KR101867224B1 - 전력 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직류 송전 전력케이블, 특히 초고압 지중 또는 해저 케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 절연층 등에 탈유 공극(void)이 발생하는 억제하여 상기 공극에 집중된 전계에 의한 부분방전, 절연파괴 등을 억제함으로써 수명이 연장되고, 구리 도체로부터의 동분이 절연층에 침투하여 절연 내력이 저하되는 것을 효과적으로 방지함으로써 추가로 수명이 연장되고, 반복적인 굴곡과 굴곡핌에도 절연지, 반도전필름 등의 손상이 억제되어 이들의 권취에 의해 형성되는 층간 구조가 유지될 수 있으며, 굴곡성, 유연성, 포설성, 작업성 등이 향상될 수 있는 전력 케이블에 관한 것이다.

Description

전력 케이블{Power cable}

본 발명은 직류 송전 전력케이블, 특히 초고압 지중 또는 해저 케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 절연층 등에 탈유 공극(void)이 발생하는 것을 억제하여 상기 공극에 집중된 전계에 의한 부분방전, 절연파괴 등을 억제함으로써 수명이 연장되고, 구리 도체로부터의 동분이 절연층에 침투하여 절연 내력이 저하되는 것을 효과적으로 방지함으로써 추가로 수명이 연장되고, 반복적인 굴곡과 굴곡핌에도 절연지, 반도전필름 등의 파손이 억제되어 이들의 권취에 의해 형성되는 층간 구조가 유지될 수 있으며, 굴곡성, 유연성, 포설성, 작업성 등이 향상될 수 있는 전력 케이블에 관한 것이다.

절연층으로서 가교 폴리에틸렌(XLPE) 등의 고분자 절연체를 이용한 전력 케이블이 사용되고 있지만, 직류 고전계에서 공간 전하가 형성되는 문제 때문에, 초고압 직류 송전 케이블은 도체 등을 감싸도록 횡권한 절연지에 절연유를 함침시켜 절연층을 형성한 지절연 케이블(Paper-insulated Cable)이 사용되고 있다.

상기 지절연 케이블에는 저점도 절연유를 순환시키는 OF(Oil Filled) 케이블, 고점도 또는 중점도 절연유가 함침된 MIND(Mass Impregnated Non Draining) 케이블 등이 있고, 상기 OF 케이블은 절연유의 순환을 위한 유압의 전달길이에 한계가 있어 장거리 송전용 케이블에는 부적합하고, 특히 해저에는 절연유 순환 설비를 설치하기 곤란한 문제가 있어 해저 케이블에도 부적합하다.

따라서, 장거리 직류 송전용 또는 해저용 초고압 케이블은 MIND 케이블이 흔히 사용되고 있다. 이러한 MIND 케이블은 절연층 형성시 크래프트지(Kraft paper), 크래프트지와 폴리프로필렌 수지 등과 같은 열가소성 수지가 적층된 반합성지 등의 절연지를 복수의 층으로 감싸서 형성되며, 절연층 내외부의 내부반도전층 및 외부반도전층은 카본 블랙지(Carbon black paper) 등의 반도전지를 복수의 층으로 감싸서 형성될 수 있고, 상기 반합성지, 반도전지 등에 절연유가 함침된다.

그런데, 종래 MIND 케이블은 이의 운용시 도체의 발열에 의해 절연층과 반도전층을 형성하는 절연지와 반도전지에 함침된 절연유 및 상기 절연지와 반도전지를 감았을 시에 발생하는 갭에 충진되는 절연유가 팽창하면서 케이블 외측으로 이동하게 되고, 그 후 통전을 멈췄을 때 도체 발열이 멈추어 케이블 내부 온도가 내려가기 시작하면 상기 절연유가 수축하기 때문에 절연층, 반도전층, 갭 또는 층간 계면 등에 절연유가 부재하는 복수개의 탈유 공극(void)이 형성되며, 상기 절연지의 발생하는 공극에 집중된 전계에 의해 부분방전이 발생하여 절연파괴 등이 일어나는 문제가 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 반도전지(10)를 도체부(20)에 횡권하여 복수의 층을 형성할 때는 각 층을 구성하기 위해 권취되는 반도전지의 사이에 일정한 갭(gap)(30)이 형성되고 임의의 층에 형성된 상기 갭(gap)(30)들은 상기 임의의 층의 외층 및 내층을 각각 구성하는 반도전지(10) 등에 의해 커버되도록 하는 갭권이 일반적으로 적용되고 있고, 상기 절연지를 권취하여 절연층을 형성하는 경우에도 절연유 함침시 절연유의 이동경로를 확보하는데 유리한 갭권이 일반적으로 적용되고 있다.

그러나, 종래 MIND 케이블은 이의 절연층과 내부반도전층이 앞서 기술한 바와 같이 절연지, 반도전지 등의 갭권에 의해 형성되는 경우 절연유 함침시 절연유의 이동경로를 확보하는 측면에서는 유리하나, 도 1에 도시된 바와 같이 도체부(20)의 구리 도체, 특히 구리 연선 도체로부터의 동분이 절연유 내에 분산되어 상기 절연유의 이동과 함께 용이하게 절연층에 침투함으로써 절연 내력이 크게 저하되는 문제가 있다.

