KR101991553B1 - Submarine cable having bimetallic armours - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이종아머를 갖는 해저케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 이종 금속으로 이루어진 아머의 부식을 효과적으로 억제할 수 있고 케이블의 외경 증가와 구조적 불안정, 그리고 케이블의 생산 및 포설시 케이블의 파손을 회피할 수 있는 해저케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a submarine cable having a hetero armor. More specifically, the present invention relates to a submarine cable capable of effectively suppressing corrosion of armor made of dissimilar metals, increasing the outer diameter of the cable, structural instability, and avoiding breakage of the cable upon production and installation of the cable.
Description
본 발명은 이종아머를 갖는 해저케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 이종 금속으로 이루어진 아머의 부식을 효과적으로 억제할 수 있고 케이블의 외경 증가와 구조적 불안정, 그리고 케이블의 생산 및 포설시 케이블의 파손을 회피할 수 있는 해저케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a submarine cable having a hetero armor. More specifically, the present invention relates to a submarine cable capable of effectively suppressing corrosion of armor made of dissimilar metals, increasing the outer diameter of the cable, structural instability, and avoiding breakage of the cable upon production and installation of the cable.
해저케이블은 대륙과 대륙, 육지와 섬 등과 같이 바다를 사이에 두고 격리된 두 지점 사이에 전력을 전송하기 위해 해저에 포설되는 케이블로서, 도 1a 및 1b는 각각 해저케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.The submarine cable is a cable installed in the seabed to transmit power between two isolated points, such as a continent, a continent, a land and an island, etc., It is.
도 1a에 도시된 바와 같이, 해저케이블(1000')은 일반적으로 도체(110'), 상기 도(110')를 감싸는 내부 반도전층(120'), 상기 내부 반도전층(120')을 감싸는 절연층(130'), 상기 절연층(130')을 감싸는 외부 반도전층(140') 및 상기 외부 반도전층(140')을 감싸는 금속시스층(150')을 포함하는 케이블 코어(100') 및 상기 케이블 코어(100')를 감싸는 케이블보호층(600') 등을 포함할 수 있고, 상기 케이블보호층(600')은 예를 들어 내부시스(610'), 금속보강층(630'), 상기 금속보강층(630') 상하에 배치된 베딩층(620',640'), 외부시스(650'), 아머(660'), 외부 써빙층(670') 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1A, a submarine cable 1000 'generally includes a conductor 110', an inner semiconductive layer 120 'surrounding the inner conductor layer 120', an insulation surrounding the inner semiconductive layer 120 ' A cable core 100 'including a layer 130', an outer semiconductive layer 140 'surrounding the insulating layer 130', and a metal sheath layer 150 'surrounding the outer semiconductive layer 140' And a cable protection layer 600 'surrounding the cable core 100'. The cable protection layer 600 'may include, for example, an inner sheath 610', a metal reinforcing layer 630 ' And may include
또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 해저케이블(1000')은 복수 개의 케이블 코어(100') 및 상기 복수 개의 케이블 코어(100')을 감싸는 케이블보호층(600')으로 이루어질 수도 있다. 여기서, 케이블 코어(100')는 도체(110'), 상기 도체(110')를 감싸는 내부 반도전층(120'), 상기 내부 반도전층(120')을 감싸는 절연층(130'), 상기 절연층(130')을 감싸는 외부 반도전층(140'), 상기 외부 반도전층(140')을 감싸는 금속시스층(150') 및 상기 금속시스층(150')을 감싸는 시스(160')를 포함할 수 있다.1B, the submarine cable 1000 'may include a plurality of cable cores 100' and a cable protection layer 600 'surrounding the plurality of cable cores 100'. Here, the cable core 100 'includes a conductor 110', an inner semiconductive layer 120 'surrounding the conductor 110', an insulating layer 130 'surrounding the inner semiconductive layer 120' A metallic sheath layer 150 'surrounding the outer semiconductive layer 140', and a sheath 160 'surrounding the metallic sheath layer 150', including an outer semiconductive layer 140 'surrounding the layer 130' can do.
해저케이블(1000')은 해저에 포설되기 때문에 어업활동이 활발한 지역에서는 선박의 닻이나 어구 등에 의해 손상되기 쉽고 해류나 파랑에 의한 해풍사태, 해저면과의 마찰 등 자연현상에 의해서도 손상되므로 이를 막기 위하여 일반적으로 금속 와이어로 이루어진 아머(660')를 갖는다.Since the submarine cable (1000 ') is installed on the seabed, it is easily damaged by the anchor or fishing gear of the ship in areas where fishing activities are active, and it is damaged by natural phenomena such as sea currents and waves, And typically has an armature 660 'made of metal wire.
아머(660')는 케이블을 취급 및 설치하는 동안 케이블(1000')의 기계적 특성과 성능을 강화하는 기능을 수행할 뿐만 아니라 외부 손상에 대한 저항을 제공하는 구조적 보강부이다. 일반적으로, 아머(660')는 중저 탄소 함유량을 갖는 강철, 아연도금강, 구리, 황동, 청동 등으로 이루어지고 단면 형태가 원형, 평각형 등인 와이어의 횡권에 의해 형성될 수 있다.The armor 660 'is a structural reinforcement that provides resistance to external damage as well as performing the function of enhancing the mechanical properties and performance of the cable 1000' during handling and installation of the cable. In general, the armor 660 'may be formed by a steel wire having a low carbon content, zinc plated steel, copper, brass, bronze or the like, and a wire having a circular cross section, a square cross section, or the like.
한편, 해저케이블(1000')은 포설시 일반적으로 물속에 설치되나, 일부는 다른 환경, 예를 들어, 해안 단부, 인접한 내륙부, 운하의 가장자리 등 육지에 매립되고, 이러한 육지는 물속에 비해 주변온도가 높기 때문에, 결국 해저케이블(1000') 중 육지에 매립되는 섹션에 의해 해저케이블(1000')의 전류 전달능력인 정격전류가 결정된다.On the other hand, the submarine cable 1000 'is generally installed in water at the time of installation, but part of it is buried in land such as other environments, The rated current of the submarine cable 1000 ', which is the current carrying capability of the submarine cable 1000', is finally determined by the section embedded in the land of the submarine cable 1000 '.
