KR101796270B1 - 옥외용 비접촉식 커플러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대전력을 송,배전하는 옥외용 전력선에 사용되며 외부환경에 노출되더라도 내구성과 통신특성을 유지하도록 하는 옥외용 전력선 통신용 비접촉식 커플러에 관한 것이다.
본 발명에 따른 옥외용 비접촉식 커플러는, 각각 반원통 형상의 상부하우징과 하부하우징이 힌지부에 의해 개방 및 폐쇄 가능하도록 구성되고 폐쇄된 경우 내부에 형성된 중공부에 길이방향으로 삽입된 전력선을 비접촉식으로 감싸도록 원통형상으로 구현되며, 상기 상부하우징의 일부분에 상기 폐쇄된 상부하우징과 하부하우징의 결합을 고정하도록 하는 고정결합부가 형성되며, 상기 상부하우징 및 하부하우징의 내부에는 각각 상기 상부하우징 및 하부하우징의 형상에 대응되도록 다수의 반원통 형상의 상부자기코어 및 하부자기코어가 적층되고, 상기 하부하우징의 일부분에는 상기 하부하우징의 내부와 관통되는 홀이 형성되어 상기 홀을 통해 코일이 삽입되어 상기 적층된 하부자기코어에 권선되며, 상기 권선된 코일을 통해 상기 전력선의 상용주파수에 통신신호를 실어 주거나 전력선의 상용주파수를 통해 전달되는 신호를 추출한다.

Description

옥외용 비접촉식 커플러{OUTDOOR NON-CONTACT COUPLER}
본 발명은 옥외용 비접촉식 커플러에 관한 것으로서, 특히 대전력을 송,배전하는 옥외용 전력선에 사용되며 옥외의 외부환경에 노출되더라도 내구성과 통신특성을 유지하도록 하는 옥외용 전력선 통신용 비접촉식 커플러에 관한 것이다.
일반적으로, 전력선 통신(Power Line Communication: PLC)은 전력을 공급하는 전력선을 매개로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 통신하는 기술로서, 전력선만으로 초고속 인터넷과 인터넷 전화가 가능하며 최근에는 홈네트워킹, 홈뱅킹 등 다양한 분야에까지 활용되고 있다.
이러한 전력선 통신은 기존 광통신케이블을 이용할 수 있어 설치비용이 저렴할 뿐 아니라 통신요금도 거의 들지 않는다는 장점을 가진다.
전력선 통신을 위해서는 기설치된 전력선에 인터넷신호나 음성신호 등과 같은 각종 신호를 실어주거나 또는 전력선으로부터 신호를 뽑아내야 하는데, 이를 위해 사용되는 것이 전력선 통신용 커플러이다.
전력선 통신용 커플러는 접촉식과 비접촉식으로 구분되는데, 전력선의 절연피복을 제거하고 직접 연결하는 접촉식 커플러는 안정성과 설치공정상의 문제점으로 인해 상용화가 어려워 현재에는 비접촉식 커플러가 주로 사용되고 있다.
이와 같이, 전력선 통신에서 사용하는 비접촉식 커플러는 전력선의 상용주파수에 통신신호를 실어 주거나 전력선의 상용주파수를 통해 전달되는 신호를 분리하는 역할을 하는 장치로서 전력선 통신환경을 구축하기 위해서는 필수적으로 필요한 장치이다.
