KR101906598B1 - 내화형 부스덕트 - Google Patents

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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명은 내화형 부스덕트에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 내화성 및 절연성이 우수한 절연부를 포함함으로써 화재 발생시에도 소정의 시간 동안 전력을 공급할 수 있고, 제조 원가가 낮으며 제조 공정이 단순한 내화형 부스덕트에 관한 것이다.

Description

내화형 부스덕트{Fire resistive bus duct}
본 발명은 내화형 부스덕트에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 내화성 및 절연성이 우수한 절연부를 포함함으로써 화재 발생시에도 소정의 시간 동안 전력을 공급할 수 있고, 제조 원가가 낮으며 제조 공정이 단순한 내화형 부스덕트에 관한 것이다.
전력 배선 방식으로 전선 케이블을 사용하는 것이 일반적인 방식이나, 고층 건물이나 대단위 공장 등에서는 배송하려는 전력이 증가하고 전력 설치 구조를 변경하여야 하는 등의 이유로 내부에 부스바를 구비하는 부스덕트에 의한 배선 방식을 채택하고 있다. 즉, 소정 길이의 부스덕트를 다수 개 연결하여 배선하는 방식을 채택하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도 1 내지 3은 부스덕트(100)의 예를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 부스덕트(100)는 상면 덕트(110), 하면 덕트(120) 및 상하면 덕트(110,120)를 연결하는 측면 덕트(130)로 구성된 하우징을 갖고, 상기 하우징 내부 공간에 전력을 배송하는 복수의 부스바(140)가 지지물(미도시)에 의해 지지되어 일정 간격으로 배치되는 구조로 되어있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부스바(140)는 전류가 흐르는 도체(142) 및 극성이 다른 도체 사이의 전기절연을 위한 절연체(141)로 이루어진다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 부스덕트(100)가 연결되는 접속부에 있어서, 하나의 부스덕트(100)의 말단에 돌출된 복수의 부스바(140)가 다른 부스덕트(100)의 말단에 돌출된 복수의 부스바(140) 사이의 공간에 각각 삽입되고 이들을 고정하기 위한 볼트가 체결되는 방식으로 상기 부스덕트들이 연결된다.
부스덕트는 도체와 절연체를 가지는 점에서 케이블과 공통점이 있으나, 케이블과 비교하여 볼 때, 전압강하 등 전기적 특성이 매우 우수한 부스바를 통해 고압의 전류를 전달하므로 동일한 부피의 도체로 많은 전력을 전달할 수 있는 장점이 있다. 또한, 부스바를 금속 덕트안에 내장함으로써 부스바를 구성하는 도체와 절연체를 외부 충격이나 이물질로부터 보호할 수 있다.
나아가, 부스덕트는 설치 점유면적이 상대적으로 적고 설치를 위한 별도의 부가 자재가 요구되지 않을 뿐만 아니라 전선 매설 작업 등 인력에 의한 작업요소가 감소되고 공정기간을 단축할 수 있으므로 비용적인 측면에서도 효율적이다. 또한, 배선의 증설 및 이설 작업의 수행에도 효과적이고, 사고 발생시 사고 처리가 용이하며, 계통의 단순화로 향후 유지 보수가 수월하다는 장점도 있다.
한편, 부스덕트가 채택되는 고층건물이나 대단위 공장 등의 경우 화재 발생시 막대한 인명피해로 이어질 수 있으므로 건물 내의 사람들이 대피할 수 있는 소정의 시간 동안 대피에 필요한 각종 전기시설, 예를 들어, 전기로 작동하는 출입문, 엘리베이터, 조명기구, 화재경보등 등에 전력을 공급하여야 한다. 따라서, 상기 부스덕트는 750℃ 이상, 바람직하게는 약 950℃의 고온에서 소정의 시간 동안 절연성능을 유지함으로써 전력을 공급할 수 있는 내화성이 요구되고 있는 실정이다.
그러나, 내화형 부스덕트에 관한 종래기술들은 충분한 내화 효과를 나타내지 않거나, 제조 원가가 높고 제조 공정이 복잡한 문제 등이 있다.