즉, 도체(100')에 흐르는 전류에 의해 발생된 자기장이 변화함으로써 높은 자기 투자율을 갖는 중저 탄소함유 강철과 같은 강자성 재료로 이루어지고 아머(660')를 구성하는 와이어에서의 자기 도메인의 회전이 유발되고, 이로 인한 자기 히스테리시스 손실(magnetic hysteresis loss)에 의한 온도 상승으로 해저케이블(1000')의 정격전류가 추가로 제한되게 되는데, 이러한 자기 히스테리시스 손실에 의한 온도 상승은 해저케이블(1000') 중 해저에 포설되어 해수의 냉각작용을 이용할 수 있는 섹션보다 상대적으로 주변온도가 높은 육지에 매립된 섹션에서 더욱 심각한 문제이므로, 결국 해저케이블(1000')의 정격전류는 케이블(1000') 중 육지에 매립된 섹션 때문에 제한되고, 또한 케이블 아머(660')의 도전성 재료에서 유도되어 열 형태로 에너지 손실을 유발하는 맴돌이 전류(eddy currents) 역시 마찬가지이다.That is, since the magnetic field generated by the current flowing in the conductor 100 'changes, the rotation of the magnetic domain in the wire constituting the armature 660' is made of a ferromagnetic material such as low carbon steel containing high magnetic permeability And the temperature rise due to the magnetic hysteresis loss causes the rated current of the submarine cable 1000 'to be further restricted. The temperature rise due to the magnetic hysteresis loss is caused by the increase of the temperature of the submarine cable 1000' As a consequence, the rated current of the submarine cable 1000 'is greater than the rated current of the submarine cable 1000' on the land of the cable 1000 ', since it is a more serious problem in the land- Which is limited by the buried section and which is also derived from the conductive material of the
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 해저케이블은 케이블 중 제1 섹션(1100')의 아머를 구성하는 와이어(661a')는 일반 강철 와이어를 사용하고 제2 섹션(1200')의 아머를 구성하는 와이어(661b')는 자기 히스테리시스 손실 및 이로 인한 온도 상승을 최소화함으로써 케이블의 정격전류 제한을 최소화할 수 있도록 실질적으로 강자성이 없는 비강자성의 금속 와이어, 예를 들어, 스테인레스강으로 이루어진 와이어를 사용한다.Accordingly, as shown in FIG. 2, the conventional submarine cable is constructed such that the
그러나, 종래 해저케이블은 상기 제1 섹션(1100')과 상기 제2 섹션(1200')의 경계에서 각 부분의 아머를 구성하는 상기 강철 와이어(661a')와 상기 스테인레스강 와이어(661b')가 맞대기 용접 등에 의해 서로 연결될 때, 상기 맞대기 용접 부분(664') 및 인접한 강철 와이어(661a')와 스테인레스강 와이어(661b')의 접촉면(665')이 전해질인 해수에 노출되는 경우 이종금속접촉부식, 즉 갈바닉 부식(galvanic corrosion)이 유발되어 상기 아머가 손상되는 문제가 있다.However, in the conventional submarine cable, the
한편, 미국특허 US 8,686,290에 나타난 바와 같이, 종래 해저케이블은 상기 갈바닉 부식을 억제하기 위해 상기 강철 와이어(661a')와 상기 스테인레스강 와이어(661b')의 맞대기 용접 부분(664') 위에 상기 와이어의 길이방향으로 아연로드 등의 희생양극을 접합시키나, 상기 와이어로부터 돌출된 희생양극에 의해 국소적으로 케이블의 외경이 증가하고 구조적으로 불안정해지며, 또한 표면이 불규칙하게 되어 케이블의 생산 및 포설 경로를 통과할 때 케이블이 파손될 우려가 있다.On the other hand, as shown in U.S. Patent No. 8,686,290, a conventional undersea cable is formed on the butt weld portion 664 'of the
그러므로, 이종 금속으로 이루어진 아머의 부식을 효과적으로 억제할 수 있는 동시에, 케이블의 외경 증가와 구조적 불안정, 그리고 케이블의 생산 및 포설시 케이블의 파손을 회피할 수 있는 해저케이블이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a strong demand for an undersea cable capable of effectively suppressing the corrosion of armor made of different metals, increasing the outer diameter of the cable, structurally unstable, and preventing the cable from being damaged during production and installation of the cable.
본 발명은 이종 금속으로 이루어진 아머의 부식을 효과적으로 억제할 수 있는 해저케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a submarine cable capable of effectively suppressing corrosion of an armor made of dissimilar metals.
또한, 본 발명은 이종 금속으로 이루어진 아머의 부식을 억제하기 위한 수단을 부가함에도 불구하고 케이블의 외경 증가와 구조적 불안정, 그리고 케이블의 생산 및 포설시 케이블의 파손을 회피할 수 있는 해저케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides an undersea cable capable of avoiding the increase of the outer diameter of the cable and the structural instability and the breakage of the cable in the production and installation of the cable despite adding the means for suppressing the corrosion of the armor made of different metals .
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,In order to solve the above problems,
하나 이상의 케이블 코어 및 상기 하나 이상의 케이블 코어를 감싸는 케이블 보호층을 포함하는 해저케이블로서, 상기 해저케이블은 적어도 부분적으로 해저에 포설되는 제1 섹션 및 적어도 부분적으로 육지에 포설되는 제2 섹션을 포함하고, 상기 케이블 코어는 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층 및 상기 외부 반도전층을 감싸는 금속시스층을 포함하고, 상기 케이블 보호층은 아머를 포함하고, 상기 아머는 상기 하나 이상의 케이블 코어를 나선형으로 감싸는 복수개의 금속 와이어를 포함하고, 상기 금속 와이어는 상기 제1 섹션에 배치된 아머에 포함되는 제1 금속 와이어와 상기 제2 섹션에 배치된 아머에 포함되는 제2 금속 와이어가 연결되어 이루어지고, 상기 제1 금속 와이어는 제1 금속재료로 이루어지고, 상기 제2 금속와이어는 상기 제1 금속재료와 상이한 제2 금속재료로 이루어지며, 상기 제1 금속 와이어, 상기 제2 금속 와이어 또는 이들 모두의 표면이 고분자 수지에 의해 코팅된, 해저케이블을 제공한다.A submarine cable comprising at least one cable core and a cable protective layer surrounding the at least one cable core, wherein the submarine cable comprises a first section at least partially submerged in the seabed and a second section at least partially landed on the ground The cable core includes a conductor, an inner semiconductive layer surrounding the conductor, an insulating layer surrounding the inner semiconductive layer, an outer semiconductive layer surrounding the insulating layer, and a metal sheath layer surrounding the outer semiconductive layer, Wherein the armature includes a plurality of metal wires spirally wrapping the one or more cable cores, the metal wires having a first metal wire included in the armor disposed in the first section, A second metal wire included in the armor arranged in the first arm is connected, Wherein the inner wire is made of a first metal material, the second metal wire is made of a second metal material different from the first metal material, and the surface of the first metal wire, the second metal wire, Provided is a submarine cable coated by resin.
여기서, 상기 제2 금속와이어의 표면이 고분자 수지에 의해 코팅되고, 상기 고분자 수지는 1.4 내지 1.6 g/cc의 밀도, 62 내지 150 MPa의 인장강도, 2 내지 20 %의 신율, 3.0 내지 5.5 GPa의 탄성계수를 갖는 폴리아미드 수지, 0.9 내지 1.3 g/cc의 밀도, 13 내지 200 MPa의 인장강도, 3 내지 2200 %의 신율, 0.6 내지 1.3 GPa의 탄성계수를 갖는 폴리에틸렌 수지 및 0.9 내지 1.8 g/cc의 밀도, 14 내지 460 MPa의 인장강도, 8 내지 750 %의 신율, 0.7 내지 3.6 GPa의 탄성계수를 갖는 폴리프로필렌 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.Wherein the surface of the second metal wire is coated with a polymer resin and the polymer resin has a density of 1.4 to 1.6 g / cc, a tensile strength of 62 to 150 MPa, an elongation of 2 to 20%, a tensile strength of 3.0 to 5.5 GPa A polyamide resin having a modulus of elasticity, a density of 0.9 to 1.3 g / cc, a tensile strength of 13 to 200 MPa, a elongation of 3 to 2200%, a polyethylene resin having an elastic modulus of 0.6 to 1.3 GPa, , A tensile strength of 14 to 460 MPa, a elongation of 8 to 750%, and a modulus of elasticity of 0.7 to 3.6 GPa. do.
또한, 상기 제1 금속와이어는 제1 금속재료보다 자연전위가 낮은 제3 금속재료로 도금된 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.Further, the first metal wire is plated with a third metal material having a lower natural potential than the first metal material.
그리고, 상기 제1 금속재료는 강철인 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.And, the first metallic material is steel.