종래에 비접촉식 커플러는 옥내용이나 실내용으로 제작되어 있기 때문에 낙뢰, 감전, 온도, 습도, 침수, 해풍 등 다양한 외부 환경변화에 그대로 노출되는 옥외용으로 사용하기에는 부적합하다. 특히, 수백 m에서 수 km의 장거리 전력선 통신에 적용하기 위해서는 옥외에 기구축된 전력선에 비접촉식 커플러를 결합하는 경우 이러한 문제는 더욱 부각될 수 있다. 나아가, 장거리 전력선 통신의 경우 중성선, 에어콘 배관, 가스 배관 등과 같이 전력선과 다른 도체를 혼용하여 통신하는 경우에도 이러한 다른 도체에 직접 접촉해도 통신 특성 성능변화가 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제1320253호
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 옥외용 전력선 통신을 위한 비접촉식 커플러를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 옥외용 전력선 통신을 위해 외부환경에 강한 재질과 특성을 갖는 옥외용 비접촉식 커플러를 제공하는데 추가적인 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 옥외용 비접촉식 커플러는, 각각 반원통 형상의 상부하우징과 하부하우징이 힌지부에 의해 개방 및 폐쇄 가능하도록 구성되고 폐쇄된 경우 내부에 형성된 중공부에 길이방향으로 삽입된 전력선을 비접촉식으로 감싸도록 원통형상으로 구현되며, 상기 상부하우징의 일부분에 상기 폐쇄된 상부하우징과 하부하우징의 결합을 고정하도록 하는 고정결합부가 형성되며, 상기 상부하우징 및 하부하우징의 내부에는 각각 상기 상부하우징 및 하부하우징의 형상에 대응되도록 다수의 반원통 형상의 상부자기코어 및 하부자기코어가 적층되고, 상기 하부하우징의 일부분에는 상기 하부하우징의 내부와 관통되는 홀이 형성되어 상기 홀을 통해 코일이 삽입되어 상기 적층된 하부자기코어에 권선되며, 상기 권선된 코일을 통해 상기 전력선의 상용주파수에 통신신호를 실어 주거나 전력선의 상용주파수를 통해 전달되는 신호를 추출하며, 상기 상부하우징과 하부하우징이 이루는 원통형상의 중공부 내면에 원통형상의 카트리지가 추가로 삽입되고, 상기 카트리지의 외주면에 적어도 하나의 돌기부가 형성되고 상기 돌기부의 위치에 대응하는 상기 상부하우징 또는 하부하우징 중 적어도 하나의 내주면에 홈이 형성되어 상기 돌기부가 상기 홈에 끼워져 상기 카트리지가 상기 상부하우징 또는 하부하우징의 내주면에 고정결합되고, 상기 원통형상의 카트리지는 상기 중공부에 삽입되는 전력선의 직경에 따라 직경이 변동되도록 탄성력과 절연성을 가지게 되어 상기 상부하우징 또는 하부하우징 중 적어도 하나의 내면과 상기 전력선의 외면에 동시에 밀착되도록 하여 상기 상부하우징 또는 하우하우징이 상기 전력선에 결합된 상태에서 그 위치가 고정되도록 한다.
본 발명에서, 상기 홀에는 상기 코일이 삽입된 상태에서 상기 홀을 통해 상기 하부하우징의 내부로 침수를 방지하기 위한 덮개부가 결합된다.
본 발명에서, 상기 상부하우징 및 하부하우징은 각각 폴리프로필렌(polypropylene) 55~65 중량%, 유리섬유(glass fiber) 10~20 중량%, DBDPE(Decabromodiphenyl Ethane) 15~20 중량%, 삼산화 안티몬(antimony trioxide) 2~5 중량%, 기타 불순물 1 중량% 이하를 포함한다.
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본 발명에서, 상기 돌기부가 끼워지는 홈은 상기 상부하우징 또는 하부하우징 중 적어도 하나의 내주면에서 외주면 방향으로 관통되도록 형성된다.
본 발명에서, 상기 상부자기코어 또는 하부자기코어 중 적어도 하나의 끝단부에 비자성 재료가 추가된다.
본 발명에서, 상기 비자성 재료의 두께는 상기 코일을 통해 흐르는 전류가 최대허용 전류가 되도록 설정된다.
본 발명에서, 상기 상부자기코어 및 하부자기코어는 니켈(Ni)-아연(Zn)계, 망간(Mn)-아연(Zn)계, 마그네슘(Mg)-아연(Zn)계 산화물 자성재료 중 어느 하나를 포함한다.
본 발명에서, 상기 상부자기코어 및 하부자기코어 간의 간격은 0.01~8mm이다.
본 발명에 의하면 옥외용 전력선에 비접촉으로 결합하여 전력선 통신을 수행할 수 있으며, 이로써 장거리 전력선 통신이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 옥외용 비접촉식 커플러의 경우 외부에 금속성분이 없기 때문에 낙뢰에 강하고 감전 위험이 없다.