구체적으로, 한국공개특허 제10-2010-0032573호는 "내화 버스 덕트"에 관한 것으로, 에폭시 수지로 이루어진 절연부가 도체를 둘러싸고 형성되는 부스덕트를 개시하고 있으나, 상기 에폭시 수지는 절연 성형물 소재로 사용되는 경우 화재 발생시 750℃ 이상의 온도에서 상기 성형물의 구조가 붕괴되어 절연성능이 상실되는 문제가 있다.
또한, 한국등록실용신안 제2003-195290000호는 "내화절연된 버스바를 사용한 버스덕트의 접속부 구조"에 관한 것으로, 수백도 이상의 고온에서 절연성능을 유지하기 위해 마이카(mica)를 포함하는 절연용 스페이서가 추가로 설치된 부스덕트를 개시하고 있으나, 이는 부스덕트의 내화성을 위해 고가의 마이카를 포함하는 별도의 구조물이 설치되어 제조 원가가 높고 제조 공정이 복잡한 문제가 있다.
따라서, 내화성이 우수한 동시에 제조 원가가 저렴하고 제조 공정이 단순한 내화형 부스덕트의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 우수한 내화성 및 절연성으로 인해 750℃ 이상, 특히 약 950℃의 고온하에서 소정의 시간 동안 구조를 유지함으로써 절연성능을 유지할 수 있는 절연부를 포함함으로써 화재 발생시에도 소정의 시간 동안 전력을 공급할 수 있는 동시에, 내화성 확보를 위한 별도의 설비를 필요로 하지 않아 제조 원가가 저렴하고 제조 공정이 단순한 내화형 부스덕트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 하우징 내부에, 전류가 흐르는 복수의 도체 및 극성이 상이한 도체 사이 또는 상기 도체와 하우징 사이의 전기절연을 위한 절연부를 포함하는 부스덕트에 있어서, 상기 절연부가 폴리페닐렌설파이드, 유리섬유 및 광물섬유를 포함하는, 내화형 부스덕트를 제공한다.
여기서, 상기 절연부의 총 중량을 기준으로 상기 유리섬유의 함량이 30 내지 40중량%이고, 상기 광물섬유의 함량이 20 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 내화형 부스덕트를 제공한다.
또한, 상기 절연부가 무기 충전제, 탄화 억제제, 가공조제, 윤활제, 대전 방지제, 산화 방지제 및 착색제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하고, 상기 첨가제의 함량은 상기 절연부의 총 중량을 기준으로 3 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 내화형 부스덕트를 제공한다.
그리고, 상기 유리섬유가 E-Glass인 것을 특징으로 하는 내화형 부스덕트를 제공한다.
나아가, 상기 광물섬유가 규회석 섬유인 것을 특징으로 하는 내화형 부스덕트를 제공한다.
본 발명에 따른 내화형 부스덕트는, 우수한 내화성으로 인해 750℃ 이상, 특히 약 950℃의 고온하에서 소정의 시간 동안 구조를 유지하여 절연성능을 유지할 수 있는 절연부를 포함함으로써, 화재 발생시에도 소정의 시간 동안 전력을 공급할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 내화형 부스덕트는, 이에 포함된 절연부가 치수안정성을 비롯한 기계적/물리적 성질이 우수한 소재로 이루어짐으로써, 제조가 용이하고 안정적인 전력공급을 할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
나아가, 본 발명에 따른 내화형 부스덕트는, 내화성을 확보하기 위한 별도의 설비를 필요로 하지 않으므로, 제조 원가가 낮고 제조 공정이 단순한 효과를 나타낸다.
도 1은 종래의 부스덕트 중 하나의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 부스덕트의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 부스덕트 2개가 연결된 모습의 사시도이다.
도 4는 실시예 1에서 IEC 60331에 따른 시험 후 부스덕트 접속부 해체 사진이다.
도 5는 실시예 1과 비교예 2에서 IEC 60331에 따른 시험 후 부스덕트 접속부 해체 사진이다.
도 6은 비교예 3에서 IEC 60331에 따른 시험 후 부스덕트 외형 사진이다.