따라서, 내부반도전층, 절연층, 외부반도전층, 갭 또는 층간 계면 등에 탈유 공극(void)이 발생하는 것을 억제하여 상기 공극에 집중된 전계에 의한 부분방전, 절연파괴 등을 억제함으로써 케이블의 절연성능을 높임과 동시에 케이블 수명이 연장되고, 구리 도체로부터의 동분이 절연층에 침투하여 절연 내력이 저하되는 것을 효과적으로 방지함으로써 추가로 수명이 연장되는 전력 케이블이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 내부반도전층, 절연층, 외부반도전층, 갭 또는 층간 계면 등에 탈유 공극(void)이 발생하는 것을 억제하여 상기 공극에 집중된 전계에 의한 부분방전, 절연파괴 등을 억제함으로써 수명이 연장되는 전력 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 구리 도체로부터의 동분이 절연층에 침투하여 절연 내력이 저하되는 것을 효과적으로 방지함으로써 수명이 연장되는 전력 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 반복적인 굴곡과 굴곡핌에도 절연지, 반도전필름 등의 파손이 억제되어 이들의 권취에 의해 형성되는 층간 구조가 유지될 수 있는 전력 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 굴곡성, 유연성, 포설성, 작업성 등이 향상될 수 있는 전력 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,

도체; 상기 도체를 둘러싸는 내부 반도전층; 상기 내부 반도전층을 둘러싸는 절연층; 상기 절연층을 둘러싸는 외부 반도전층; 상기 외부 반도전층을 둘러싸는 금속시스층; 및 상기 금속시스층을 둘러싸는 케이블보호층을 포함하고, 상기 내부 반도전층은 고분자 수지에 도전성 입자가 혼입된 고분자 복합소재로부터 형성된 반도전필름(semi-conductive film)의 횡권에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

여기서, 상기 고분자 수지는 융점(Tm)이 120℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

또한, 상기 고분자 수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 불소고무 및 실리콘고무로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

그리고, 상기 도전성 입자는 상기 고분자 복합소재의 총 중량을 기준으로 카본블랙 10 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

나아가, 상기 고분자 복합소재는 상기 고분자 복합소재의 총 중량을 기준으로 산화방지제 0.05 내지 2 중량%, 열안정제 0.05 내지 2 중량% 및 금속 산화방지제 0.05 내지 2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

한편, 상기 내부반도전층은 반도전필름의 횡권에 의해 형성되는 복수 개의 층을 포함하고, 상기 복수 개의 층은 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 하나 이상의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

여기서, 상기 복수 개의 층 중 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 층 이외의 나머지 층은 반도전필름의 갭권에 의해 형성되는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

또한, 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 하나 이상의 층은 상기 도체의 직상에 배치되는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

그리고, 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 하나 이상의 층은 이를 형성하는 반도전필름의 폭 중 오버랩(overlap)되는 비율인 오버랩율이 20 내지 60%인 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

나아가, 상기 반도전필름의 복수 개의 층은 2 내지 25개이고, 상기 내부 반도전층의 전체 두께는 0.1 내지 3.0 mm이며, 상기 반도전필름의 폭은 10 내지 30 mm인 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

또한, 상기 절연층은 절연지의 횡권에 의해 형성되는 복수 개의 층을 포함하고, 상기 복수 개의 층은 절연지의 갭권에 의해 형성되는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

한편, 상기 절연층은 절연지의 횡권에 의해 형성되고, 상기 절연지는 절연유가 함침된 크라프트(kraft)지 또는 반합성지를 포함하고, 상기 반합성지는 플라스틱 필름 및 상기 플라스틱 필름의 적어도 한면에 적층된 크라프트(kraft)지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

여기서, 상기 절연층은 내부 절연층, 중간 절연층 및 외부 절연층이 순차적으로 적층되고, 상기 내부 절연층 및 상기 외부 절연층은 각각 절연유가 함침된 크라프트(kraft)지로 형성되고, 상기 중간 절연층은 절연유가 함침된 반합성지로 형성는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

또한, 상기 절연유는 고점도 절연유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

여기서, 상기 고점도 절연유는 60℃의 동점도가 500 센티스토크스(cSt) 이상인 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

한편, 상기 케이블보호층은 내부시스, 베딩층, 금속보강층 및 외부시스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

여기서, 상기 케이블보호층은 철선외장 및 외부 써빙층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블을 제공한다.

본 발명에 따른 전력 케이블은 종래 케이블의 내부반도전층을 형성하기 위해적용된 반도전지를 고분자 복합소재의 반도전필름으로 대체함으로써 도체와 반도전층의 밀착력을 향상시키고 절연유의 이동을 억제하여 탈유 공극의 형성을 최소화하거나 회피하고, 이로써 상기 공극에 집중된 전계에 의한 부분방전, 절연파괴 등의 유발을 방지하여 수명이 연장되는 우수한 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 전력 케이블은 도체부 위에 내부 반도전층을 형성하기 위해 반도전필름을 귄취하는 과정에서 형성되는 복수개의 층 중 하나 이상을 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성함으로써, 상기 도체부의 구리 도체로부터의 동분이 절연층에 침투하여 절연 내력이 저하되는 것을 효과적으로 방지함으로써 수명이 연장되는 우수한 효과를 나타낸다.

그리고, 본 발명에 따른 전력 케이블은 반도전필름의 권취에 의해 형성되는 복수개의 층 중 랩권되는 반도전필름의 오버랩률을 정밀하게 조절하고 나머지층은 반도전층의 갭권에 의해 형성함으로써, 반복적인 굴곡과 굴곡핌에도 반도전필름의 파손이 억제되어 이들의 권취에 의해 형성되는 층간 구조가 유지될 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.

나아가, 본 발명에 따른 전력 케이블은 불필요한 외경의 증가를 회피하여 굴곡성, 유연성, 포설성, 작업성 등이 향상되는 우수한 효과를 나타낸다.

