KR101955764B1 - 전자파 차폐 실드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자파를 차폐하는 실드 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전선에서 발생하는 전자파를 차단 또는 특정 방향으로 반사하는 모듈을 사용함으로써 전자파를 차폐하는 실드 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 전자파를 차폐하는 실드 장치에 있어서, 전선에서 발생하는 전자파를 차단 또는 특정 방향으로 반사하는 차폐 모듈; 일면이 상기 차폐 모듈과 결합하고, 타면이 상기 전선과 결합하여, 상기 차폐 모듈이 상기 전선의 일부분을 감싸도록 하는 결합 부착 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 실드를 제공한다.

Description

전자파 차폐 실드{Shielding apparatus for electro-magnetic wave}

본 발명은 전자파 차폐 실드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자파를 차단 또는 반사하여 전자파를 차폐하는 전자파 차폐 실드에 관한 것이다.

발전소를 건설할 때 발전소에서 생산되는 전력을 수송하는 송전탑의 설치는 필수적이다. 송전탑을 통해 전기에너지가 수송될 때, 고압선로를 따라 자기장이 유도되게 된다. 이격거리 60m 기준으로 154kV 송전탑에선 약 1.8mG, 345kV 송전탑에선 약 2.3mG, 765kV 송전탑에선 약 5.5mG 정도의 자기장이 검출되게 된다.

국내에서는 상기에서 명시된 자기장이 인체에 미치는 영향에 대한 논란이 지속되고 있다. 국제암연구소(IARC)는 자기장의 발암성에 대해 2B등급(발암가능)으로 분류하고 있고, 환경부 산하연구기관인 한국환경정책평가연구원이 2002년 11월 펴낸 ‘고압선로 전자파의 효율적 관리방안 연구’에 따르면 3~4mG(밀리가우스, milligauss) 이상의 자기장에 주기적이고 지속적으로 노출될 경우 소아백혈병 등과 같은 암질병이 발생할 수 있다’는 논문이 발표되었다.

이에 대해서, 전송탑에 설치된 고압 선로에서 방출되는 자기장이 인체에 미치는 영향을 최소화하기 위한 기술에 대한 개발이 필요하다. 이와 관련하여 자기장 차폐를 위한 물질의 유전상수와 자기장의 주파수를 고려하여 전자파 차폐 실드를 설계하는 기술이 필요하게 된다.

기존의 발명은 자기장 차폐를 위한 구조물이나, 차폐층이 포함된 선로를 제시하게 되는데, 이는 기존의 설치된 고압선로 인프라에 적용시키기 곤란하고, 비용도 급격히 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명은 기존의 인프라에 적용시키는 것이 가능하고, 비용이 저렴한 전자파 차폐 실드를 제공할 수 있다.

또한, 기 설치된 송전탑의 고압 선로에 부착이 가능한 전자파 차폐 실드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 자기장의 차폐가 아닌 실드를 통한 감쇄 및 상쇄를 유도하여 전자파 차폐 실드의 생산 단가를 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드는 전선에서 발생하는 전자파를 특정 방향으로 차단 또는 반사하는 차폐 모듈, 일면이 상기 차폐 모듈과 결합하고, 타면이 상기 전선과 결합하여, 상기 차폐 모듈이 상기 전선의 일부분을 감싸도록 하는 결합 부착 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자파 차폐 실드는 전선에서 발생하는 전자파를 특정 방향으로 차단 또는 반사하도록 상기 전선에 접합성 수지를 이용하여 부착되는 차폐 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차폐 모듈은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 금속은 알루미늄인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 알루미늄의 두께는 0.01~0.04cm인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 차폐 모듈은 상기 전선이 방사한 전자파를 금속 내부의 내부감쇄로 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 차폐 모듈이 반사한 전자파와 다른 전선이 방출하는 전자파의 상쇄간섭으로 차폐하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 결합 부착 모듈은 상기 차폐 모듈 및 상기 전선과 용접, 결합 핀, 클립 및 테이핑 중 적어도 하나의 방법을 사용하여 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드는 전자파를 차단 또는 반사하여 전자파를 차폐하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드는 기존의 인프라에 적용시키는 것이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드는 비용이 저렴한 전자파 차폐 실드를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드는 기 설치된 송전탑의 고압 선로에 부착이 가능한 전자파 차폐 실드를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 일부 전자파를 차단시키는 내부감쇄를 이용하고 반사되는 전자파의 위상을 다른 전선의 전자파와 상쇄간섭을 유도하여 기존 단순 차단보다 높은 송전탑에 설치된 전선의 무게 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 전자파가 금속 내부에 입사됐을 때 주파수에 따라 차단되는 차폐 계수를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드를 부착하기 전의 모습(a) 및 전자파 차폐 실드가 전선에 설치된 후의 모습(b)을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드가 송전타워에 부착된 고압선에 설치되어 마주보는 수평위치의 두 고압선에서 발생하는 자기장을 상쇄감쇄하는 것을 나타내는 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 전자파 차폐 실드의 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드의 단면도를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드는 차폐 모듈(100) 및 결합 부착 모듈(200)을 포함한다.