본 발명에 따른 내화형 부스덕트는 전류가 흐르는 복수의 도체 및 상기 도체들의 (+)(-) 양극 간의 전기절연 또는 상기 도체들과 덕트 내면 간의 전기절연을 위한 절연부를 포함하고, 상기 절연부는 폴리페닐렌설파이드(PPS), 유리섬유 및 광물섬유를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 도체는 덕트의 내부공간에 복수개가 소정의 간격으로 평행하게 배치될 수 있으며, 별도의 지지물에 의해 지지될 수 있다. 또한, 상기 도체는 알루미늄, 구리, 은도금 구리, 주석 등을 사용하는 것이 바람직하고, 정격전류 및 정격단시간 전류가 흘러도 충분히 견디는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 내화형 부스덕트는 상기 도체들의 (+)(-) 양극 간의 전기절연 또는 상기 도체들과 덕트 내면 간의 전기절연을 위해 절연부를 포함한다. 상기 절연부는 부스덕트 간의 접속부에 있어서 접속된 도체쌍들 사이에서의 전기절연을 위한 절연판, 도체 표면에 피복된 절연피복물, 덕트 내면과 도체 사이에 형성되는 공간에 충전된 절연물, 덕트 내면에서 도체를 지지하는 절연지지물 등의 수지 성형품을 포함한다. 상기 수지 성형품은 사출 또는 열간프레싱 등의 일반적인 수지 성형 공정으로 제조 가능하다.
본 발명에 있어서, 상기 절연부는 폴리페닐렌설파이드(PPS)를 기재로 하는 수지 조성물에 의해 제조된다.
상기 폴리페닐렌설파이드(PPS)는 반복 단위가 다음 화학식으로 표시되는 폴리머이다.
[화학식 1]
-(Ph-S)-
상기 화학식 1에서, Ph는 페닐렌기이고, S는 황을 나타낸다.
상기 반복 단위인 (Ph-S)를 1몰이라고 정의하면, 본 발명에서 사용되는 폴리페닐렌설파이드는 상기 반복 단위를 일반적으로 50몰% 이상, 바람직하게는 70몰%, 더욱 바람직하게는 90몰% 이상 함유한다.
상기 페닐렌기는 p-페닐렌, m-페닐렌, o-페닐렌, 알킬(바람직하게는, 탄소 원자수 1 내지 6의 알킬기) 치환 페닐렌, 페닐 치환 페닐렌, 할로겐 치환 페닐렌, 아미노 치환 페닐렌, 아마이드 치환 페닐렌, p,p'-다이페닐렌설폰, p,p'-바이페닐렌, p,p'-바이페닐렌에테르, p,p'-바이페닐렌카보닐, 나프탈렌 등을 들 수 있다.
상기 페닐렌기로 이루어지는 폴리페닐렌설파이드는 동일한 반복 단위로 이루어지는 호모폴리머, 2종 이상의 다른 페닐렌기로 이루어지는 코폴리머 및 이들의 혼합물일 수 있다.
폴리페닐렌설파이드 중에서도, p-페닐렌 설파이드를 반복 단위의 주요 구성 요소로 하는 폴리페닐렌설파이드가 가공성이 우수하고 또한 공업적으로 입수가 용이하기 때문에 특히 바람직하다. 이밖에, 폴리페닐렌케톤설파이드, 폴리페닐렌케톤케톤설파이드 등을 사용할 수 있다.
상기 코폴리머의 구체예로는, p-페닐렌설파이드의 반복단위와 m-페닐렌설파이드의 반복 단위를 갖는 랜덤 또는 블록 코폴리머, 페닐렌설파이드의 반복 단위와 페닐렌케톤설파이드의 반복 단위를 갖는 랜덤 또는 블록 코폴리머, 페닐렌설파이드의 반복 단위와 페닐렌설폰설파이드의 반복 단위를 갖는 랜덤 또는 블록 코폴리머 등을 들 수 있다. 이들 폴리페닐렌설파이드는 결정성 폴리머인 것이 바람직하다.