도 1은 종래 전력 케이블에 있어서 도체부 위에 반도전지가 갭권되고 이러한 갭권에 의해 형성되는 절연유의 이동경로를 통해 도체부로부터의 동분이 반도전층 위의 절연층으로 침투하는 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력 케이블의 일실시예의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 전력 케이블의 종단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연층 내부에서 전계가 완화되는 과정을 개략적으로 나타내는 그래프를 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 2 및 3은 본 발명에 따른 전력 케이블의 일실시예의 횡단면 및 종단면 구조를 개략적으로 각각 도시한 것이다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 케이블은 도체(100), 상기 도체(100)를 둘러싸는 내부 반도전층(200), 상기 내부 반도전층(200)을 둘러싸는 절연층(300), 상기 절연층(300)을 둘러싸는 외부 반도전층(400), 상기 외부 반도전층(400)을 둘러싸는 금속시스층(500), 상기 금속시스층(500)을 둘러싸는 케이블보호층(600) 등을 포함할 수 있다.

상기 도체(100)는 송전을 위한 전류의 이동 통로로서 전력 손실이 최소화되도록 도전율이 우수하고 케이블의 도체로 사용하기 위해 요구되는 적절한 강도와 유연성을 갖는 고순도의 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등, 특히 신장율이 크고 도전율이 높은 연동선으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 도체(100)의 단면적은 케이블의 송전량, 용도 등에 따라 상이할 수 있다.

바람직하게는, 상기 도체(100)는 원형 중심선 위에 평각 소선을 다층으로 얹어 구성시킨 평각도체 또는 원형 중심선 위에 원형 소선을 다층으로 얹은 후 압축한 원형압축도체로 이루어질 수 있다. 소위 키스톤(keystone) 방식에 의해 형성된 평각도체로 이루어진 상기 도체(100)는 도체의 점적율이 높아 케이블의 외경을 축소할 수 있는 동시에 각 소선의 단면적을 크게 성형하는 것이 가능하므로 전체 소선의 수를 줄일 수 있어 경제적이다. 또한, 도체(100) 내부에 공극이 적고, 도체(100) 내부에 포함되는 절연유의 중량을 작게할 수 있기 때문에 효과적이다.

상기 내부 반도전층(200)은 상기 도체(100)의 표면 불균일에 의한 전계왜곡 및 전계집중을 억제함으로써 상기 내부 반도전층(200)과 상기 절연층(300)의 계면 또는 상기 절연층(300) 내부에 집중된 전계에 의한 부분방전, 절연파괴 등을 억제하는 기능을 수행한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부 반도전층(200)은 예를 들어 고분자 수지에 카본블랙 등의 도전성 입자가 혼입되어 형성되는 고분자 복합소재로부터 형성되는 반도전필름(semi-conductive film)을 복수개의 층으로 횡권함으로써 형성할 수 있다.

상기 고분자 복합소재로부터 형성된 반도전필름은 이의 소재로부터 구현되는 우수한 신축성, 표면접착성 등에 의해 상기 도체(100) 위에 권취시 상기 도체(100)에 대한 밀착성이 우수하기 때문에 도체(100)와 내부반도전층(200) 사이의 틈, 내부반도전층(200)과 절연층(300) 사이의 틈을 효과적으로 없애 부분 방전, 절연 파괴 등을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 반도전필름을 형성하는 고분자 복합소재는 종래 반도전지와 달리 절연유를 통과시키지 않기 때문에 케이블의 운용시 도체(100)의 발열에 의해 연선 도체 내부, 도체(100)와 반도전층(200) 사이의 절연유가 케이블 외측으로 이동하는 것을 억제하여 탈유 공극(void)의 형성을 최소화하거나 회피할 수 있다.

나아가, 상기 반도전필름을 형성하는 고분자 복합소재는 절연유 함침에 의해 어느 정도 절연유를 함유하게 될 수 있고, 이러한 경우 상기 반도전필름이 팽윤에 의해 팽창하게 되어, 도체(100)와 내부반도전층(200) 사이의 틈과 탈유 공극, 내부반도전층(200)과 절연층(300) 사이의 틈과 공극을 효과적으로 없애 부분 방전, 절연 파괴 등을 추가로 억제할 수 있다.

본 발명의 전력 케이블에서, 내부반도전층(200)을 형성하기 위해 반도전필름을 횡권하는 것은, 절연층 형성을 위한 절연지 권취 공정과 별도로 고분자 복합소재의 압출 공정을 통해 내부반도전층을 형성하는 경우에 비해 제조설비가 간단하고 절연지를 감는 공정과 통합이 가능하여 생산성이 크게 향상되고, 상기 반도전필름은 종래 반도전지에 비해 도체(100)와의 밀착성이 우수하고 도체에서 내부반도전층 또는 내부반도전층 내의 절연유의 이동을 효과적으로 억제하며 절연유 함유시 팽창하는 성질에 의해 도체와 내부반도전층 사이의 틈과 탈유 공극, 내부반도전층과 절연층 사이의 틈과 공극을 더욱 효과적으로 없애 부분 방전, 절연 파괴 등을 더욱 효과적으로 최소화하거나 회피할 수 있다.

상기 반도전필름을 형성하는 고분자 복합소재에 포함되는 고분자 수지는 절연유 함침 공정시 적용되는 고온 환경, 케이블 운전시 도체의 발열 등을 고려하여 융점(Tm)이 120℃ 이상이고, 절연유에 녹지 않아야 한다. 여기서, 상기 고분자 수지의 융점(Tm)은 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 장비를 활용하여 상온에서 300℃까지 10℃/min의 승온속도로 승온시키면서 측정하였다.

상기 고분자 수지는 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 불소고무, 실리콘고무 등을 포함할 수 있으며, 이 중에서도 폴리프로필렌(PP)과 같이 내열성이 높은 재료를 선택하는 것이 바람직하다.