또한, 본 발명에 따른 옥외용 비접촉식 커플러는 온도, 습도, 침수, 해풍 등 다양한 외부 환경에서도 사용 가능하고, 중성선, 에어콘 배관, 가스 배관 등과 같은 다른 도체에 접촉해도 통신 특성의 성능변화가 없다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 옥외용 비접촉식 커플러의 외부 사시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 옥외용 비접촉식 커플러의 세로방향 내부 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 옥외용 비접촉식 커플러의 상부하우징 및 하부하우징의 가로방향 내부 단면도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 상부자기코어 및 하부자기코어 간의 간격에 따른 자속밀도의 그래프.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 옥외용 비접촉식 커플러의 외부 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 옥외용 비접촉식 커플러의 세로방향 내부 단면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 옥외용 비접촉식 커플러의 상부하우징 및 하부하우징의 가로방향 내부 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 카트리지의 예시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 옥외용 비접촉식 커플러(100)는 상부하우징(110)과 하부하우징(120)을 포함한다. 이들 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)은 각각 반원통 형상으로 구현된다. 이들 하우징(110,120)의 내부에는 각각의 하우징(110,120)의 형상에 대응되도록 적어도 하나의 반원통 형상의 상부자기코어(111) 및 하부자기코어(121)가 적층되어 있다. 상부자기코어(111) 및 하부자기코어(121)는 투자율 및 비저항 특성을 고려하여 우수한 전기적 특성을 발휘하기 위해 삽입손실, 전송손실이 적은 고주파 특성을 갖는 재료로 제작됨이 바람직하다. 본 실시 예에서 이들 자기코어(111,121)는 니켈(Ni)-아연(Zn)계, 망간(Mn)-아연(Zn)계, 마그네슘(Mg)-아연(Zn)계 산화물 자성재료 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상부하우징(110)과 하부하우징(120)에는 힌지부(130)가 형성된다. 구체적으로 힌지부(130)의 일단이 상부하우징(110)에 연결되고 힌지부(130)의 타단이 하부하우징(120)에 연결된다. 이러한 힌지부(130)에 의해 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)이 개방 및 폐쇄 가능하도록 한다. 상기한 바와 같이 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)는 각각 반원통 형상으로 구현되어 있기 때문에 힌지부(130)에 의해 서로 폐쇄된 경우 중앙부 내부에 길이방향으로 중공부(10)가 형성된다. 이러한 중공부(10)에는 차후에 전력선이 삽입된다. 이로써, 본 발명에 따른 옥외용 비접촉식 커플러(100)는 상부하우징(110)과 하부하우징(120)이 폐쇄된 경우 원통형상으로 구현되어 내부의 중공부(10)에 가로방향(길이방향)으로 삽입되는 전력선을 비접촉식으로 감싸도록 한다.
상기와 같이 상부하우징(110)과 하부하우징(120)이 폐쇄된 상태에서 상부하우징(110)과 하부하우징(120)의 결합을 고정하도록 하는 고정결합부(140)가 형성된다. 고정결합부(140)의 일단은 상부하우징(110)에 타단은 하부하우징(120)에 연결되며 바람직하게는 힌지부(130)의 반대편에 설치될 수 있다.
하부하우징(120)의 일부분에는 돌출부(150)가 형성되며 이러한 돌출부(150)에는 코일과 연결된 신호단자가 결합되는 홀(160)이 형성되며 이러한 홀(160)은 하부하우징(120)의 내부와 관통된다. 따라서, 홀(160)에 결합된 신호단자와 연결된 코일(미도시)이 홀(160)을 통해 하부하우징(120) 내부로 삽입되어 하부하우징(120)의 내부에 적층된 적어도 하나의 하부자기코어(121)에 기설정된 권선수로 권선되어 있다. 이와 같이 권선된 코일(미도시)을 이용하여 전력선의 상용주파수에 통신신호를 실어 주거나 전력선의 상용주파수를 통해 전달되는 신호를 추출하도록 한다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 홀(160)에 코일이 삽입된 상태에서 홀(160)을 통해 하부하우징(120)의 내부로 침수를 방지하기 위한 덮개부(170)가 결합될 수 있다. 