폴리페닐렌설파이드는, 극성 용매 중에서, 알칼리 금속 황화물과 다이할로겐 치환 방향족 화합물을 중합 반응시키는 공지된 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기 극성 용매로서 N-메틸-2-피롤리돈 등의 N-알킬피롤리돈, 또는 1,3-다이알킬-2-이미다졸리디논, 테트라알킬요소, 헥사알킬인산트리아미드 등으로 대표되는 방향족 유기 아마이드 용매가 반응계의 안정성이 높고 고분자량의 폴리머를 얻기 쉽기 때문에 바람직하다.
상기 알칼리 금속 황화물로는, 예를 들어, 황화리튬, 황화나트륨, 황화칼륨, 황화루비듐, 황화세슘 등을 들 수 있다. 반응계 중에서 수황화나트륨과 수산화나트륨을 반응시키는 것에 의해 생성된 황화나트륨도 사용할 수 있다.
상기 다이할로겐 치환 방향족 화합물로는, 예를 들어, p-다이클로로벤젠, m-다이클로로벤젠, 2,5-다이클로로톨루엔, p-다이브로모벤젠, 2,6-다이클로로나프탈렌, 1-메톡시-2,5-다이클로로벤젠, 4,4'=다이클로로바이페닐, 3,5-다이클로로벤조산, p,p'-다이클로로다이페닐에테르, 4,4'-다이클로로페닐설폰, 4,4'-다이클로로다이페닐설폭사이드 및 4,4'-다이클로로다이페닐케톤 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 폴리페닐렌설파이드에 다소의 분기 구조 또는 가교 구조를 도입하기 위해, 1분자당 3 내지 6개의 할로겐 치환기를 갖는 폴리할로겐 치환 방향족 화합물을 병용할 수 있다.
상기 폴리할로겐 치환 방향족 화합물로는, 예를 들어, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,3-트리브로모벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리브로모벤젠, 1,3,5-트리클로로벤젠, 1,3,5-트리브로모벤젠, 1,3-다이클로로-5-브로모벤젠 등의 트리할로겐 치환 방향족 화합물 및 이들의 알킬 치환체를 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 경제성, 반응성, 물성 등의 관점에서, 1,2,4-트리클로로벤젠, 1,3,5-트리클로로벤젠 및 1,2,3-트리클로로벤젠이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 직쇄상의 폴리페닐렌설파이드를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 중합 후에 각종 세정 조작이나 열처리를 실시한 폴리페닐렌설파이드도 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 절연부를 구성하는 수지 조성물은 폴리페닐렌설파이드 이외에 유리섬유를 포함한다. 상기 유리섬유는 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로부터 제조되는 성형품의 구조를 강화하고 내열성을 추가로 부여한다. 유리섬유는 그 구성성분 및 이에 따른 물성에 따라 아래 표 1에 나타난 바와 같이 A-Glss, C-Glass, E-Glass, S-Glass, AR-Glass 등으로 분류할 수 있다.
성분 A-Glass C-Glass E-Glass S-Glass AR-Glass
SiO2 72.0 65.0 55.2 65.0 60.7
Al2O3 2.5 4.0 14.8 25.0 -
B2O3 0.5 5.0 7.3 - -
MgO 0.9 3.0 3.3 10.0 -
CaO 9.0 14.0 18.7 - -
Na2O 12.5 8.5 0.3 - 14.5
K2O 1.5 - 0.2 - 2.0
Fe2O3 0.5 0.5 0.3 - -
F2 - - 0.3 - -
LiO2 - - - - 1.3
ZrO2 - - - - 21.5
(단위: 중량%)
상기 유리섬유들의 특징적인 물성을 간략하게 설명하자면, C-Glass는 산 침식에 강한 특성을 나타내고, E-Glass는 전기적 물성, 내열성, 내구성, 강도 등이 우수하며, S-Glass는 높은 인장강도, 탄성률 등이 우수하나 고가이고, AR-Glass는 알칼리 침식에 강한 특성을 나타낸다. 본 발명에 따른 내화형 부스덕트의 절연부에 사용되는 유리섬유는 전기적 물성, 내열성 등이 우수한 E-Glass가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 유리섬유의 형상에는 특별한 제한이 없고, 스트랜드(strand)상, 구상, 판상, 부정형 등일 수 있다. 바람직하게는, 상기 유리섬유의 단면의 짧은 직경은 0.5 내지 25㎛이며, 단면의 긴 직경은 1.0 내지 250㎛이다. 유리섬유의 단면이 너무 가는 경우, 유리 섬유의 방사가 곤란한 경우가 있고, 너무 굵은 경우, 수지와의 접촉 면적의 감소 등에 의해 유리섬유의 보강재로서의 보강효과가 감소하는 경우가 있다.