상기 고분자 복합소재는 반도전 특성을 구현하기 위해 카본블랙 등의 도전성 입자를 상기 고분자 복합소재의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%로 포함할 수 있고, 추가로 산화방지제 0.05 내지 2 중량%, 열안정제 0.05 내지 2 중량%, 금속 산화방지제 0.05 내지 2 중량% 등을 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반도전필름의 복수 개의 층 중 하나 이상의 층(210)은 반도전필름의 랩권, 즉 상기 반도전필름의 횡권시 상기 반도전필름의 폭 중 일부분이 오버랩(overlap)되도록 횡권함으로써 형성될 수 있고, 나머지 층(220)들은 반도전필름의 갭권, 즉 상기 반도전필름의 사이 사이에 일정한 갭(gap)이 형성되도록 횡권되고 상기 갭(gap)은 상기 반도전필름의 상부에 새로운 반도전필름이 횡권될 때에 상기 새로운 반도전필름에 의해 덮혀지면서 동시에 상기 새로운 반도전필름의 사이 사이에 또한 갭(gap)이 형성되도록 횡권되는 것이 계속하여 반복되는 방식으로 횡권될 수 있으며, 바람직하게는 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 하나 이상의 층은 최내층, 즉 상기 도체(100)와 접촉하는 층을 포함할 수 있다.

상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 층(210)은 상기 반도전필름의 갭권에 의해 형성되는 층(220)과 달리 층 내에 갭(gap), 즉 상기 도체(100)로부터의 동분이 이동할 수 있는 통로가 존재하지 않기 때문에 상기 동분이 상기 내부반도전층(200)을 통과해 상기 절연층(300)으로 이동하는 것을 억제함으로써 상기 동분에 의해 상기 절연층(300)의 절연 내력이 저하되는 것을 효과적으로 억제할 수 있으며, 이로써 상기 전력 케이블의 수명을 연장시키는 동시에 상기 전력 케이블의 불필요한 외경 증가를 회피할 수 있어 굴곡성, 유연성, 포설성, 작업성 등이 향상될 수 있다.

나아가, 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 층(210) 이외의 나머지 층을 형성하는 상기 반도전필름의 갭권에 의해 형성되는 층(220)은 임의의 층을 형성하는 반도전필름이 상기 임의의 층의 외층 및 내층을 각각 형성하는 반도전필름 사이 및 최외층은 절연층과의 사이에서 안정적으로 슬라이딩(sliding) 되도록 함으로써, 상기 전력 케이블에 반복적인 굴곡 및 굴곡핌이 적용되는 경우에도 인접한 반도전필름 사이의 마찰이나 충돌을 방지하여 상기 반도전필름의 파손을 억제하고 상기 내부반도전층(200)의 구조를 안정적으로 유지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 층(210)을 최내층, 즉 상기 도체(100) 직상에 배치함으로써, 상기 도체(100)로부터의 동분의 이동을 원천적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 반도전필름의 랩권시 상기 반도전필름끼리 오버랩되는 비율인 오버랩율을 조절함으로써 상기 전력 케이블의 굴곡시 인접한 반도전필름 사이의 오버랩되는 부분이 분리되는 것을 억제할 수 있어 상기 전력 케이블의 굴곡핌시 반도전필름 사이의 충돌을 방지할 수 있고, 결과적으로 상기 반도전필름의 파손을 억제하여 상기 내부반도전층(200)의 구조를 안정적으로 유지할 수 있다.

여기서, 상기 반도전필름의 복수 개의 층의 갯수는 2 내지 25개일 수 있고, 이로써 상기 내부반도전층(200)의 전체 두께는 약 0.1 내지 3.0 mm일 수 있으며, 한편 상기 반도전필름의 폭은 약 10 내지 30 mm일 수 있고, 상기 반도전필름의 랩권시 오버랩률은 상기 도체(100)의 외경, 상기 반도전필름의 폭, 상기 내부반도전층(200)에서 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 층(210)의 위치 등에 따라 상이할 수 있으며 예를 들어 20 내지 60%일 수 있다.

상기 반도전필름의 랩권시 오버랩률이 20% 미만인 경우 상기 전력 케이블의 굴곡시 상기 반도전필름 사이에서 오버랩된 부분이 분리되고 상기 전력 케이블의 굴곡핌시 분리된 상기 반도전필름이 다시 오버랩되려고 하면서 충돌하여 상기 반도전필름이 파손될 수 있는 반면, 60% 초과시 불필요하게 과도한 반도전필름의 오버랩으로 상기 전력 케이블의 생산성이 저하되고 상기 전력 케이블의 외경이 불필요하게 증가하여 굴곡성, 유연성, 포설성, 작업성 등이 저하될 수 있다.

한편, 상기 내부반도전층(200)을 형성함에 있어서 상기 반도전필름의 랩권과 갭권에 의해 층 형성을 연속적으로 수행하기 위해 상기 반도전필름의 랩권시 상기 반도전필름 2매 이상을 동시에 랩권할 수 있다.

상기 절연층(300)은 절연지를 복수의 층으로 감싸서 형성되며, 절연지로는 예를 들어 크래프트지(Kraft paper)를 사용하거나 크래프트지와 폴리프로필렌(Polypropylene) 수지 등과 같은 열가소성 수지가 적층된 반합성지를 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 절연층(300)은 내부 절연층(310), 중간 절연층(320) 및 외부 절연층(330)을 포함하고, 상기 내부 절연층(310) 및 상기 외부 절연층(330)은 상기 중간 절연층(320)에 비해 저항율이 낮은 소재로 이루어지며, 이로써 상기 내부 절연층(310) 및 상기 외부 절연층(330)은 각각 상기 케이블의 운용시 상기 도체(100)에 인가되어 형성되는 높은 전계가 상기 도체(100) 직상 또는 상기 금속시스층(500) 직하에 인가되는 것을 억제하는 전계 완화 작용을 하고, 나아가, 상기 중간 절연층(320)의 열화를 억제하기 위한 작용을 한다.

