 12, 14, 16) 주위를 나선형으로 회전하여, 실드 코어(23a)는 전도체(14)에 평행하게 연장된다. 실드 코어(23a)와 전도체(14) 사이의 정확한 상대적 배치는 도 2로부터 알 수 있다. 실드 코어(23a)는 전도체(10, 12, 14, 16) 주위를 회전하여, 전도체(14) 및 실드 코어(23a)는 스타-쿼드 케이블의 단면을 따르는 임의의 포인트에서 공통된 대각선 상에 위치하고, 실드 코어(23a)는 사각형(17)로부터 떨어진 전도체(14)의 측면에 배치된다. 실드 코어(23a)는 이러한 방식으로 위치하기 때문에, 전도체(14)와 연관된 실드 전류는, 다른 실드 코어(23)으로의 별다른 변이가 없이 전도체(14)를 따라갈 수 있다. 하나의 실드 코어(23)로부터 다른 실드 코어로의 실드 전류의 변이를 방지하는 것은 실드(22)를 따르는 실드 전류의 전기 전도성을 향상시키고, 이에 따라 전기 신호를 전송하기 위한 스타-쿼드 케이블의 전기적 속성, 즉, 특성 전송 커브의 전반적인 향상을 도모할 수 있다. 특정 결과에서는, 예를 들어, 본 발명에 따른 스타-쿼드 케이블에 의해 전송되는 유용한 전기 신호의 낮은 감쇠를 나타낸다.
사각형(17)의 일측의 길이(a)(48)는 예를 들어 0.83 mm이다. 이러한 일측의 길이(a)는 두 개의 인접한 전도체(10, 12, 14, 16)의 중심 사이의 거리에 대응한다. 스타-쿼드 케이블의 길이방향 축을 z방향으로서 갖는 좌표 계(40, 42)에서, n 번째 코어에 대한 위치 벡터
Figure 112013103827728-pct00001
는 다음과 같다. 여기서, n = [1…4]이고, z 방향에 대한 자유 파라미터 t = [0…1]이고, 마디 길이(s)에 대해,
Figure 112013103827728-pct00002
이다.
스타-쿼드 케이블의 길이방향 축을 z 방향으로서 갖는 좌표 계(40, 42)에서, nShield 번째 스크린 코어(23) 또는 코어(23a)에 대한 대응하는 위치 벡터
Figure 112013103827728-pct00003
는 다음과 같다. 여기서, z 방향에 대한 자유 파라미터 t = [0…1]이고, 마디 길이(s)에 대해,
Figure 112013103827728-pct00004
이고,
여기서, dShield 는 실드 코어(23, 23a)의 지름(50)이고, nShield = [1…NShield]이고, NShield 는 실드 코어의 총 개수이고,
Figure 112013103827728-pct00005
는 원점(44)을 기준으로, 연관된 전도체(실시예에 도시된 전도체(14))가 위치하는 대각선(19)과 특정 실드 코어(23)가 위치하는 직선(60) 사이의 각도(52)이다. 실드 코어(23a)에 대해, 예를 들어,
Figure 112013103827728-pct00006
이다.
Figure 112013103827728-pct00007
를 대입하면,
Figure 112013103827728-pct00008
이다.
실드 코어(23a)가 전도체(14)와 연관된 실드 전류를 수송하기에 바람직하다고 할지라도, 전도체(14)로부터의 이러한 실드 전류는 필요에 따라 실드 코어(23a)에 인접한 두 실드 코어(23) 중 하나에 의해 수송될 수도 있다. 따라서, 실드 코어(23a)는 구부러지거나 비틀리는 스트레스로 인해 손상되더라도, 다른 실드 코어(23)으로의 변화를 일으키지 않고, 실드 전류는 여전히 전도체(14)와 실질적으로 평행한 실드 코어(23a)를 따라 실드(22)를 통해 흐를 수 있다.
마디 길이(s)(46)는 예를 들어 40 mm이다. 실드(22)의 반경(54)은 예를 들어 rShield = 1.5 mm이다. 코어(18)의 지름(56)은 예를 들어 dCore = 0.48 mm이다. 전도체 시스(20)의 지름(58)은 예를 들어 dCore insul . = a = 0.83 mm이다. 실드 코어(23, 23a)의 지름(50)은 예를 들어 dShield = 0.1 mm이다.
선택적으로, 전기 전도성 물질로 형성된 제2 실드(도시되지 않음)가 실드(22) 외부에서 방사형으로 추가적으로 배치될 수 있다. 이에 따라 제2 실드는, 내부에서 방사형으로 위치한 제2 실드의 측면에서, 실드(22)에 전기적으로 전도성인 접속을 하고, 이에 따라 전기 보상 전류는 제2 실드를 통해 흐를 수 있다. 이러한 방법으로, 예를 들어, 실드 코어(23a)가 연관된 전도체(14)(도 2 참조)에 정확하게 평행하도록 연장되지 않게 되는 것과 같은 제조 공차는 전류를 보상함으로써 필요에 따라 보상될 수 있다. 실드(22)에 대한 노화 현상 또는 손상 또한, 제2 실드를 통해 흐르는 전류를 보상함으로써 유사한 방식으로 보상될 수 있다.