또한, 상기 유리섬유의 단면의 짧은 직경을 D1, 단면의 긴 직경을 D2라고 했을 때, D1/D2로 표시되는 편평율은 바람직하게는 0.1 내지 0.5, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.3이다. 상기 편평율이 0.1 미만인 경우, 수지 성형품의 굽힘 강도가 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 유리섬유의 함량은 제조되는 절연부의 총 중량을 기준으로 30 내지 40중량%인 것이 바람직하다. 상기 유리섬유의 함량이 30중량% 미만인 경우에는, 절연부의 내열성, 내화성, 강성 등이 저하될 우려가 있으며, 반면 함량이 40중량% 초과인 경우에는, 수지 조성물의 유동성이 저하되고 수지 성형품인 절연부의 충격 강도 및 치수 안정성이 저하될 우려가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 절연부를 제조하는 수지 조성물은 폴리페닐렌설파이드 및 유리섬유 이외에 광물섬유를 추가로 포함한다. 상기 광물섬유는 1000℃ 이상의 온도에서도 열적으로 매우 안정적이므로 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물에 의해 제조되는 성형품의 구조를 강화하는 동시에 내열성을 추가로 부여한다.
상기 광물섬유는 탄소 섬유, 타이타늄산칼륨 휘스커(whisker), 산화아연 휘스커, 산화아연 휘스커, 붕산알루미늄 휘스커, 아라마이드 섬유, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 세라믹 섬유, 규회석 섬유, 석면 섬유, 석고 섬유, 금속 섬유 또는 이들의 배합일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 광물섬유의 형상에는 특별한 제한이 없고, 스트랜드(strand)상, 구상, 판상, 부정형 등일 수 있다.
아울러, 상기 광물섬유는 아이소시아네이트계 화합물, 유기 실레인계 화합물, 유기 타이타네이트계 화합물, 유기 보레인계 화합물, 에폭시 화합물 등에 의해 예비 처리한 후 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 광물섬유의 함량은 제조되는 절연부의 총 중량을 기준으로 20 내지 30중량%인 것이 바람직하다. 상기 광물섬유의 함량이 20중량% 미만인 경우, 절연부의 내열성, 내화성 등이 저하될 우려가 있으며, 반면 함량이 30중량% 초과인 경우에는, 수지 조성물의 유동성이 저하되어 성형품으로의 가공이 곤란하고, 제조된 성형품의 치수 안정성이 저하되어 표면 조도가 불량하고 뒤틀림 등이 관찰될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 절연부를 구성하는 수지 조성물은 기재인 폴리페닐렌설파이드와 필수 첨가물인 유리섬유 및 광물섬유 이외에, 다른 무기 충전제, 탄화억지제, 가공조제, 윤활제, 대전 방지제, 산화 방지제 및 착색제 등으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 절연부의 총 중량을 기준으로 3 내지 10중량%일 수 있다.
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.
[ 실시예 ]
아래 실시예 및 비교예에서 사용한 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 유리섬유 및 광물섬유는 다음과 같다.