나아가, 상기 제3 금속재료는 아연인 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.Further, the third metallic material is zinc.
또한, 상기 제2 금속재료는 비강자성 금속인 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.Also, the submarine cable is characterized in that the second metallic material is a non-ferromagnetic metal.
여기서, 상기 제2 금속재료는 스테인레스강인 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.Here, the submarine cable is characterized in that the second metallic material is stainless steel.
또한, 상기 제1 금속 와이어와 상기 제2 금속 와이어의 연결부를 전해질로부터 차단하는 전해질 차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.In addition, the present invention provides an undersea cable comprising an electrolyte shielding film for shielding a connection portion between the first metal wire and the second metal wire from an electrolyte.
그리고, 상기 아머는 상기 금속 와이어와 평행하게 배열되며 상기 제1 금속재료 및 상기 제2 금속재료에 비해 자연전위가 낮은 제4 금속재료로 이루어지는 하나 이상의 희생양극선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.And the armature includes at least one sacrificial anode wire arranged in parallel with the metal wire and made of a fourth metal material having a lower natural potential than the first metal material and the second metal material, .
나아가, 상기 금속 와이어의 연결부는 방청제로 피복처리된 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.Further, the connection portion of the metal wire is covered with a rustproofing agent.
또한, 상기 케이블보호층은 베딩층, 아머 및 외부 써빙층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블을 제공한다.Further, the cable protecting layer includes a bedding layer, an armor and an outer covering layer.
본 발명에 따른 해저케이블은 아머를 구성하는 금속 와이어의 부식을 효과적으로 억제하는 동시에 불필요한 케이블의 외경 증가와 케이블의 생산 및 포설시 케이블의 파손을 회피할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The submarine cable according to the present invention effectively suppresses the corrosion of the metal wire constituting the armor, and exhibits an excellent effect of avoiding unnecessary increase of the outer diameter of the cable and the breakage of the cable upon production and installation of the cable.
도 1a 및 1b는 종래 해저케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 종래 해저케이블의 제1 섹션과 제2 섹션의 경계에서의 아머를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 해저케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 해저케이블의 아머를 위한 부식 방지 수단으로서 전해질 차단막에 관한 실시예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 해저케이블에 있어서 전해질 차단막으로서 열수축튜브를 구비하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 해저케이블에 있어서 아머를 구성하는 금속 와이어 및 전해질 차단막의 배치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 해저케이블의 임의의 횡단면에 있어서 배치된 전해질 차단막의 갯수가 과도한 경우 아머의 구조가 불안정한 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 해저케이블의 아머를 위한 부식 방지 수단으로서 고분자 코팅에 관한 실시예를 도시한 것이다.
도 9 및 10은 본 발명에 따른 해저케이블의 아머를 위한 부식 방지 수단으로서 희생양극선에 관한 실시예를 도시한 것이다.
도 11 내지 13은 도 4 내지 10에 각각 도시된 부식 방지 수단의 조합을 도시한 것이다.1A and 1B schematically show a cross-sectional structure of a conventional submarine cable.
2 schematically shows the armor at the boundary of the first section and the second section of a conventional undersea cable.
3A and 3B schematically show a cross-sectional structure of a submarine cable according to the present invention.
4 shows an embodiment of an electrolyte barrier film as corrosion preventing means for armor of a submarine cable according to the present invention.
5 schematically shows a method of providing a heat-shrinkable tube as an electrolyte shielding film in a submarine cable according to the present invention.
6 schematically shows the arrangement of a metal wire and an electrolyte shielding film constituting an armor in a submarine cable according to the present invention.
7 is a schematic view showing an unstable structure of the armor when the number of the electrolyte shielding films disposed on any cross section of the submarine cable according to the present invention is excessive.
8 shows an embodiment of a polymer coating as corrosion protection means for armor of a submarine cable according to the present invention.
Figs. 9 and 10 illustrate an embodiment of a sacrificial anode line as a corrosion preventing means for an armor of a submarine cable according to the present invention.
Figures 11 to 13 illustrate the combination of corrosion prevention means shown in Figures 4 to 10, respectively.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 해저케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.3A and 3B schematically show a cross-sectional structure of a submarine cable according to the present invention.
본 발명에 따른 해저케이블(1000)은 송전을 위한 전류의 이동 통로로서 전력 손실이 최소화되도록 도전율이 우수하고 적절한 강도와 유연성을 갖는 고순도의 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등, 특히 신장율이 크고 도전율이 높은 연동선으로 이루어진 하나 이상의 도체(110), 상기 도체(110)를 감싸고 상기 도체(110) 표면의 불균일한 전하 분포를 억제하고 케이블(1000) 내부로부터의 전계 분포를 완화시키며 상기 도체(110)와 후술하는 절연층(130) 사이의 틈을 없애 부분 방전, 절연 파괴 등을 억제하는 내부 반도전층(120), 상기 내부 반도전층(120)을 감싸고 고분자 수지 또는 절연지 등의 절연 재료로 이루어진 절연층(130), 상기 절연층(130)을 감싸고 상기 절연층(130)과 후술하는 금속시스층(150) 사이의 불균일한 전하 분포를 억제하여 전계분포를 완화시키며 다양한 형태의 금속시스층(150)으로부터 상기 절연층(130)을 물리적으로 보호하는 외부 반도전층(140) 및 상기 외부 반도전층(140)을 감싸 상기 절연층(130) 내부의 전계를 균일화시키고 전계가 케이블(1000) 외부로 나가지 못하게 하여 정전 차폐 효과를 얻을 수 있도록 하며 또한 케이블(1000) 일말단에서의 접지를 통해 케이블(1000)의 지락 또는 단락 사고 발생시 고장전류의 귀로로서 작용하여 안전을 도모하고 케이블(1000) 외부의 충격, 압력 등으로부터 케이블(1000)을 보호할 뿐만 아니라 케이블(1000)의 차수성, 난연성 등을 향상시키는 금속시스층(150)을 포함하는 하나 이상의 케이블 코어(100), 및 상기 케이블 코어(100)를 감싸고 케이블(1000)의 외곽에 배치되어 외부의 충격, 압력 등으로부터 케이블(1000)을 보호하는 케이블보호층(600) 등을 포함할 수 있다.The
본 발명에 따른 해저케이블(1000)은 도 3a와 같이 케이블 코어(100)가 하나인 경우에도 적용될 수 있으나, 도 3b와 같이 복수 개의 케이블 코어(100)를 갖는 경우에도 적용 가능함은 물론이다. 그리고, 상기 복수 개의 케이블 코어(100)는 각각 상기 금속시스층(150)을 감싸는 내부시스(160)를 추가로 포함할 수 있다.The
여기서, 상기 케이블보호층(600)은 케이블의 내식성, 차수성 등을 향상시키고 기계적 외상, 열, 화재, 자외선, 곤충이나 동물로부터 케이블(1000)을 보호하는 기능을 수행하는 내부시스(610) 및 외부시스(650), 기계적 충격으로부터 케이블(1000)을 보호하는 기능을 수행하는 금속보강층(630), 상기 금속보강층(630) 상하에 배치된 베딩층(620,640), 해저의 해류, 암초 등으로부터 케이블을 추가적으로 보호하고 철선 등으로 이루어진 아머(660), 외부 써빙층(670) 등을 포함할 수 있다. 다만, 도 3b에 도시된 바와 같은 복수 개의 케이블 코어(100)를 감싸는 케이블보호층(600)은 상기 내부시스(610), 금속보강층(630) 등을 포함하지 않을 수 있으며, 본 발명에 따른 케이블 보호층(600)은 케이블 설계에 따라 다양한 설계가 가능하다.Here, the
특히, 상기 아머(660)는 단면이 원형이거나 평각형이고 금속으로 이루어진 복수의 금속 와이어(661)가 횡권됨으로서 형성될 수 있는데, 상기 복수의 금속 와이어(661)는 기계적 강도가 우수한 강철, 스테인레스강 등으로 이루어진 철선을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 금속 와이어(661)의 직경은 약 3 내지 8 mm일 수 있다.In particular, the
본 발명에 따른 해저케이블은 도 4 내지 10에 도시된 바와 같이 후술하는 전해질 차단막, 고분자 코팅, 희생양극선 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 부식 억제 수단을 포함할 수 있다.The submarine cable according to the present invention may include one or more corrosion inhibiting means selected from the group consisting of an electrolyte barrier film, a polymer coating, a sacrificial anode, and the like, which will be described later, as shown in FIGS.
