KR102005584B1 - Superconducting cable - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초전도 케이블을 통해, 대용량 광통신 선로의 구축이 가능한 초전도 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting cable capable of constructing a large-capacity optical communication line through a superconducting cable.
Description
본 발명은 초전도 케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 초전도 케이블을 통해, 대용량 광통신 선로의 구축이 가능한 초전도 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting cable. More particularly, the present invention relates to a superconducting cable capable of constructing a large-capacity optical communication line through a superconducting cable.
일반 전력 케이블의 경우에는 광복합 케이블이 소개된 적이 있으다. 초전도 시스템은 극저온에서 초전도체의 저항이 제로에 수렴하는 특성을 사용하여 상대적으로 낮은 전압에서도 많은 양의 전류를 송전할 수 있다는 장점이 있다.Optical hybrid cables have been introduced for general power cables. The superconducting system has a merit that a large amount of current can be transmitted even at a relatively low voltage by using the characteristic that the resistance of the superconductor converges to zero at a cryogenic temperature.
이러한 초전도 시스템을 구성하는 초전도 케이블은 송전 또는 배전급에서 사용될 수 있는 전력용 케이블이며 초전도 케이블을 통해 대량 통신 선로를 함께 구축하는방법이 소개된 바가 없다.The superconducting cable constituting such a superconducting system is a power cable that can be used in transmission or distribution, and no method for constructing a large-capacity telecommunication line through a superconducting cable has been introduced.
초전도 케이블이 통신 선로로 역할하기 위해서는 초전도체의 초전도 조건을 조성하기 위한 극저온의 환경의 신뢰성이 보장되어야 한다. 구체적으로 초전도 케이블 내에 구비된 통신 케이블로서의 광케이블 등의 유지, 보수 또는 접합 과정에서 초전도 케이블의 초전도 조건의 안정성을 보장해야 하며, 초전도 케이블 내에 구비되는 광케이블 등의 유지, 보수 또는 접합과정이 지나치게 번거롭거나 어렵지 않아야 한다.In order for the superconducting cable to function as a communication line, the reliability of the cryogenic environment for ensuring the superconducting condition of the superconductor must be ensured. Specifically, it is necessary to ensure the stability of the superconducting condition of the superconducting cable in the process of maintenance, repair or bonding of the optical cable as the communication cable provided in the superconducting cable, and maintenance, repair or bonding process of the optical cable, etc., provided in the superconducting cable is excessively cumbersome Or not difficult.
본 발명은 초전도 케이블을 통해, 대용량 광통신 선로의 구축이 가능한 초전도 케이블을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Disclosed is a superconducting cable capable of constructing a large-capacity optical communication line through a superconducting cable.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포머, 상기 포머 외부를 감싸도록 상기 포머의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도체를 포함하는 적어도 1층 이상의 초전도층, 상기 초전도층을 감싸는 절연층, 상기 절연층 외부를 감싸도록 상기 포머의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도체를 포함하여 구성되는 적어도 1층 이상의 초전도 차폐층을 포함하는 코어부, 상기 코어부를 냉각하기 위하여, 상기 코어부 외부에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부, 상기 냉각부를 진공 단열시키기 위하여, 상기 냉각부 외부에 구비되며, 적어도 1개 이상의 유연성이 있는 로드(rod) 형태의 스페이서를 구비하는 진공부, 상기 진공부 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부 및, 상기 진공부에 광선로 구축을 위하여 적어도 1개의 광섬유가 상기 코어부의 길이 방향으로 배치되는 통신 케이블을 포함하는 초전도 케이블을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a superconducting element, comprising: forming a superconducting layer including a plurality of superconductors arranged side by side in a longitudinal direction of the former to surround the former, At least one superconducting shield layer including a plurality of superconductors arranged in parallel with each other in a longitudinal direction of the former to surround an outer layer of the core, A cooling unit having a coolant channel for liquid coolant for cooling the core unit, and at least one flexible rod-shaped spacer provided outside the cooler unit for vacuum insulation of the coolant unit A sheath portion provided on the outside of the vacuum chamber to form a sheath layer, There is provided a superconducting cable including at least one optical fiber for line construction arranged in the longitudinal direction of the core portion.