(1) 폴리페닐렌설파이드(PPS)
제품명: PPS Natural Pellet(CAS No.: 9016-75-5); 제조원: 아사히케미칼(Asahi Chemical)
(2) 폴리페닐렌옥사이드(PPO)
제품명: Noryl* Resin SE1GFN2; 제조원: 사빅 이노베이티브 플라스틱스(SABIC Innovative Plastics)
(3) 유리섬유
제품명: E-Glass CS03-165A; 제조원: 오웬스코닝(Owenscorning)
(4) 광물섬유
제품명: 규회석 XA-400; 제조원: 코츠코리아(KOCH Korea)
[ 실시예 1]
(1) 수지 조성물의 제조
폴리페닐렌설파이드(PPS) 30 중량부, 유리섬유 40 중량부 및 광물섬유 30 중량부를 압출기(실린더 온도를 280 내지 350℃로 설정)를 이용하여 용융 혼련함으로써 펠렛을 제조하였다.
(2) 수지 성형품인 절연판 및 이를 포함하는 부스덕트 제조
상기 (1)에서 제조한 수지 조성물을 이용하여 사출성형 장치(대명정공)에 의해 부스덕트용 절연판을 제조한 후, 이를 포함하는 부스덕트를 제조하였다.
(3) 수지 성형품의 치수 안정성 평가
상기 (2)에서 제조한 수지 성형품인 부스덕트용 절연판의 표면 및 뒤틀림 여부를 육안으로 관찰했다. 상기 절연판의 표면의 표면조도는 양호했고, 뒤틀림 역시 관찰되지 않았다.
(4) 부스덕트의 내화성 평가
IEC 60331 국제표준에 따라 부스덕트의 내화성을 평가했다. 구체적으로, 상기 (2)에서 제조한 부스덕트에 교류 1000V를 인가한 상태에서 그 하부에 750℃의 화염(프로판: 5±0.25 ℓ/min, Air: 80±5 ℓ/min)을 90분간 인가한 후, 30분간 식히며 전압 인가를 유지했다. 도 4 및 5에 나타난 바와 같이, 90분간의 화염 인가 완료 후 절연판은 절연성능을 유지하기 위해 필요한 최소한의 구조가 유지되는 것으로 보이고, 실제로 2.2 GΩ의 절연 저항이 측정되어, 절연성능을 유지하고 있음을 확인했다.
또한, BS 6387 표준에 따라 부스덕트의 내화성을 평가했다. 구체적으로, 상기 (2)에서 제조한 부스덕트에 교류 1000V를 인가한 상태에서 그 하부에 950℃의 화염(프로판: 5±0.25 ℓ/min, Air: 80±5 ℓ/min)을 3시간 동안 인가한 후, 30분간 식히며 전압 인가를 유지했다. 3시간의 화염 인가 완료 후 절연판은 그 구조가 유지되고 2.2GΩ의 절연 저항이 측정되어, 절연성능을 유지하고 있음을 확인했다.
[ 실시예 2 및 비교예 1 내지 3]
(1) 수지 조성물의 제조
실시예 2 및 비교예 1 내지 3에서 사용된 수지 조성물은 아래 표 3에 나타난 성분 및 배합비를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다.
(2) 수지 성형품인 절연판 및 이를 포함하는 부스덕트의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 각각의 절연판 및 이를 포함하는 각각의 부스덕트를 제조하였다.
(3) 수지 성형품의 치수 안정성 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가했다. 아래 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 2, 비교예 2 및 3에서 사용된 절연판은 표면조도가 양호하고 뒤틀림도 관찰되지 않았으나, 비교예 1에서 사용된 절연판은 표면이 거칠고 뒤틀림이 관찰되었다.
(4) 부스덕트의 내화성 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가했다. 도 5에 나타난 바와 같이, 비교예 2에서는 IEC 60331 표준에 따른 화염 인가 후 절연판의 구조가 붕괴되고, 도 6에 나타난 바와 같이, 비교예 3에서는 IEC 60331 표준에 따른 화염 인가 개시 후 20분만에 부스덕트 접속부의 내부 구조 붕괴에 의해 전체적으로 주저앉은 모습을 나타내고 있다. 실제로, 비교예 1 내지 3의 부스덕트는 IEC 60331 국제표준 및 BS 6387 표준에 따른 화염 인가 후 절연판과 외함인 덕트 사이의 절연 저항이 0Ω으로 측정되어, 상기 절연판의 절연성능 상실과 외함인 덕트와의 통전이 확인되었다.