도 4는 본 발명에 따른 해저케이블의 아머를 위한 부식 방지 수단으로서 전해질 차단막에 관한 하나의 실시예를 도시한 것이다.4 shows one embodiment of an electrolyte barrier membrane as a corrosion preventing means for armor of a submarine cable according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블(1000)에 있어서, 아머(660)는 상기 하나 이상의 케이블 코어를 나선형으로 감싸는 복수개의 금속 와이어를 포함하고, 상기 아머(660)는 적어도 부분적으로 해저에 포설되는 제1 섹션(1100)에 배치된 아머(660)를 구성하는 제1 금속 와이어(661a) 및 적어도 부분적으로 육지에 포설되는 제2 섹션(1200)에 배치된 아머(660)를 구성하는 제2 금속 와이어(661b)를 포함할 수 있다.4, in the
바람직하게는, 상기 제1 금속 와이어(661a)는 제1 금속재료, 바람직하게는 저가이고 공급입수성과 기계적 특성이 우수한 강철로 이루어지는 반면, 상기 제2 금속 와이어(661b)는 상기 제1 금속재료와 상이한 제2 금속재료, 바람직하게는 실질적으로 강자성을 띄지 않는 비강자성 금속, 예를 들어, 스테인레스강으로 이루어질 수 있다.Preferably, the
더욱 바람직하게는, 상기 제1 금속 와이어(661a)는 이를 구성하는 제1 금속재료보다 자연전위가 낮은 제3 금속재료, 예를 들어, 아연 등으로 도금될 수 있고, 상기 도금층은 해수 등의 전해질에 노출될 때 상기 제1 금속 와이어(661a)를 음극화하여 상기 제1 금속 와이어(661a) 대신 부식됨으로써 상기 제1 금속 와이어(661a)의 부식을 억제할 수 있다.More preferably, the
상기 제1 섹션(1100)은 해수의 냉각 작용을 이용할 수 있어 도체(100)에 흐르는 전류에 의해 발생된 자기장의 변화에 따른 자기 히스테리시스 손실(magnetic hysteresis loss)이나 맴돌이 전류 같은 열 형태의 에너지 손실에 의한 발열이 해저케이블의 전류송달 능력인 정격전류를 상승시키는 문제가 심각하지 않기 때문에, 본 발명에 따른 해저케이블(1000)은 이러한 제1 섹션(1100)에는 상대적으로 저가인 강철 와이어로 아머(660)를 형성함으로써 케이블의 제조비용을 절감시키는 효과를 달성할 수 있다.The
반면, 상기 제2 섹션(1200)은 주변 온도가 해저에 비해 약 10℃ 이상 높아 상기 자기 히스테리시스 손실이나 맴돌이 전류 같은 열 형태의 에너지 손실에 의한 발열이 심각한 문제일 수 있고, 따라서 해저케이블(1000)의 전류송달 능력인 정격전류가 감소하거나 해저케이블(1000)의 외경이 불필요하게 증가할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 해저케이블(1000)은 이러한 제2 섹션(1200)에는 자기 히스테리시스 손실을 회피하거나 최소화할 수 있는 실질적으로 강자성을 갖지 않는 비강자성 금속, 예를 들어, 스테인레스강 와이어로 아머(660)를 형성함으로서 케이블의 정격전류의 감소 및 불필요한 외경 증가를 억제하는 효과를 달성할 수 있다.On the other hand, since the ambient temperature of the
다만, 도 4에 도시된 바와 같이, 해저케이블(1000) 중 제1 섹션(1100)에서 제2 섹션(1200)으로 전환되는 이들의 경계에서 각 부분(1100,1200)에 배치된 아머(660)를 구성하는 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b)는 맞대기 용접 등에 의해 서로 연결되는데, 상기 제1 금속 와이어(661a)로서 강철 와이어와 상기 제2 금속 와이어(661b)로서 스테인레스강 와이어는 서로 상이한 이종금속이기 때문에, 이들의 접촉점(664) 및 인접한 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b)의 접촉면(665)이 해수 등의 전해질에 노출되는 경우 이종금속접촉부식인 갈바닉 부식(galvanic corrosion)이 일어나 상기 아머(660)가 손상될 수 있다.4, an
따라서, 본 발명에 따른 해저케이블은 아머(660)로서 상기 아머(660)를 구성하는 제1 금속 와이어(661a) 및 제2 금속 와이어(661b)의 연결부, 예를 들어, 상기 접촉점(664) 부위를 해수 등의 전해질로부터 차단하는 전해질 차단막(663)을 추가로 포함함으로써 이종금속접촉부식인 갈바닉 부식을 억제할 수 있다.Therefore, the submarine cable according to the present invention can be used as the
상기 전해질 차단막(663)은 예를 들어 열수축튜브, 알루미늄 테이프, 접착제 등에 의해 형성될 수 있고, 이러한 전해질 차단막(663)은 상기 종래 이종금속 와이어의 접합부분 위에 돌출하여 접합되는 희생양극과는 달리 상기 금속 와이어(661)의 표면으로부터 거의 돌출되지 않기 때문에, 종래 희생양극의 돌출로 케이블의 외경이 증가하고 구조적으로 불안정해지며, 또한 케이블의 표면이 불규칙하게 되어 케이블의 생산 및 포설 경로를 통과할 때 케이블이 파손되는 것을 억제할 수 있는 우수한 효과를 추가로 나타낸다.The
여기서 상기 전해질 차단막(663)은 두께가 두꺼워질 경우 아머 형성 공정에 적용이 어려울 뿐만 아니라 외경이 분균일하게 되므로, 두께를 얇게 형성하는 것이 바람직하며, 이러한 관점에서 전해질 차단막(663)의 두께는 0.01 내지 2 mm로 형성하며, 금속 와이어(661) 두께의 15% 이하인 것이 더욱 바람직하다.Here, the thickness of the
본 발명에 있어서, 상기 제1 금속 와이어(661a)와 상기 제2 금속 와이어(661b)의 연결부는 상기 열수축튜브(663)를 형성하기 전에 알루미늄 또는 아연 입자 등을 함유하는 방청제를 도포함으로써 피복처리될 수 있다. 상기 방청제는 이에 함유된 자연전위가 낮은 금속입자가 상기 제1 금속 와이어(661a) 및 상기 제2 금속 와이어(661b)와 전기적으로 접속되어 상기 금속 와이어(661)를 음극화함으로써 이의 부식을 억제하는 음극화 보호 기능을 수행하므로, 부식 방지의 보조적인 역할을 수행할 수 있다.In the present invention, the connecting portion of the
여기서, 상기 방청제는 상기 제1 금속재료 및 제2 금속재료 보다 자연전위가 낮은 금속입자을 총 중량기준으로 10~50% 포함할 수 있으며, 예를 들어 총 중량을 기준으로 디메틸 에테르 30 내지 40 중량%, 톨루올 25 내지 30 중량%, 아연 입자 20 내지 30 중량%, 에폭시 수지 15 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.The rust inhibitor may include 10 to 50% by weight of metal particles having lower natural potential than the first metal material and the second metal material, for example, 30 to 40% by weight, based on the total weight of dimethylether, 25 to 30% by weight of toluol, 20 to 30% by weight of zinc particles, and 15 to 20 parts by weight of an epoxy resin.