도 4는 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연층 내부에서 전계가 완화되는 과정을 개략적으로 나타내는 그래프를 도시한 것이다. 도 4에 나타난 바와 같이, 상대적으로 저항율이 낮은 내부 절연층(310) 및 외부 절연층(330)에서 직류(DC) 전계가 완화됨으로써 상기 도체(100) 직상 및 상기 금속 시스층(500) 직하에 통상 직류 케이블에서 발생하는 높은 전계가 인가되는 것을 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 임펄스인 경우에도 상기 중간 절연층(320)에 인가되는 최대 임펄스 전계를 100 kV/mm 이하로 제어하면서 내부 절연층에 걸리는 높은 임펄스 전계를 낮추어 내부절연층(310)의 열화를 억제하기 때문에, 함께 상기 중간 절연층(320)의 열화도 억제할 수 있다. 여기서, 상기 임펄스 전계란 케이블에 임펄스 전압이 인가되었을 때 케이블에 걸리는 전계를 의미한다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부 절연층(310)의 최대 임펄스 전계값이 중간 절연층(320)의 최대 임펄스 전계값보다 작도록 설계함으로써 고전계가 도체 직상, 시스 직하에 작용하지 않도록 하며, 상기 중간 절연층(320)에 인가되는 최대 임펄스 전계는 상기 중간 절연층(320)의 내측 전계이고, 상기 내측 전계가 중간절연층(320)의 최대 임펄스 전계, 예를 들면, 100 kV/mm 이하로 제어됨으로써 상기 중간 절연층(320)의 열화를 억제할 수 있다.

따라서, 상기 내부 절연층(310) 및 상기 외부 절연층(330), 특히 전계에 취약한 케이블 접속부재 등에 고전계가 인가되는 것을 억제하고, 나아가 상기 중간 절연층(320)이 가진 성능을 최대한으로 이끌어 내는 것으로 절연층(300) 전체를 컴팩트화 할 수 있으며, 그 열화를 억제하여, 상기 절연층(300)의 절연 내력, 기타 물성이 저하되는 것을 억제할 수 있고, 결과적으로 케이블보다 높은 임펄스 내압의 컴팩트 케이블로 할 수 있을 뿐만 아니라 케이블의 수명 단축을 억제할 수 있다.

상기 내부 절연층(310) 및 상기 외부 절연층(330)은 각각 크라프트 펄프를 원료로 하는 크라프트(kraft)지를 횡권하고 절연유를 함침시킴으로써 형성할 수 있고, 이로써 상기 내부 절연층(310) 및 상기 외부 절연층(330)은 중간 절연층(320)에 비해 낮은 저항율 및 높은 유전율을 가질 수 있다. 상기 크라프트지는 크라프트 펄프 중의 유기 전해질을 제거하여 우수한 유전정접 및 유전율을 얻기 위해 크라프트 펄프를 탈 이온수로 수세처리함으로써 제조될 수 있다.

상기 중간 절연층(320)은 플라스틱 필름의 표면, 이면, 또는 이들 모두에 크라프트지가 적층된 반합성지를 횡권하고 절연유를 함침시킴으로써 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 중간 절연층(320)은 플라스틱 필름을 포함하고 있으므로 상기 내부 절연층(310) 및 상기 외부 절연층(330)에 비해 높은 저항율, 낮은 유전율, 높은 직류절연내력 및 임펄스 파괴내압을 지니고 있으며, 상기 중간 절연층(320)의 높은 저항율에 의해 직류전계를 직류 내전계 강도에 강한 상기 중간 절연층(320)에 집중시키고, 또한 낮은 유전율로 임펄스 전계에 강한 중간 절연층(320)에 임펄스 전계를 집중시키는 것으로 전체로써의 절연층(300)을 컴팩트하게 하여, 그 결과, 상기 케이블의 외경을 축소하는 것이 가능해진다.

여기서, 상기 내부 절연층(310), 상기 중간 절연층(320) 및 상기 외부 절연층(330)을 각각 형성하는 크라프트지 또는 반합성지는 횡권시 바람직하게는 갭권에 의해 횡권됨으로써 절연유 함침시 절연유가 이동하는 통로를 확보하는 것이 유리하여 함침시간을 단축할 수 있고, 동시에 상기 전력 케이블에 반복적인 굴곡 및 굴곡핌이 적용되는 경우에도 상기 크라프트지 및 상기 반합성지의 파손을 효과적으로 억제할 수 있다.

상기 중간 절연층(320)을 형성하는 반합성지에서 상기 플라스틱 필름은 상기 케이블의 운용시 발열에 의해 팽창하여 유류저항을 증가시키는 것으로 상기 절연층(300)에 함침된 절연유가 상기 외부 반도전층(400) 쪽으로 이동하는 것을 억제하여 상기 절연유의 이동에 의한 탈유 보이드의 생성을 억제하고, 결과적으로 상기 탈유 보이드에 의한 전계 집중 및 절연 파괴를 억제할 수 있다. 여기서, 상기 플라스틱 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지나 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로 폴리프로필렌 공중합체, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체 등의 불소 수지로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 내열성이 우수한 폴리프로필렌 단독중합체 수지로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 반합성지는 상기 플라스틱 필름의 두께가 전체 두께의 40 내지 70%일 수 있다. 상기 플라스틱 필름의 두께가 상기 반합성지 전체 두께의 40% 미만인 경우 상기 중간 절연층(320)의 저항율이 불충분하여 케이블의 외경이 증가할 수 있는 반면, 70% 초과인 경우 반합성지의 가공, 즉 제조가 어려워지며 절연유의 유통로 부족으로 함침이 어려워질 수 있고, 고가가 될 가능성이 있다.