[ 실시예 1 및 비교예 3의 수지 조성물의 물성평가]
아래 표 2에 정리된 실시예 1 및 비교예 3의 수지 조성물의 물성평가는 국제공인증시험기관인 한국고분자시험연구소의 실험 결과이다.
특성 시험법ASTM 단위 실시예 1의
수지 조성물		 비교예 3의
수지 조성물



열적성질		 열변형온도 D648
(1.820MPa)		 ℃ 250▲
(over range)		 132
선팽창계수 TMA 10-5/K 2 3.6
난연성 UL94 - V-0(0.75) V-1
내열성 Class B 이상
(Tg 130℃ 이상)		 A


기계적성질		 인장강도 D638 MPa 104.5 106
신율 D638 % 2.01 5
충격강도 D256 J/m2 7243 96
굴곡강도 D790,23℃ MPa 181.09 151
굴곡탄성율 D790 MPa 10414 5720


물리적성질		 비중 D792,23℃ - 1.953 1.23
흡수율 D570,
23℃,24hr		 % 0.02 0.06
회분 D5630 % 66.43 ~20
성형수축율 D955 % 0.2~0.4 0.2~0.5

성형조건		 건조온도 ℃ 120~150
건조시간 hr 2~5
수지온도 ℃ 290~330
금형온도 ℃ 130~160 ~100
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 조성물은 비교예 3의 폴리페닐렌옥사이드(PPO)의 수지 조성물에 비해 내화성에서 요구되는 열적성질 뿐만 아니라, 기타 성형 등에서 요구되는 전반적인 기계적/물리적 성질도 우수한 것으로 확인되었다.
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3의 결과를 아래 표 3에 정리했다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3

조성
(중량%)		 PPS 30 40 60 50
PPO 70
유리섬유 40 30 40 30
광물섬유 30 30 40 10
IEC 60331 시험 750℃/90분 합격 합격 불합격 불합격 불학격
BS 6387 시험 950℃/3시간 합격 합격 불합격 불합격 불합격
치수 안정성 평가 육안관찰 양호 양호 불량 양호 양호
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 2에 해당하는 본 발명에 따른 내화형 부스덕트는, 절연성능을 발휘하기 위해 요구되는 우수한 치수안정성을 갖는 동시에, 우수한 내화성으로 인해 750℃ 이상, 특히 약 950℃의 고온하에서 소정의 시간 동안 구조를 유지하여 절연성능을 유지할 수 있는 절연부를 포함함으로써, 화재 발생시에도 소정의 시간 동안 전력을 공급할 수 있는 우수한 효과를 나타내는 반면, 비교예 1 내지 3의 부스덕트는 절연부의 치수 안정성이 불량하여 우수한 절연성능을 발휘할 수 없거나 절연부의 내화성이 불충분하여 화재 발생시 소정의 시간 동안 전력을 공급할 수 없는 것으로 확인되었다.
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 : 부스덕트 110 : 상면 덕트
120 : 하면 덕트 130 : 측면 덕트
140 : 부스바 141 : 절연부
142 : 도체

Claims (5)

  1. 하우징 내부에, 전류가 흐르는 복수의 도체 및 극성이 상이한 도체 사이 또는 상기 도체와 하우징 사이의 전기절연을 위한 절연부를 포함하는 부스덕트에 있어서,
    상기 절연부가 폴리페닐렌설파이드, 유리섬유 및 광물섬유를 포함하고,
    상기 절연부의 총 중량을 기준으로 상기 유리섬유의 함량이 30 내지 40중량%이고, 상기 광물섬유의 함량이 20 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 내화형 부스덕트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연부가 무기 충전제, 탄화 억제제, 가공조제, 윤활제, 대전 방지제, 산화 방지제 및 착색제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하고, 상기 첨가제의 함량은 상기 절연부의 총 중량을 기준으로 3 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 내화형 부스덕트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리섬유가 E-Glass인 것을 특징으로 하는 내화형 부스덕트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광물섬유가 규회석 섬유인 것을 특징으로 하는 내화형 부스덕트.
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