특히, 상기 전해질 차단막(663)으로서 열수축튜브는 가열에 의해 수축하는 특성을 갖는 튜브로서, 도 5에 도시된 바와 같은 (a) 내지 (e)의 단계를 수행함으로써 형성할 수 있고, 상기 제1 금속 와이어(661a)와 상기 제2 금속 와이어(661b)의 연결부를 밀봉하여 해수 등의 전해질의 침투를 차단할 수 있으며, 상기 전해질 차단막(663)의 형성이 용이하고 밀봉 특성이 우수하여 장기 신뢰성이 우수한 측면에서 가장 바람직하다.In particular, the heat-shrinkable tube as the
상기 열수축튜브를 형성하는 방법은, 예를 들어, 제1 금속 와이어(661a) 단부에 전해질 차단막(663)으로서 열수축튜브를 삽입하는 (a) 단계, 상기 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b)의 양 단부를 맞대기 용접 등에 의해 연결하는 (b) 단계, 상기 제1 금속 와이어(661a)와 상기 제2 금속 와이어(661b)의 연결부(664) 주위에 방청제(666)를 도포하는 (c) 단계, 상기 열수축튜브를 상기 연결부(664) 위로 이동시키는 (d) 단계, 상기 열수축튜브를 가열하여 수축시키는 (e) 단계 등을 포함할 수 있다.The method for forming the heat-shrinkable tube includes the steps of (a) inserting a heat-shrinkable tube as an
상기 열수축튜브는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 폴리올레핀계 수지, 에틸렌-아세트산비닐계 공중합 수지, 폴리에스테르계 수지 등을 기본 수지로 하고, 필요에 따라, 난연제, 안정화제, 산화방지제, 가교조제, 활제, 자외선 방지제, 대전방지제, 안료 등의 각종 기능성 첨가제를 추가로 포함하는 조성물에 의해 제조될 수 있다.The heat-shrinkable tube is not particularly limited and may be formed of, for example, a fluororesin, a silicone resin, a polyolefin resin, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin, a polyester resin, , An antioxidant, a crosslinking aid, a lubricant, an ultraviolet ray inhibitor, an antistatic agent, a pigment, and the like.
상기 열수축튜브는 수축 전의 내경이 8 내지 12 mm이고, 완전 수축시 내경이 2.4 내지 3.6 mm이며 완전 수축시 길이 변화는 약 -15% 이하일 수 있다. 상기 열수축튜브는 이의 내면에 접착제를 추가로 포함함으로서 상기 밀봉 특성을 추가로 향상시킬 수 있다.The heat shrinkable tube may have an inner diameter before shrinkage of 8 to 12 mm, an inner diameter of 2.4 to 3.6 mm upon complete shrinkage, and a change in length upon complete shrinkage of about -15% or less. The heat-shrinkable tube may further include an adhesive on the inner surface thereof to further improve the sealing property.
상기 전해질 차단막(663)은 알루미늄 테이프의 횡권에 의해 형성된 알루미늄테이프층를 사용하여 형성할 수도 있다. 이를 테면, 두께가 약 0.01 내지 0.07 mm 인 얇은 알루미늄 테이프를 상기 제1 금속 와이어(661a)와 상기 제2 금속 와이어(661b)의 연결부 위에 횡권에 의해 여러 층 적층하여 두께가 0.1 내지 1 mm인 알루미늄 테이프층을 형성함으로써, 상기 연결부를 밀봉하여 해수 등의 전해질의 침투를 차단할 수 있다. 상기 알루미늄 테이프는 이의 횡권에 의해 형성되는 알루미늄 테이프층의 두께가 얇고 경량이라는 장점이 있다.The
상기 전해질 차단막(663)으로서 접착제를 도포하여 형성할 수도 있는데, 예를 들어 약 230 kg/㎠ 이상의 고강도 접착력과 120℃ 이상의 높은 내열성을 갖는 금속 접착용 에폭시 본드일 수 있고, 도포시 흘러내리지 않는 칙소성이 우수한 것이 바람직하다. 상기 접착제는 매우 얇은 두께로 도포가 용이하여 전해질 차단막(663)의 형성이 용이한 장점이 있다.For example, it may be an epoxy bond for metal bonding having a high strength of at least about 230 kg / cm 2 and a high heat resistance of 120 ° C or higher, and may be an epoxy bond that does not flow at the time of application It is preferable that the sintering is excellent. The adhesive has a very thin thickness and is easy to be coated, so that it is easy to form the
도 6은 본 발명에 따른 해저케이블의 임의의 단면에 있어서 아머를 구성하는 금속 와이어 및 전해질 차단막의 배치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 7은 본 발명에 따른 해저케이블의 임의의 횡단면에 있어서 배치된 전해질 차단막의 갯수가 과도한 경우 아머의 구조가 불안정한 모습을 개략적으로 도시한 것이다.6 is a schematic view showing the arrangement of the metal wires and the electrolyte barrier film constituting the armor in an arbitrary section of the submarine cable according to the present invention, and Fig. 7 is a cross- And the structure of the armor is unstable when the number of electrolyte shields is excessive.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블의 임의의 횡단면에 있어서 아머(660)를 구성하는 금속 와이어(661)에 배치된 전해질 차단막(663)의 갯수가 과도한 경우 상기 금속 와이어(661)들 사이의 여유 공간이 없어지고 결과적으로 상기 금속 와이어(661)가 국부적으로 밖으로 돌출되어 해저케이블의 외경이 증가하거나 해저케이블이 구조적으로 불안정하게 될 수 있다.7, in an arbitrary cross-section of the submarine cable according to the present invention, when the number of
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 복수의 제1 금속와이어(661a)와 제2 금속와이어(661b)의 연결부들을 케이블 길이방향을 따라 분산되도록 형성함으로써, 그에 따라 금속와이어(661) 갯수만큼 형성되는 복수 개의 전해질 차단막(663)도 케이블 길이방향을 따라 분산되도록 형성하여, 해저케이블의 임의의 횡단면에 있어서 전해질 차단막(663)의 갯수가 과도하지 않도록 한다.In order to solve this problem, in the present invention, the connection portions of the
따라서, 본 발명에 따른 해저케이블의 임의의 횡단면에 있어서 배치된 전해질 차단막(663)의 갯수는 아래 수학식 1에 의해 정의되는 전해질 차단막 최대 갯수(Nt) 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 본 발명에 따른 해저케이블은 국부적으로 과도하게 배치된 전해질 차단막(663)에 의해 상기 해저케이블의 외경이 국부적으로 증가하거나 구조적으로 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.Therefore, the number of the
[수학식 1][Equation 1]
Nt=Int[{(Da+Dc)×π-(Int((Da+Dc)×π×S÷Da)×Da)}÷(t×2)]N t = Int [(D a + D c ) × π - (Int ((D a + D c ) × π × S ÷ D a ) × D a )}
상기 수학식 1에서,In the above equation (1)
Da는 금속 와이어의 직경이고,D a is the diameter of the metal wire,
Dc는 해저케이블에서 아머 내부의 외경이고,D c is the outer diameter of the armor inside the submarine cable,
S는 점적률이고,S is the point rate,
t는 전해질 차단막의 두께이다.t is the thickness of the electrolyte barrier.