상기 내부 절연층(310)은 상기 절연층(300) 전체 두께의 1 내지 10%의 두께를 가질 수 있고, 상기 외부 절연층(330)은 상기 절연층(300) 전체 두께의 1 내지 15%의 두께를 가질 수 있고, 상기 중간 절연층(320)은 상기 절연층(300) 전체 두께의 75% 이상의 두께를 가질 수 있다. 이로써, 상기 내부 절연층(310)의 최대 임펄스 전계 값이 상기 중간 절연층(320)의 최대 임펄스 전계 값보다 낮을 수 있다. 만약 내부 절연층의 두께가 필요 이상으로 증가될 경우, 중간 절연층(320)의 최대 임펄스 전계 값이 허용 최대 임펄스 전계 값보다 커지게 되며, 이를 완화하기 위해선 역으로 케이블 외경이 증가되는 문제점이 발생하게 된다. 그리고, 외부 절연층(330)은 내부 절연층보다 두께를 충분히 확보하는 것이 바람직한데, 이에 대해서는 후술한다.

그리고, 본 발명에서는 저항율이 작은 내부 절연층(310)과 외부 절연층(330)을 구비함으로써, 직류 고전계가 상기 도체(100)의 직상 및 상기 금속시스층(500)의 직하에 인가되는 것을 억제하면서도, 저항율이 높은 중간 절연층(320)의 두께를 75% 이상으로 설계함으로써, 충분한 절연 내력을 유지하면서 케이블 외경을 축소하는 것이 가능해진다.

이와 같이, 상기 절연층(300)을 구성하는 상기 내부 절연층(310), 상기 중간 절연층(320) 및 상기 외부 절연층(330)이 각각 정밀하게 제어된 상기 두께를 가짐으로써 상기 절연층(300)이 목적한 절연 내력을 가질 수 있는 동시에 케이블의 외경이 최소화될 수 있다. 또한, 상기 절연층(300)에 인가되는 직류 및 임펄스전계를 내전계상 가장 가장 유효하게 설계할 수 있으며, 직류와 임펄스의 고전계가 상기 도체(100)의 직상 및 상기 금속시스층(500)의 직하에 인가되는 것을 억제하여, 특히 전계에 취약한 케이블 접속부재의 절연 내력을 충분한 높이까지 상승시킬 수 있는 설계 수단을 적용할 수 있게 한다.

바람직하게는, 상기 외부 절연층(330)의 두께가 상기 내부 절연층(310)의 두께보다 크고, 예를 들어, 직류 500 kV의 케이블에선 상기 내부 절연층(310)의 두께는 0.1 내지 2.0 mm이고, 상기 외부 절연층(330)의 두께는 0.1 내지 3.0 mm이며, 상기 중간 절연층(320)의 두께는 15 내지 25 mm일 수 있다.

본 발명에 따른 케이블의 접속을 위한 연공 접속시 발생하는 열이 상기 절연층(300)에 인가되어 상기 중간 절연층(320)을 형성하는 반합성지의 플라스틱 필름이 녹을 수 있기 때문에, 상기 열로부터 상기 플라스틱 필름을 보호하기 위해 상기 외부 절연층(330)의 두께를 충분히 확보하는 것이 필요하고, 상기 내부 절연층(310)의 두께에 비해 두껍게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 외부 절연층(330)의 두께는 상기 내부 절연층(310) 두께의 1 내지 30배로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 중간 절연층(320)을 형성하는 반합성지의 시트의 두께는 70 내지 200 ㎛이고, 상기 내부 및 외부 절연층(310,320)을 형성하는 크라프트지의 두께는 50 내지 150 ㎛일 수 있다. 그리고, 상기 내부 및 외부 절연층(310,320)을 형성하는 크라프트지의 두께는 상기 반합성지를 구성하는 크라프트지의 두께보다 크도록 형성한다.

상기 내부 및 외부 절연층(310,320)을 형성하는 크라프트지의 두께가 과도하게 얇은 경우 강도가 불충분하여 지권시 기계적 손상을 줄 수 있고 목적한 두께의 절연층을 형성하기 위한 횡권의 횟수가 증가하게 되어 케이블의 생산성이 저하될 수 있으며, 상기 크라프트지의 횡권시 절연유의 주된 통로를 이루는 크라프트지 사이의 간극의 전체 체적이 감소하여 절연유 함침시 장시간이 소요될 수 있고 함침되는 절연유의 함량이 저하되어 목적한 절연 내력을 구현하기 곤란할 수 있다.

상기 절연층(300)에 함침되는 절연유는 종래 OF 케이블에 사용되는 저점도 절연유와 같이 케이블 길이 방향으로 순환되지 않고 고정되므로 상대적으로 높은 점도를 갖는 절연유를 사용한다. 상기 절연유는 상기 절연층(300)의 목적한 절연 내력을 구현하는 작용 뿐만 아니라 케이블의 굴곡시 절연지의 운동이 용이하도록 윤활 역할을 함께 수행할 수 있다.

상기 절연유는 특별히 제한되지 않지만 60℃의 동점도가 5 내지 500 센티스토크스(cSt)인 중점도 절연유를 사용하거나, 60℃의 동점도가 500 센티스토크스(cSt) 이상인 고점도 절연유를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어 나프텐계 절연유, 폴리스틸렌계 절연유, 광유, 알킬 벤젠이나 폴리부텐계 합성유, 중질 알킬레이트 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 절연유를 합성하여 사용할 수 있다.

상기 절연층(300)에 절연유를 함침시키는 공정은 상기 내부 절연층(310), 상기 중간 절연층(320) 및 상기 외부 절연층(330)이 각각 목적한 두께로 형성되도록 이들을 구성하는 상기 크라프트지 및 상기 반합성지를 각각 복수회 횡권하고, 진공 건조되어 상기 절연층(300)의 잔존 수분을 제거하고, 그 후, 절연유를 고압 환경 하에서 고온함침온도를 예를 들어, 100~120℃로 가열된 상기 절연유를 탱크에 주입하여 그 조건으로 일정 시간 동안 절연유를 절연층(300)에 함침시킨 후, 서서히 냉각됨으로써 수행될 수 있다.