이때, 덮개부(170)는 홀(160)을 통해 하부하우징(120)으로 물이 침입하는 것을 방지하기 위해 방수팩킹을 포함하며 도면에는 도시하지 않았으나 돌출부(150)의 외부면과 이에 대응되는 덮개부(170)의 내면에 나사산을 형성하여 돌출부(150)와 덮개부(170)를 결합할 수도 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에서 상부하우징(110)과 하부하우징(120)이 결합했을 때 이루는 원통형상의 중공부(10)의 내면에 원통형상의 카트리지(180)가 추가로 삽입된다. 이러한 카트리지(180)는 비접촉식 커플러(100)의 원통형상의 중공부(10)에 전력선이 비접촉식으로 결합될 때 비접촉식 커플러(100)가 외부환경으로 인한 유동성을 줄이고 전력선과 비접촉식 커플러(100) 간의 절연을 유지하도록 하기 위한 것이다. 따라서, 카트리지(180)는 전력선의 외부면과 원통형상의 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)의 내주면에 접촉하여 설치된다. 유동성 방지와 절연성 효과를 내기 위해 카트리지(180)는 탄성력과 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 예컨대 고무 등으로 구현될 수 있다. 물론, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시 예에서 이러한 카트리지(180)는 상부하우징(110) 또는 하부하우징(120) 중 어느 하나에 고정설치된다. 바람직하게는 비접촉식 커플러(100)가 전력선에 결합될 때 균형있는 형태를 유지하기 위해 상부하우징(110) 또는 하부하우징(120)에 모두 고정설치될 수 있다. 도 5를 참조하면, 카트리지(180)는 상부하우징(110) 또는 하부하우징(120) 중 적어도 하나에 결합되므로 상부하우징(110) 또는 하부하우징(120)의 형상에 대응되도록 반원통 형상으로 구현된다. 카트리지(180)의 외주면에는 적어도 하나의 돌기부(181)이 형성된다. 이러한 돌기부(181)의 위치에 대응되는 상부하우징(110) 및/또는 하부하우징(120)의 내부면에 각 외주면 방향으로 홈(112,122)이 각각 형성된다. 다른 실시 예에서 이러한 각 홈(112,122)은 내주면에서 외주면으로 관통할 수도 있다. 이로써, 카트리지(180)의 돌기부(181)는 각 홈(112,122)에 끼워진다. 그러면 카트리지(180)는 상부하우징(110) 및/또는 하우하우징(120)에 고정결합되는 것이다. 본 실시 예에서 카트리지(180)의 길이, 두께 등은 옥외용 비접촉식 커플러(100)가 설치되는 옥외용 전력선의 규격(외경)에 따라 다르게 결정된다. 특히, 그 두께는 비접촉식 커플러(100)의 내면이 옥외용 전력선의 외면에 밀착되도록 결정되어 외부환경에 의해 비접촉식 커플러(100)의 위치가 이동되지 않도록 해야 한다. 뿐만 아니라 절연효과도 있어야 하므로 공지의 절연재료로 구현되어야 한다.
본 발명의 실시 예에서 이러한 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)은 재료의 구성성분이 중요하다. 왜냐하면, 본 발명의 비접촉식 커플러(100)는 옥외용이므로 장거리 전력선 통신을 수행할 수 있음은 물론이고 낙뢰에 강하고 감전의 위험이 없어야 하므로 금속성분이 없어야 하며, 온도, 습도, 침수, 해풍 등 다양한 외부 환경에서도 사용 가능하고, 중성선, 에어콘 배관, 가스 배관 등과 같은 다른 도체에 접촉해도 통신 특성의 성능변화가 없어야 한다. 이에, 본 발명에 따른 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)은 난연성 수지재료를 포함한다. 구체적으로, 각각 폴리프로필렌(polypropylene) 55~65 중량%, 유리섬유(glass fiber) 10~20 중량%, DBDPE(Decabromodiphenyl Ethane) 15~20 중량%, 삼산화 안티몬(antimony trioxide) 2~5 중량% 및 기타 불순물 1 중량% 이하를 포함한다. 이러한 유리섬유는 폴리프로필렌에 기계적 성질을 좋게 하기 위해 첨가된다. 즉, 강성이 좋아져 딱딱해지고 성형 후 수축도 작아져 치수가 안정적이다. 