여기서, 함수값 Int(x)는 x의 소수점 이하를 버린 정수이고, 상기 점적률(S)은 상기 금속 와이어(661)들 사이의 여유 공간의 정도를 나타내는 것으로서, 상기 점적률(S)이 클수록 상기 여유 공간이 없음을 의미하며, 아래 수학식 2에 의해 정의될 수 있고, 0.90 이상, 예를 들어, 0.95 내지 0.98일 수 있다.Here, the function value Int (x) is an integer which is rounded off to the decimal point of x, and the dot factor S indicates the degree of the clearance space between the
[수학식 2]&Quot; (2) "
점적률(S)={(금속 와이어 직경×금속 와이어 갯수)/금속 와이어들의 중심을 연결하는 원주의 길이}(S) = {(metal wire diameter x metal wire number) / length of circumference connecting center of metal wires}
여기에서, 점적률(S)은 전해질 차단막을 고려하지 않은 상태에서 상기 금속 와이어(661)들이 배열되는 둘레인 금속 와이어들의 중심을 잇는 원주길이(Lc)에서 상기 금속 와이어(661)들 사이의 간극을 제외하고 상기 금속 와이어(661)들이 차지하는 길이의 비율을 의미하는 것으로, 케이블 제조 전에 미리 정해지는 설계값이며, 일반적으로 0.95 ~ 0.98로 정하여 진다. 상기 점적률(S) 값은 너무 작아지면 금속 와이어(661)가 없는 공간이 커지게 되어 아머의 역할에 문제가 발생할 수 있으며, 너무 커지면 제조가 어려워지는 문제점이 발생한다.Here, the dot ratio S is a ratio of the length of the
그리고, 상기 수학식이 도출된 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The process of deriving the above formula will be described in detail as follows.
상기 금속 와이어(661)들이 배열되는 둘레, 즉 금속 와이어들의 중심을 잇는 원주길이를 Lc라 할 때, Lc = (Da + Dc)×π이고, 금속 와이어(661)들이 차지하는 길이를 La라 할 때, La = Lc × S 이므로, 이에 따라 배열되는 금속 와이어(661)의 갯수 Na = Int(La / Da)가 된다. L c = (D a + D c ) × π, where L c is the circumferential length of the circumference of the
그러므로, 상기 금속 와이어(661)들이 배열되는 둘레에서 금속와이어(661)들사이의 간극의 합인 총 간극 Ga = Lc - (Na × Da)로 계산되고, 이에 따라 케이블이 구조적으로 안정적이기 위한 전해질 차단막 최대 갯수(Nt)는 Nt = Int(Ga / (t × 2)로 계산할 수 있게 되며, 이를 하나의 함수로 표현하면 수학식 1과 같이 된다.Therefore, the total clearance G a = L c - (N a x D a ), which is the sum of the clearances between the
만약, 임의의 케이블의 횡단면에서 상기 전해질 차단막(663)이 상기 최대 갯수 이상으로 형성되게 되면, 도 7과 같이 금속와이어가 배열될 위치를 제대로 잡지 못하고 들뜨게 되어, 케이블의 외경이 증가하거나 구조적으로 불안정하게 된다.If the
본 발명에서는 상기 전해질 차단막(663)이 형성되는 복수의 제1 금속와이어(661a)와 제2 금속와이어(661b)의 연결부들을 케이블 길이방향을 따라 분산되도록 설계함으로써 상기와 같은 문제점이 발생하지 않게 된다.In the present invention, the above-described problems are not caused by designing the connection portions of the
여기서, 금속 와이어의 직경(Da)은 3 내지 8 mm이고, 해저케이블에서 아머 내부의 외경(Dc)은 80 내지 300 mm이며, 전해질 차단막의 두께(t)는 상기 전해질 차단막이 열수축튜브인 경우 0.5 내지 2 mm일 수 있다.Here, the diameter (D a ) of the metal wire is 3 to 8 mm, the outer diameter (D c ) of the inside of the armature in the submarine cable is 80 to 300 mm and the thickness t of the electrolyte barrier film is the heat- 0.5 to 2 mm.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 아머(660)를 구성하는 인접한 금속 와이어(661)들에 있어서, 상기 금속 와이어(661) 마다 상기 제1 금속 와이어(661a)와 상기 제2 금속 와이어(661b)의 연결부들이 케이블 길이 방향을 따라 서로 상이한 위치에 배치될 수 있고, 이로써 평행하게 인접한 금속 와이어(661)들 중 하나의 금속 와이어(661)의 제1 금속 와이어(661a)와 다른 금속 와이어(661)의 제2 금속 와이어(661b)가 서로 접촉하는 면이 발생하여 이러한 접촉면(665)에서 이종금속접촉부식이 발생할 수 있다.6, in the
따라서, 상기 전해질 차단막(663)은 평행하게 인접한 금속 와이어(661)들에 있어서 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b)의 측면이 서로 접촉하는 접촉면(665)을 덮을 수 있는 길이를 가져 상기 제1 금속 와이어(661a)와 상기 제2 금속 와이어(661b)의 접촉을 억제하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 300 내지 500 mm의 길이를 가질 수 있다.The
한편, 상기 평행하게 인접한 금속 와이어(661)들에 형성된 전해질 차단막(663)들의 길이가 과도하여 이들이 서로 중첩되는 경우 해당 부분에서의 케이블의 외경이 국부적으로 증가하거나 아머의 구조가 불안정해질 수 있다.On the other hand, when the length of the
따라서, 평행하게 인접한 금속 와이어(661)들에 형성된 전해질 차단막(663)들이 케이블 길이 방향을 따라 서로 중첩되지 않도록, 상기 전해질 차단막(663)의 길이는 상기 전해질 차단막(663)이 삽입되는 금속 와이어를 구성하는 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b)의 연결부와 상기 금속 와이어와 상하로 각각 인접한 다른 금속 와이어들을 구성하는 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b)의 연결부 사이의 수평거리 중 짧은 수평거리 이하로 조절될 수 있다.Therefore, the length of the
이렇게 상기 전해질 차단막(663)이 짧은 길이로 조절되는 경우에는, 인접한 금속 와이어(661)들 중 하나의 금속 와이어(661)의 제1 금속 와이어(661a)와 다른 금속 와이어(661)의 제2 금속 와이어(661b)가 서로 접촉하는 면이 발생하여 이러한 접촉면(665)에서 이종금속접촉부식이 발생할 수 있는데, 이러한 경우에는 후술하는 금속와이어의 표면에 고분자 수지를 코팅하는 수단을 병행하여 적용함으로써, 인접한 금속와이어들의 접촉면에서 이종금속접촉부식되는 문제점을 해결할 수 있다. The
도 8은 본 발명에 따른 해저케이블의 아머를 위한 부식 방지 수단으로서 고분자 코팅에 관한 실시예를 도시한 것이다.8 shows an embodiment of a polymer coating as corrosion protection means for armor of a submarine cable according to the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블은 상기 금속 와이어(661) 중 상기 제1 금속 와이어(661a), 상기 제2 금속 와이어(661b) 또는 이들 모두의 표면에 고분자 수지로 코팅할 수 있으며, 상기 고분자 수지는 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 수지를 포함할 수 있다. 여기서 해저케이블이 적어도 부분적으로 육지에 포설되는 제2 섹션에 포함된 상기 제2 금속 와이어(661b)가 적어도 부분적으로 해저에 포설되는 제1 섹션에 포함된 상기 제1 금속 와이어(661a)보다 상대적으로 길이가 짧으므로, 바람직하게는 상기 제2 금속 와이어(661b)의 표면을 고분자 수지로 코팅할 수 있다. 이렇게 형성된 고분자 수지는 평행하게 인접한 금속 와이어(661)들에서 상기 제1 금속 와이어(661a)와 상기 제2 금속 와이어(661b)의 측면이 직접 접촉하는 접촉면이 발생하지 않도록 하여 이종금속접촉부식을 억제할 수 있다.8, a submarine cable according to the present invention is coated with a polymer resin on the surface of the
상기 고분자 수지는 상기 아머의 금속 와이어 코팅의 용도로서 요구되는 칙소성, 강도, 신율, 탄성 등의 물성을 구현하기 위해 상기 폴리아미드 수지의 경우 약 1.4 내지 1.6 g/cc의 밀도, 약 62 내지 150 MPa의 인장강도, 약 2 내지 20 %의 신율, 약 3.0 내지 5.5 GPa의 탄성계수를 가질 수 있다.The polymer resin has a density of about 1.4 to 1.6 g / cc for the polyamide resin, a density of about 62 to 150 g / cc for the polyamide resin in order to realize physical properties such as ruggedness, strength, elongation, A tensile strength of MPa, an elongation of about 2 to 20%, and an elastic modulus of about 3.0 to 5.5 GPa.