상기 외부 반도전층(400)은 상기 절연층(300)과 상기 금속시스층(500) 사이의 불균일한 전하 분포를 억제하여 전계분포를 완화시키며 다양한 형태의 금속시스층(500)으로부터 상기 절연층(300)을 물리적으로 보호하는 기능을 수행한다.

상기 외부 반도전층(400)은 예를 들어 절연지에 도전성 카본 블랙을 처리한 카본지 등 반도전지(semi-conductive paper)의 횡권에 의해 형성될 수 있고, 바람직하게는 상기 반도전지의 횡권에 의해 형성되는 하부층 및 상기 반도전지와 금속화지가 갭권 또는 공권으로 횡권되어 형성되는 상부층을 포함할 수 있다.

또한, 상기 상부층에서 상기 반도전지와 상기 금속화지가 공권되는 경우 상기 금속화지와 상기 반도전지가 일정 부분 예를 들어 약 20 내지 80% 오버랩(overlap)되도록 교대로 횡권될 수 있다.

여기서, 상기 금속화지는 크라프트지, 카본지 등의 베이스 종이 위에 알루미늄 테이프, 알루미늄박 같은 금속박이 적층된 구조를 가질 수 있고, 상기 금속박에는 그 하부의 반도전지, 절연지, 반합성지 등에 절연유가 용이하게 침투할 수 있도록 복수개의 천공이 존재할 수 있으며, 이로써 상기 하부층의 반도전지가 상기 상부층의 반도전지를 통해 상기 금속화지의 금속박까지 원활하게 전기적으로 접촉하게 되고, 결과적으로 상기 외부 반도전층(400)과 상기 금속시스층(500)이 원활하게 전기적으로 접촉하게 됨으로써 상기 절연층(300)과 상기 금속시스층(500) 사이에 균일한 전계 분포가 형성될 수 있다.

또한, 상기 외부 반도전층(400)은 상기 금속시스층(500)과의 사이에 동선직입포(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 동선직입포는 부직포에 구리 와이어 2 내지 8 가닥이 직입된 구조로 상기 동선에 의해 상기 외부 반도전층(400)과 상기 금속시스층(500)을 원활하게 전기적으로 접촉시키는 기능을 수행하고, 추가로 상기 외부 반도전층(400)을 형성하기 위해 권취된 반도전지, 금속화지 등이 풀어지지 않고 앞서 기술한 구조를 유지할 수 있도록 이들을 견고하게 묶어주는 기능을 수행할 수 있으며, 열신축에 의한 케이블의 굴곡시 금속시스층(500)의 움직임에 따라 상기 금속화지 등이 찢어지는 등의 손상을 방지할 수 있다.

상기 금속시스층(500)은 케이블 내부에서 절연유가 외부로 새지 않게 하고, 직류 송전시의 케이블에 걸리는 전압을 도체(100)와 상기 금속시스층(500) 사이에 고정하여 케이블 일말단에서의 접지를 통해 케이블의 지락 또는 단락 사고 발생시 고장전류의 귀로로서 작용하여 안전을 도모하고, 케이블 외부의 충격, 압력 등으로부터 케이블을 보호하고, 케이블의 차수성, 난연성 등을 향상시키는 작용을 한다.

상기 금속시스층(500)은 예를 들어 순연 내지 합금연(lead alloy)으로 이루어진 연피시스에 의해 형성될 수 있다. 상기 금속시스층(500)으로서 상기 연피시스는 전기저항이 비교적 낮아 대전류통전체 기능을 겸하고, 심리스 타입(seamless type)으로 형성시 케이블의 차수성, 기계적 강도, 피로특성 등을 추가로 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 연피시스는 케이블의 내식성, 차수성 등을 추가로 향상시키고 상기 금속시스층(500)과 상기 케이블보호층(600) 사이의 접착력을 향상시키기 위해 표면이 부식 방지 컴파운드, 예를 들어, 블로운 아스팔트 등으로 도포될 수 있다.

상기 케이블보호층(600)은 예를 들어 금속보강층(630) 및 외부시스(650)를 포함하고, 내부시스(610), 상기 금속보강층(630) 상하에 배치된 베딩층(620,640) 등을 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 내부시스(610)는 케이블의 내식성, 차수성 등을 향상시키고, 기계적 외상, 열, 화재, 자외선, 곤충이나 동물로부터 케이블을 보호하는 기능을 수행한다. 상기 내부시스(610)는 특별히 제한되지 않지만 내한성, 내유성, 내약품성 등이 우수한 폴리에틸렌이나, 내약품성, 난연성 등이 우수한 폴리염화비닐 등으로 이루어질 수 있다.

상기 금속보강층(630)은 기계적 충격으로부터 케이블을 보호하는 기능을 수행하고, 부식을 방지하기 위해 아연 도금 강철 테이프, 스테인레스강 테이프 등으로 형성될 수 있고, 상기 아연 도금 강철 테이프는 표면에 부식 방지 컴파운드가 도포될 수 있다. 또한, 상기 금속보강층(630) 상하에 배치된 베딩층(620,640)은 외부로부터의 충격, 압력 등을 완화하는 기능을 수행하고, 예를 들어, 부직포 테이프에 의해 형성될 수 있다.

또한, 상기 금속보강층(630)은 상기 금속시스층(500)의 직상에 직접 또는 베딩층(620,640)을 통해 설치하는 것도 가능하다. 이러한 경우 상기 금속보강층(630) 내의 절연유의 고온 팽창에 의한 상기 금속시스층(500)의 팽창 변형을 억제하여 케이블의 기계적 신뢰성을 향상시킴과 동시에 금속시스층(500) 내의 절연층(300)과 반도전층(200,400)의 부분을 고유압화하여 절연내력을 향상시키는 효과가 있다.