차폐 모듈(100)의 소재는 알루미늄으로 구현되는 것이 적당하나, 이에 한정되지 않고, 전자파를 차폐할 수 있는 금속이라면 어떠한 금속도 차폐 모듈의 소재가 될 수 있다.

도 2를 참조하면, 차폐 모듈(100)은 고압 선로의 자기장 환경에 따른 실드의 차폐 계수 선정 방법은 주파수와 금속 종류에 따라 결정될 수 있다.

여기서, 상기 차폐 계수는, 다음의 수학식에 의해 계산될 수 있다.

(수학식 1)

SE(차폐 계수) =

(반사) +

(감쇄) +

(다중 반사).

여기서,

는 반사에 의한 차폐 계수이고,

는 금속 내부의 감쇄에 의한 ㅊ폐 계수이며,

은 금속 내부의 다중 반사에 의한 차폐 계수이다.

본 발명에선 상기 수학식 1의

(반사)의 값을 높이는 데 중점을 두었으며, 거주 지역으로 향하는 전자파를 차폐시키거나 반사시켜 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다. 상기

은 다음의 수학식에 의해 계산될 수 있다.

(수학식 2)

도 2를 참조하면, 인체에 영향을 끼칠 수 있는 고압 선로에서 발생하는 전자파를 전자파 차폐 실드를 설치하여 그 차폐율을 상기 수학식 1 및 상기 수학식 2으로 계산함으로써 용이하게 실드의 설계를 수행할 수 있다.

또한, 후술하는 금속의 두께는 도면 2를 참조하여 유효범위를 계산할 수 있다.

도 2를 참조하면, 60Hz에서 차폐에 필요한 알루미늄 두께는 1.08 cm이고 본 발명의 일시예에 따른 차폐 모듈(100)은 도 2에서 도출된 알루미늄의 두께인 1.08cm보다 얇은 두께로 구성하여 동일 혹은 더 향상된 전자파 차폐 성능을 얻을 수 있다.

이에 관하여 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 전선에서 발생하는 전자파의 주파수가 60Hz 일 때 알루미늄의 표피 깊이(skin depth)는 1.08cm이다.

상기 알루미늄의 두께가 이보다 얇을 경우 SE(차폐 계수)는 상기 알루미늄의 전기전도도에만 의존하게 된다.

또한, 반사에 의한

(반사)는 전기전도도가 높은 금속일수록 증가한다.

여기서, 상기 조건에 따른 SE(차폐 계수)는 다음의 수학식에 의해 계산될 수 있다.

(수학식 3)

여기서, Zo는 free space의 impedance(337 Ω)이고, Rs 매질의 specific surface resistivity(1/σd)이다.

도 2를 참조하면 60Hz일 경우 SE(차폐 계수)는 98dB로 도체가 두께가 표피 두께보다 얇을 경우인 0.01~0.04cm을 가질 때 알루미늄의 차폐 계수는 70~80dB로 구해진다.

따라서, 전선에서 방사되는 자기장이 2~5mG 경우 상기 전자파 차폐 실드는 0.2~0.5mG로 자기장을 줄일 수 있다.

하지만, 도 2, 상기 수학식 1, 상기 수학식 2 및 상기 수학식 3은 고압 선로가 거구주역에 미치는 전자파 차폐를 위한 차폐 계수 계산의 예시에 불과한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드를 부착하기 전의 모습(a)인 형태로 생산 및 운송에 원활하도록 출하할 수 있다.

도 3의 (a)를 참조하면, 전선(300)에 박막형태인 전자파 차폐 모듈(100)과 유연한 고무 소재 및 에폭시의 혼합 소재인 결합 부착 모듈(200)은 평평한 상태로 부착 시에 전선을 감싸는 형태로 변형될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드가 전선에 설치된 후의 모습(b)을 나타내는 도면이다.