또한, 상기 폴리에틸렌 수지의 경우 약 0.9 내지 1.3 g/cc의 밀도, 약 13 내지 200 MPa의 인장강도, 약 3 내지 2200 %의 신율, 약 0.6 내지 1.3 GPa의 탄성계수를 가질 수 있고, 상기 폴리프로필렌 수지의 경우 약 0.9 내지 1.8 g/cc의 밀도, 약 14 내지 460 MPa의 인장강도, 약 8 내지 750 %의 신율, 약 0.7 내지 3.6 GPa의 탄성계수를 가질 수 있다.The polyethylene resin may have a density of about 0.9 to 1.3 g / cc, a tensile strength of about 13 to 200 MPa, an elongation of about 3 to 2200%, an elastic modulus of about 0.6 to 1.3 GPa, The resin may have a density of about 0.9 to 1.8 g / cc, a tensile strength of about 14 to 460 MPa, an elongation of about 8 to 750%, and an elastic modulus of about 0.7 to 3.6 GPa.
본 발명에 따른 해저케이블은 상기 아머(660)를 구성하는 상기 금속 와이어(661)의 표면을 고분자 수지로 코팅함으로써 평행하게 인접한 금속 와이어(661)들에서 상기 제1 금속 와이어(661a)와 상기 제2 금속 와이어(661b)의 측면이 직접 접촉하는 접촉면이 발생하지 않도록 하여 이종금속접촉부식을 억제할 수 있는 효과를 나타낸다.The submarine cable according to the present invention is formed by coating the surface of the
도 9 및 10은 본 발명에 따른 해저케이블의 아머를 위한 부식 방지 수단으로서 희생양극선에 관한 실시예를 도시한 것이다.Figs. 9 and 10 illustrate an embodiment of a sacrificial anode line as a corrosion preventing means for an armor of a submarine cable according to the present invention.
도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블은 아머(660)로서 상기 아머(660)를 구성하는 제1 금속 와이어(661a) 및 제2 금속 와이어(661b)를 대신하여 부식됨으로써 상기 갈바닉 부식에 의한 상기 아머(660)의 손상을 회피하거나 억제하는 기능을 수행하는 하나 이상의 희생양극선(662)을 포함할 수 있다.9 and 10, the submarine cable according to the present invention is corroded in place of the
상기 희생양극선(662)은 종래 이종금속 와이어의 연결부 위에 돌출하여 접합되는 희생양극과는 달리 상기 금속 와이어(661)와 실질적으로 동일한 단면 형상, 직경, 단면적 등을 갖고 상기 금속 와이어(661)와 평행하게 배치되기 때문에, 종래 희생양극의 돌출로 케이블의 외경이 증가하고 케이블의 표면이 불규칙하게 되어 케이블의 생산 및 포설 경로를 통과할 때 케이블이 파손되는 것을 억제할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.The
상기 희생양극선(662)을 구성하는 제4 금속재료는 상기 아머(660)를 구성하는 제1 금속 와이어(661a)를 구성하는 제1 금속재료 및 제2 금속 와이어(661b)를 구성하는 제2 금속재료에 비해 자연전위가 낮고, 제1 금속 아이어(661a)의 도금층을 구성하는 제3 금속재료의 자연전위와 동일하거나 큰 자연전위를 가질 수 있다.The fourth metal material constituting the
본 발명의 실시예에서는 상기 제1 금속재료로서 -0.46 내지 0.65V의 강철을 사용하고, 상기 제2 금속재료로서 -0.28V의 스테인레스강을 사용하므로, 상기 제4 금속재료는 알루미늄, 아연, 마그네슘, 또는 이들의 합금일 수 있으며, 특히 상기 희생양극선(662)을 구성하는 제4 금속재료가 자연전위 -1.07V의 아연(Zn)인 경우 상기 도금층을 구성하는 제3 금속재료는 아연(Zn) 또는 이보다 자연전위가 낮은, 즉 자연전위 -1.6V의 마그네슘(Mg)일 수 있다.In the embodiment of the present invention, steel of -0.46 to 0.65 V is used as the first metal material, and stainless steel of -0.28 V is used as the second metal material, so that the fourth metal material is aluminum, zinc, magnesium (Zn) having a spontaneous potential of -1.07 V, the third metal material constituting the plating layer may be zinc (Zn), or the third metal material constituting the plating layer may be zinc Or magnesium (Mg) having a lower natural potential than that, that is, natural potential -1.6V.