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)은 외부환경에 그대로 노출되기 때문에 내구성이 우수해야 하고 변형이 잘 되는 것이 좋으며, 낙뢰나 화재, 자외선 등으로부터 내부 장비들을 보호해야 하는 특성을 갖는다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 상부자기코어(111) 또는 하부자기코어(121) 중 적어도 하나의 끝단부에 비자성 재료가 추가된다. 옥외용 비접촉식 커플러(100)의 경우 옥외용 배전 또는 송전 선로에 설치되므로 고전압, 고전류에도 통신특성이 잘 유지되어야 한다. 즉, 대용량의 전류를 전송함과 동시에 통신도 잘 이루어져야 한다. 이와 같이 대전류에 의한 전기특성 및 통신특성을 잘 유지하기 위하여 본 발명에 따른 상부자기코어(111)과 하부자기코어(121) 간에 소정의 간격이 존재하게 된다. 이러한 간격은 클수록 대전류에 견딜 수 있는 전류특성이 증가하지만, 반대로 각종 신호의 전송속도와 같은 통신특성은 감소하기 때문에 사용하는데 제약이 따른다. 따라서, 본 발명에서는 상부자기코어(111) 또는 하부자기코어(121)의 끝단부에 비자성 재료를 삽입하도록 한다. 이로써, 상부하우징(110)과 하부하우징(120)이 힌지부(130)에 의해 폐쇄되어 서로 결합되는 경우에 상부자기코어(111)와 하부자기코어(121)가 마주하는 적어도 한 부분에 비자성 재료를 추가할 수 있다. 이러한 비자성 재료로는 예컨대 고분자 재료, 오스테나이트계 스테인리스강 또는 고망간강 등이 될 수 있다. 이때, 비자성 재료의 두께는 상부자기코어(111)와 하부자기코어(121) 사이에 삽입된 상태에서 본 발명의 비접촉식 커플러(100)가 포화되지 않는 최대허용 전류가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 이하에서 이를 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 옥외용 비접촉식 커플러(100)에 사용되는 상부자기코어(111) 및 하부자기코어(121)는 비저항이 높아야 하고 전력손실이 낮아야 하며 통신을 위해 전력선의 상용주파수에서 공진수파수가 형성되도록 설계되어야 한다. 하기 수학식 1에 커플러(100)의 삽입손실(S21)은 와전류손실(tanδe)에 비례하며 인덕턴스(L)에 반비례한다는 것을 알 수 있다.
Figure 112016021090812-pat00001
여기서, S21은 삽입손실이고, tanδe는 와전류 손실이고, L은 인덕턴스이고, B는 자속밀도이고, Ac는 단면적이며, Kp는 결합상수이다.
또한, 하기의 수학식 2에서와 같이 인덕턴스(L) 값은 자기코어(111,121)의 투자율(μ), 코일의 권선수(N), 자기코어(111,121)의 단면적(Ae)에 비례하고 자로의 길이(le)에 반비례한다는 것을 알 수 있으며, 이에 인덕턴스(L)의 값을 높이기 위해서는 높은 투자율(μ), 작은 자로길이(le), 큰 단면적(Ae), 많은 권선수(N)가 필요하다는 것을 알 수 있다.
Figure 112016021090812-pat00002
그러나, 코일에서의 최대허용 전류(Imax)는 삽입손실(S21)과는 반대로 투자율(μ)과 권선수(N)에 반비례하며, 상부자기코어(111)과 하부자기코어(121) 간의 간격(A)와 최대 자속 밀도(Bm)에 비례한다는 것을 하기 수학식 3을 통해 알 수 있다.
Figure 112016021090812-pat00003
여기서, Bm은 하부자기코어(121)의 최대자속밀도, le는 하부자기코어(121)에 권선된 코일에 의한 자로길이, μ는 하부자기코어(121)의 투자율, N은 하부자기코어(121)에 권선된 코일의 권선수, A는 상부자기코어(111)과 하부자기코어(121) 간의 간격이다.
또한, 상기 수학식 3에서와 같이 최대허용 전류(Imax)는 자로(le)의 길이에 비례함을 알 수 있다. 즉, 자기코어의 내경이 클수록 최대허용 전류(Imax)는 증가하지만 커플러(100)의 전체 크기가 증가하는 문제점이 발생한다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 상부자기코어(111)과 하부자기코어(121) 간의 간격(A)을 적용하면 커플러(100)의 증가 없이 최대허용 전류(Imax)가 증가하게 된다. 하지만, 이러한 간격(A)이 너무 커지면 커플러(100)의 자기특성이 감소하여 통신특성이 저하되는 단점이 있다. 따라서, 본 실시 예에서 상부자기코어(111)과 하부자기코어(121) 간의 간격(A)는 0.8~1.2mm로 설정함이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1mm로 한다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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.