10, 12, 14, 16: 전도체 18: 코어
20: 시스 22: 실드
23: 실드 코어 24: 절연체 시스
25: 시스

Claims (16)

  1. 전기 신호를 전송하기 위한 스타-쿼드(star-quad) 케이블로서,
    적어도 두 쌍의 전기 전도체(10, 12, 14, 16); 및
    외부에서 방사형으로(radially) 상기 적어도 두 쌍의 전기 전도체(10, 12, 14, 16)를 둘러싸고, 전기 전도성 물질로 형성된 실드(22)를 포함하고,
    각각의 전도체(10, 12, 14, 16)는 전기 전도성 물질로 형성된 코어(18) 및 상기 코어(18)를 방사형 위치에서 둘러싸고 전기 절연 물질로 형성된 전도체 시스(sheath)(20)를 포함하고, 상기 전도체(10, 12, 14, 16)는 상기 스타-쿼드 케이블의 단면의 사각형의 모서리에 배치되고, 상기 전도체(10, 12, 14, 16)는 상기 사각형의 대각선 상으로 반대의 모서리에 배치된 쌍을 형성하고, 미리 정해진 연입 계수(lay factor)에 따르는 스타-쿼드 구조에서 네 개의 전도체(10, 12, 14, 16)는 함께 한 번에 트위스트(twist)되고,
    상기 실드(22)는 개별 실드 코어의 메시(mesh)로부터 형성되고,적어도 하나의 실드 코어 또는 실드 코어들의 적어도 한 다발의 실드 코어는 방사형 위치에서 상기 전도체(10, 12, 14, 16)를 둘러싸도록 트위스트되고, 상기 트위스트된 실드 코어의 적어도 하나 또는 상기 실드 코어들의 적어도 한 다발은 축 방향으로 전도체(10, 12, 14, 16)의 각각의 코어(18)에 실질적으로 평행하게 연장되고,
    적어도 하나의 실드 코어 또는 실드 코어들의 적어도 한 다발과 각각의 코어(18)는 축 방향으로 서로 평행하게 연장되고, 상기 적어도 하나의 실드 코어 또는 상기 실드 코어들의 적어도 한 다발과 상기 각각의 코어(18)는 상기 스타-쿼드 케이블의 단면을 따르는 모든 포인트에서의 상기 사각형의 동일한 대각선 상에 위치하고, 상기 적어도 하나의 실드 코어 또는 상기 실드 코어들의 적어도 한 다발은 상기 사각형으로부터 떨어진 상기 각각의 코어(18)의 측면에 배치되는 스타-쿼드 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 네 개의 실드 코어 또는 적어도 네 다발의 실드 코어는 방사형 위치에서 상기 전도체(10, 12, 14, 16)를 둘러싸도록 트위스트되고, 상기 트위스트된 실드 코어의 적어도 하나 또는 상기 실드 코어의 적어도 한 다발은 축 방향으로 전도체(10, 12, 14, 16)의 각각의 코어(18)에 평행하게 연장되는 스타-쿼드 케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 실드 코어 또는 상기 실드 코어들의 적어도 한 다발은 상기 전도체(10, 12, 14, 16)의 연입 계수에 대응하는 연입 계수에 따라 트위스트되는 스타-쿼드 케이블.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코어(18)는 구리로 형성된 스타-쿼드 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    전기 절연 물질로 형성된 추가적인 절연체 시스(24)가 상기 전도체(10, 12, 14, 16)와 상기 실드(22) 사이에 배치되는 스타-쿼드 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실드(22)에 전기적으로 전도성인 접속을 하는 제2 실드는 상기 실드(22) 외부에서 방사형으로 배치되는 스타-쿼드 케이블.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 실드는 전기 전도성 물질로 형성된 포일(foil) 또는 시스의 형태를 포함하는 스타-쿼드 케이블.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 실드는 개별 제2 실드 코어의 메시로부터 형성되는 스타-쿼드 케이블.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 실드 코어는 상기 실드(22)의 상기 코어에 대해 반대 방향으로 트위스트된 스타-쿼드 케이블.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 실드 코어는 상기 실드의 상기 코어의 연입 계수에 대응하는 연입 계수에 따라 트위스트되는 스타-쿼드 케이블.
  11. 제3항에 있어서,
    전기 절연 물질로 형성된 추가적인 절연체 시스(24)가 상기 전도체(10, 12, 14, 16)와 상기 실드(22) 사이에 배치되는 스타-쿼드 케이블.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 실드(22)에 전기적으로 전도성인 접속을 하는 제2 실드는 상기 실드(22) 외부에서 방사형으로 배치되는 스타-쿼드 케이블.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제2 실드는 전기 전도성 물질로 형성된 포일(foil) 또는 시스의 형태를 포함하는 스타-쿼드 케이블.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 실드는 개별 제2 실드 코어의 메시로부터 형성되는 스타-쿼드 케이블.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 실드 코어는 상기 실드(22)의 상기 코어에 대해 반대 방향으로 트위스트된 스타-쿼드 케이블.
  16. 제15항에 있어서,상기 제2 실드 코어는 상기 실드의 상기 코어의 연입 계수에 대응하는 연입 계수에 따라 트위스트되는 스타-쿼드 케이블.
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