이로써, 상기 희생양극선(662)은 상기 상기 아머(660)를 구성하는 금속 와이어(661)와 전기적으로 접속되어 상기 금속 와이어(661)를 음극화함으로써 이의 부식을 억제하는 음극화 보호 기능을 수행한다. 또한, 상기 희생양극선(662)에 비해 상기 도금층이 먼저 부식되므로, 상기 도금층이 부식되는 동안은 상기 희생양극선(662)이 외장의 역할을 유지할 수 있게 된다.Thus, the
한편, 본 발명에 따른 해저케이블의 아머(660)에 포함되는 상기 희생양극선(662)은 케이블 목표수명 및 희생양극 소모율 또는 희생양극 발생전류 등을 고려하여 필요한 총 중량을 설계할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 최소한의 희생양극선(662)의 총 중량을 희생양극선(662)의 설계 외경에 따라 1개의 질량으로 나누면 필요한 희생양극선(662)의 최소 갯수를 얻을 수 있고, 본 발명에 따른 해저케이블은 이러한 설계에 따라 케이블의 수명 동안 아머(660)의 부식을 효과적으로 억제할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.The minimum number of
도 11 내지 13은 도 4 내지 10에 각각 도시된 부식 방지 수단의 조합을 도시한 것이다.Figures 11 to 13 illustrate the combination of corrosion prevention means shown in Figures 4 to 10, respectively.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블은 전해질 차단막(663)에 의해 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b) 사이의 접촉점(664) 및 접촉면(665)에서의 이종금속접촉부식, 즉 갈바닉 부식을 억제하는 동시에, 혹시라도 발생하는 부식에 의해 상기 아머(660)가 손상되는 것을 억제하기 위해 상기 아머(660)를 대신하여 부식되는 희생양극선(662)을 추가로 포함할 수 있다.11, the submarine cable according to the present invention is formed by the
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블은 비강자성 금속 와이어(661b)가 고분자 수지로 코팅됨으로써 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b) 사이의 접촉면(665)에서의 이종금속접촉부식, 즉 갈바닉 부식을 억제하는 동시에, 혹시라도 발생하는 부식에 의해 상기 아머(660)가 손상되는 것을 억제하기 위해 상기 아머(660)를 대신하여 부식되는 희생양극선(662)을 추가로 포함할 수 있다.12, the underside cable according to the present invention is formed by coating a
그리고, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블은 전해질 차단막(663)에 의해 제1 금속 와이어(661a)와 제2 금속 와이어(661b) 사이의 접촉점(664) 및 접촉면(665)에서의 이종금속접촉부식, 즉 갈바닉 부식을 억제하는 동시에, 혹시라도 상기 전해질 차단막(663)이 상기 접촉면(665)을 모두 커버하지 못하는 경우를 대비하여 상기 제2 금속 와이어(661b)를 고분자 수지로 코팅할 수 있다.13, the submarine cable according to the present invention has the
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.
100 : 케이블 코어 600 : 케이블 보호층100: Cable core 600: Cable protection layer
Claims (11)
상기 해저케이블은 적어도 부분적으로 해저에 포설되는 제1 섹션 및 적어도 부분적으로 육지에 포설되는 제2 섹션을 포함하고,
상기 케이블 코어는 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층 및 상기 외부 반도전층을 감싸는 금속시스층을 포함하고,
상기 케이블 보호층은 아머를 포함하고,
상기 아머는 상기 하나 이상의 케이블 코어를 나선형으로 감싸는 복수개의 금속 와이어를 포함하고,
상기 금속 와이어는 상기 제1 섹션에 배치된 아머에 포함되는 제1 금속 와이어와 상기 제2 섹션에 배치된 아머에 포함되는 제2 금속 와이어가 연결되어 이루어지고,
상기 제1 금속 와이어는 제1 금속재료로 이루어지고, 상기 제2 금속와이어는 상기 제1 금속재료와 상이한 제2 금속재료로 이루어지며,
상기 제1 금속 와이어와 상기 제2 금속 와이어의 연결부는 상기 해저케이블의 길이 방향으로 분산되어 형성됨으로써 인접한 금속 와이어들 중 하나의 금속 와이어의 제1 금속 와이어와 다른 금속 와이어의 제2 금속 와이어가 서로 접촉하는 면이 발생하고,
상기 제1 금속 와이어, 상기 제2 금속 와이어 또는 이들 모두의 표면이 고분자 수지에 의해 코팅된, 해저케이블.A submarine cable comprising at least one cable core and a cable protective layer surrounding the at least one cable core,
Wherein the submarine cable comprises a first section at least partially laid to the seabed and a second section at least partially laid to land,
The cable core includes a conductor, an inner semiconductive layer surrounding the conductor, an insulation layer surrounding the inner semiconductive layer, an outer semiconductive layer surrounding the insulation layer, and a metal sheath surrounding the outer semiconductive layer,
Wherein the cable protective layer comprises an armor,
Wherein the armature includes a plurality of metal wires helically wrapping the at least one cable core,
Wherein the metal wire is connected to a first metal wire included in the armor disposed in the first section and a second metal wire included in the armor disposed in the second section,
Wherein the first metal wire is made of a first metal material and the second metal wire is made of a second metal material different from the first metal material,
Wherein a connection portion of the first metal wire and the second metal wire is dispersed in the longitudinal direction of the submarine cable so that a first metal wire of one metal wire and a second metal wire of another metal wire A contact surface is generated,
Wherein the surface of the first metal wire, the second metal wire or both of them is coated with a polymer resin.
상기 제2 금속와이어의 표면이 고분자 수지에 의해 코팅되고,
상기 고분자 수지는 1.4 내지 1.6 g/cc의 밀도, 62 내지 150 MPa의 인장강도, 2 내지 20 %의 신율, 3.0 내지 5.5 GPa의 탄성계수를 갖는 폴리아미드 수지, 0.9 내지 1.3 g/cc의 밀도, 13 내지 200 MPa의 인장강도, 3 내지 2200 %의 신율, 0.6 내지 1.3 GPa의 탄성계수를 갖는 폴리에틸렌 수지 및 0.9 내지 1.8 g/cc의 밀도, 14 내지 460 MPa의 인장강도, 8 내지 750 %의 신율, 0.7 내지 3.6 GPa의 탄성계수를 갖는 폴리프로필렌 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블.The method according to claim 1,
The surface of the second metal wire is coated with a polymer resin,
Wherein the polymer resin has a density of 1.4 to 1.6 g / cc, a tensile strength of 62 to 150 MPa, a elongation of 2 to 20%, a polyamide resin having an elastic modulus of 3.0 to 5.5 GPa, a density of 0.9 to 1.3 g / cc, A polyethylene resin having a tensile strength of 13 to 200 MPa, a elongation of 3 to 2200%, a modulus of elasticity of 0.6 to 1.3 GPa and a density of 0.9 to 1.8 g / cc, a tensile strength of 14 to 460 MPa, an elongation of 8 to 750% , And a polypropylene resin having an elastic modulus of 0.7 to 3.6 GPa.
상기 제1 금속와이어는 제1 금속재료보다 자연전위가 낮은 제3 금속재료로 도금된 것을 특징으로 하는, 해저케이블.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first metal wire is plated with a third metal material having a lower natural potential than the first metal material.
상기 제1 금속재료는 강철인 것을 특징으로 하는, 해저케이블.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first metallic material is steel.
상기 제3 금속재료는 아연인 것을 특징으로 하는, 해저케이블.The method of claim 3,
And the third metallic material is zinc.
상기 제2 금속재료는 비강자성 금속인 것을 특징으로 하는, 해저케이블.3. The method according to claim 1 or 2,
And the second metallic material is a non-ferromagnetic metal.
상기 제2 금속재료는 스테인레스강인 것을 특징으로 하는, 해저케이블.The method according to claim 6,
Wherein the second metallic material is stainless steel.
상기 제1 금속 와이어와 상기 제2 금속 와이어의 연결부를 전해질로부터 차단하는 전해질 차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블.3. The method according to claim 1 or 2,
And an electrolyte shielding film for shielding a connection portion between the first metal wire and the second metal wire from the electrolyte.
상기 아머는 상기 금속 와이어와 평행하게 배열되며 상기 제1 금속재료 및 상기 제2 금속재료에 비해 자연전위가 낮은 제4 금속재료로 이루어지는 하나 이상의 희생양극선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the armature comprises at least one sacrificial anode wire arranged in parallel with the metal wire and made of a fourth metal material having a lower natural potential than the first metal material and the second metal material.
상기 금속 와이어의 연결부는 방청제로 피복처리된 것을 특징으로 하는, 해저케이블.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a connection portion of the metal wire is coated with a rustproofing agent.
상기 케이블보호층은 베딩층, 아머 및 외부 써빙층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블.3. The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that the cable protective layer comprises a bedding layer, an armor and an outer covering layer.
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