도 3의 (b)를 참조하면, 전선(300)에 부착하게 되는 결합 부착 모듈(200)은 전선의 움직임에 따라 절연체 성질을 띠는 유연한 고무 소재 및 에폭시의 혼합 소재이다.

결합 부착 모듈(200)은 전선에 부착 가능한 형태로 도체인 실드 부분과 접착 시키는 역할을 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 실드가 송전타워에 부착된 고압선에 설치되어 마주보는 수평위치의 두 고압선에서 발생하는 자기장을 상쇄감쇄하는 것을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일시시예는 차폐 모듈(100)이 다수로 구성되어 있을 경우 더 향상된 전자파 차폐 효과를 얻을 수 있다.

상기 차폐 모듈의 금속의 내부에서 전자파가 감쇄하는 내부 감쇄를 이용하여 일차적인 전자파 차폐 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 차폐 모듈에서 반사된 전자파를 다른 전선에서 방사되는 전자파와 위상을 반대로 하여 서로 상쇄 간섭을 일으켜 전자파 차폐 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 차폐 모듈이 복수의 차폐 모듈일 경우 각각 위상이 반대로 전환된 반사파로 다른 복수의 전선의 전자파를 서로 상쇄 간섭을 일으켜 전자파 차폐 효과를 얻을 수 있다.

도 4를 참조하면, 전자파 차폐 모듈이 설치되지 않은 송전탑에 위치한 전선(30) 이고 전자파 차폐 모듈이 설치된 전선(40)이다. 이때, 도 4에 표현된 원들은 금속 내부감쇄에 의한 전자파 감쇄 효과로 차폐된 전자파(60), 상기 차폐 모듈로 반사된 전자파와 전선(30)에서 방출되는 전자파와 상쇄 간섭 효과로 차폐된 전자파(70), 상기 차폐 모듈로 반사된 전자파와 전선(30)에서 방출되는 전자파와 상쇄 간섭 효과로 차폐된 전자파(80) 및 상기 차폐 모듈로 반사된 전자파와 전선(30)에서 방출되는 전자파와 상쇄 간섭 효과로 차폐된 전자파(90)을 나타낸다. 이를 종합하면, 도 4에서 보는 바와 같이, 자계분포가 감소하게 된다.

30 : 전자파 차폐 모듈이 설치되지 않은 전선
40 : 전자파 차폐 모듈이 설치된 전선
60 : 금속 내부감쇄에 의한 전자파 감쇄 효과로 차폐된 전자파
70 : 상기 차폐 모듈로 반사된 전자파와 전선(30)에서 방출되는 전자파와 상쇄 간섭 효과로 차폐된 전자파
80 : 상기 차폐 모듈로 반사된 전자파와 전선(30)에서 방출되는 전자파와 상쇄 간섭 효과로 차폐된 전자파
90 : 상기 차폐 모듈로 반사된 전자파와 전선(30)에서 방출되는 전자파와 상쇄 간섭 효과로 차폐된 전자파
100 : 전자파 차폐 모듈
200 : 결합 부착 모듈
300 : 전선

Claims (6)

1. 전선에서 발생하는 전자파를 특정 방향으로 차단 또는 반사하는 차폐 모듈; 및
   일면이 상기 차폐 모듈과 결합하고, 타면이 상기 전선과 결합하여, 상기 차폐 모듈이 상기 전선 단부의 일부분을 감싸도록 하는 결합 부착 모듈;을 포함하고,
   상기 차폐 모듈은, 상기 전선이 방사한 전자파를 금속 내부의 내부감쇄로 차폐하거나 상기 차폐 모듈에 의해 반사되는 상기 전선이 방사한 전자파와 다른 전선이 방사하는 전자파의 상쇄간섭으로 차폐하거나 상기 차폐 모듈로 반사된 전자파와 상기 전선에서 방출되는 상쇄간섭으로 차폐하거나 상기 차폐 모듈로 반사된 전자파와 상기 전선에서 방출되는 전자파와 상쇄간섭으로 차폐하며,
   상기 결합 부착 모듈은, 유연한 접합성 수지로 상기 전선 단부에 다양한 각도로 부착되고, 상기 차폐 모듈 및 상기 결합 부착 모듈은 초승달의 형상인 전자파 차폐 실드.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 차폐 모듈은 금속 중 알루미늄인 것으로, 상기 알루미늄의 두께는 0.01~0.04cm인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 실드.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 결합 부착 모듈은 상기 차폐 모듈 및 상기 전선과 용접, 결합 핀, 클립 및 테이핑 중 적어도 하나의 방법을 사용하여 결합하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 실드.

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