상기 외부시스(650)는 상기 내부시스(610)와 실질적으로 동일한 기능 및 특성을 갖고, 해저터널, 육상터널구간 등에서의 화재는 인력 또는 설비 안전에 큰 영향을 주는 위험요소이므로 해당 지역에서 사용되는 케이블의 외부시스는 난연 특성이 우수한 폴리염화비닐을 적용하고, 관로구간의 케이블 외부시스는 기계적 강도, 내한성이 우수한 폴리에틸렌을 적용할 수 있다.

또한, 여기에선 도시하지 않았지만 금속시스(500)의 위에 내부시스(610)를 생략하고 바로 금속보강층(630)을 설치할 수 있으며, 금속보강층(630) 내측과 외측에는 필요에 따라 베딩층을 설치할 수 있다. 즉, 상기 금속시스층에서 외측을 향해 순차적으로 베딩층, 금속보강층, 베딩층 및 외부시스가 구비되도록 형성할 수 있다. 이 경우는 금속보강층(630)이 금속시스(500)의 변형은 허용해도 외주의 변화는 억제하기 때문에, 금속시스(500)의 피로특성상 바람직하며 케이블 통전시의 금속시스(500) 내의 케이블 절연층(300)의 유압을 높히고, 반대로 케이블 통전을 off했을 시의 온도 하강에 의한 절연유의 수축에 따른 유압의 하강을 보상하며, 유압이 높은 부분에서 내부반도전층(200)에서와 같이 급격하게 유압이 내려가는 부분에 유압차로 기름을 이동시켜 보충하는 효과가 발생하여 바람직하다.

또한, 상기 케이블이 해저케이블인 경우 상기 케이블보호층(600)은 예를 들어 철선외장(660)과 폴리프로필렌 얀 등으로 이루어진 외부 써빙층(670) 등을 추가로 포함할 수 있다. 상기 철선외장(660), 외부 써빙층(670) 등은 해저의 해류, 암초 등으로부터 케이블을 추가적으로 보호하는 기능을 수행할 수 있다.

또한, 상기 케이블이 해저케이블인 경우 상기 케이블보호층(600)은 예를 들어 철선외장(660), 폴리프로필렌 얀 등으로 이루어진 외부 써빙층(670) 등을 추가로 포함할 수 있다. 상기 철선외장(660), 외부 써빙층(670) 등은 해저의 해류, 암초 등으로부터 케이블을 추가적으로 보호하는 기능을 수행할 수 있다.

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 : 도체 200 : 내부 반도전층
300 : 절연층 400 : 외부 반도전층
500 : 금속시스층 600 : 케이블 보호층

Claims (17)

1. 도체;
   상기 도체를 둘러싸는 내부 반도전층;
   상기 내부 반도전층을 둘러싸고 절연유가 함침된 절연층;
   상기 절연층을 둘러싸는 외부 반도전층;
   상기 외부 반도전층을 둘러싸는 금속시스층; 및
   상기 금속시스층을 둘러싸는 케이블보호층을 포함하고,
   상기 내부 반도전층은 고분자 수지에 도전성 입자가 혼입된 고분자 복합소재로부터 형성된 반도전필름(semi-conductive film)의 횡권에 의해 형성되는 복수 개의 층을 포함하고, 상기 복수 개의 층은 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 하나 이상의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고분자 수지는 융점(Tm)이 120℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고분자 수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 불소고무 및 실리콘고무로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도전성 입자는 상기 고분자 복합소재의 총 중량을 기준으로 카본블랙 10 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고분자 복합소재는 상기 고분자 복합소재의 총 중량을 기준으로 산화방지제 0.05 내지 2 중량%, 열안정제 0.05 내지 2 중량% 및 금속 산화방지제 0.05 내지 2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
6. 삭제
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수 개의 층 중 상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 층 이외의 나머지 층은 반도전필름의 갭권에 의해 형성되는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 하나 이상의 층은 상기 도체의 직상에 배치되는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 반도전필름의 랩권에 의해 형성되는 하나 이상의 층은 이를 형성하는 반도전필름의 폭 중 오버랩(overlap)되는 비율인 오버랩율이 20 내지 60%인 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도전필름의 복수 개의 층은 2 내지 25개이고, 상기 내부 반도전층의 전체 두께는 0.1 내지 3.0 mm이며, 상기 반도전필름의 폭은 10 내지 30 mm인 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층은 절연지의 횡권에 의해 형성되는 복수 개의 층을 포함하고,
    상기 복수 개의 층은 절연지의 갭권에 의해 형성되는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층은 절연지의 횡권에 의해 형성되고,
    상기 절연지는 절연유가 함침된 크라프트(kraft)지 또는 반합성지를 포함하고,
    상기 반합성지는 플라스틱 필름 및 상기 플라스틱 필름의 적어도 한면에 적층된 크라프트(kraft)지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
13. 제12항에 있어서,
    상기 절연층은 내부 절연층, 중간 절연층 및 외부 절연층이 순차적으로 적층되고,
    상기 내부 절연층 및 상기 외부 절연층은 각각 절연유가 함침된 크라프트(kraft)지로 형성되고, 상기 중간 절연층은 절연유가 함침된 반합성지로 형성되는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
14. 제12항에 있어서,
    상기 절연유는 고점도 절연유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
15. 제14항에 있어서,
    상기 고점도 절연유는 60℃의 동점도가 500 센티스토크스(cSt) 이상인 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이블보호층은 내부시스, 베딩층, 금속보강층 및 외부시스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.
17. 제16항에 있어서,
    상기 케이블보호층은 철선외장 및 외부 써빙층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 케이블.

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