110 : 상부하우징 111 : 상부자기코어
120 : 하부하우징 121 : 하부자기코어
130 : 힌지부 140 : 고정결합부
150 : 돌출부 160 : 홀
170 : 덮개부 180 : 카트리지

Claims (12)

  1. 각각 반원통 형상의 상부하우징과 하부하우징이 힌지부에 의해 개방 및 폐쇄 가능하도록 구성되고 폐쇄된 경우 내부에 형성된 중공부에 길이방향으로 삽입된 전력선을 비접촉식으로 감싸도록 원통형상으로 구현되며, 상기 상부하우징의 일부분에 상기 폐쇄된 상부하우징과 하부하우징의 결합을 고정하도록 하는 고정결합부가 형성되며, 상기 상부하우징 및 하부하우징의 내부에는 각각 상기 상부하우징 및 하부하우징의 형상에 대응되도록 다수의 반원통 형상의 상부자기코어 및 하부자기코어가 적층되고, 상기 하부하우징의 일부분에는 상기 하부하우징의 내부와 관통되는 홀이 형성되어 상기 홀을 통해 코일이 삽입되어 상기 적층된 하부자기코어에 권선되며, 상기 권선된 코일을 통해 상기 전력선의 상용주파수에 통신신호를 실어 주거나 전력선의 상용주파수를 통해 전달되는 신호를 추출하며, 상기 상부하우징과 하부하우징이 이루는 원통형상의 중공부 내면에 원통형상의 카트리지가 추가로 삽입되고, 상기 카트리지의 외주면에 적어도 하나의 돌기부가 형성되고 상기 돌기부의 위치에 대응하는 상기 상부하우징 또는 하부하우징 중 적어도 하나의 내주면에 홈이 형성되어 상기 돌기부가 상기 홈에 끼워져 상기 카트리지가 상기 상부하우징 또는 하부하우징의 내주면에 고정결합되고, 상기 원통형상의 카트리지는 상기 중공부에 삽입되는 전력선의 직경에 따라 직경이 변동되도록 탄성력과 절연성을 가지게 되어 상기 상부하우징 또는 하부하우징 중 적어도 하나의 내면과 상기 전력선의 외면에 동시에 밀착되도록 하여 상기 상부하우징 또는 하우하우징이 상기 전력선에 결합된 상태에서 그 위치가 고정되도록 하는 옥외용 비접촉식 커플러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀에는 상기 코일이 삽입된 상태에서 상기 홀을 통해 상기 하부하우징의 내부로 침수를 방지하기 위한 덮개부가 결합되는 옥외용 비접촉식 커플러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부하우징 및 하부하우징은 각각 폴리프로필렌(polypropylene) 55~65 중량%, 유리섬유(glass fiber) 10~20 중량%, DBDPE(Decabromodiphenyl Ethane) 15~20 중량%, 삼산화 안티몬(antimony trioxide) 2~5 중량%, 기타 불순물 1 중량% 이하를 포함하는 옥외용 비접촉식 커플러.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부가 끼워지는 홈은 상기 상부하우징 또는 하부하우징 중 적어도 하나의 내주면에서 외주면 방향으로 관통되도록 형성되는 옥외용 비접촉식 커플러.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부자기코어 또는 하부자기코어 중 적어도 하나의 끝단부에 비자성 재료가 추가되는 옥외용 비접촉식 커플러.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비자성 재료의 두께는 상기 코일을 통해 흐르는 전류가 최대허용 전류가 되도록 설정되는 옥외용 비접촉식 커플러.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 최대허용 전류(Imax)는 하기 수학식에 의해 계산되는 옥외용 비접촉식 커플러.
    Figure 112016021090812-pat00004

    (Bm은 상기 하부자기코어의 자속밀도, le는 상기 하부자기코어에 권선된 코일에 의한 자로길이, μ는 상기 하부자기코어의 투자율, N은 상기 하부자기코어에 권선된 코일의 권선수, A는 상기 하부자기코어의 단면적)
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상부자기코어 및 하부자기코어는 니켈(Ni)-아연(Zn)계, 망간(Mn)-아연(Zn)계, 마그네슘(Mg)-아연(Zn)계 산화물 자성재료 중 어느 하나를 포함하는 옥외용 비접촉식 커플러.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상부자기코어 및 하부자기코어 간의 간격은 0.01~8mm인 옥외용 비접촉식 커플러.
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