또한, 상기 냉각부 외측에는 융기 및 함몰이 반복되는 굴고 구조를 가지는 구조에 내부 금속관 및 상기 내부 금속관 외측에는 단열재가 여러 층으로 감겨진 단열층을 형성하는 단열부가 구비되며, 상기 온도 감지수단은 상기 단열부 외측에 구비될 수 있다.In addition, there is provided an inner metal tube in a structure having a swollen structure in which ridges and depressions are repeatedly formed outside the cooling part, and a thermal insulating part formed on the outer side of the inner metal tube to form a heat insulating layer wound with several layers of heat insulating material, And can be provided on the outer side.
그리고, 상기 광섬유 수용 튜브는 외장을 형성하는 외부 튜브 내에 적어도 1개 이상의 내부 튜브가 구비되며, 각각의 상기 내부 튜브는 적어도 1개의 광섬유가 수용 가능할 수 있다.The optical fiber receiving tube is provided with at least one inner tube in an outer tube forming an envelope, and each of the inner tubes can accommodate at least one optical fiber.
여기서, 상기 냉각부 내측에 구비되는 코어부는 복수 개가 구비될 수 있다.Here, a plurality of core portions provided inside the cooling portion may be provided.
이 경우, 상기 광섬유 수용 튜브는 초전도 케이블의 제조단계에서 초전도 케이블 내에 장착되고, 상기 광섬유는 초전도 케이블의 포설 및 접속이 완료된 상태에서 공압에 의한 에어 블로운(air blown) 방식으로 삽입될 수 있다.In this case, the optical fiber receiving tube is mounted in the superconducting cable in the manufacturing step of the superconducting cable, and the optical fiber can be inserted by an air blowing method by pneumatic pressure while the superconducting cable is installed and connected.
또한, 상기 광섬유는 광섬유 수용 튜브에 수용된 상태로 상기 진공부에 구비될 수 있다.The optical fiber may be accommodated in the optical fiber accommodating tube.
그리고, 상기 외부 튜브 내부의 내부 튜브에 삽입되는 광섬유는 적어도 2개 이상의 광섬유가 일체화된 집합 광섬유 형태일 수 있다.The optical fiber inserted into the inner tube inside the outer tube may be in the form of an aggregate optical fiber in which at least two optical fibers are integrated.
여기서, 상기 외부 튜브 내부에는 복수 개의 내부 튜브가 구비되고, 적어도 1개의 내부 튜브에 삽입된 집합 광섬유를 구성하는 광섬유의 개수는 다른 내부 튜브에 삽입된 집합 광섬유를 구성하는 광섬유의 개수와 다를 수 있다.The number of the optical fibers constituting the aggregated optical fibers inserted into the at least one inner tube may be different from the number of the optical fibers constituting the aggregated optical fibers inserted into the other inner tubes .
이 경우, 상기 외부 튜브 및 상기 내부 튜브는 폴리 에틸렌 재질 또는 불화 폴리 에틸렌 재질로 구성되며, 상기 외부 튜브의 외측 직경은 5 밀리미터(mm) 내지 7 밀리미터일 수 있으며, 외부 튜브의 두께는 0.8 밀리미터(mm) 내지 1.2 밀리미터(mm)일 수 있다.In this case, the outer tube and the inner tube may be made of a polyethylene material or a fluorinated polyethylene material, the outer diameter of the outer tube may be 5 millimeters (mm) to 7 millimeters, and the thickness of the outer tube may be 0.8 millimeters mm) to 1.2 millimeters (mm).
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포머, 초전도층, 절연층 및 초전도 차폐층을 포함하는 코어부, 상기 코어부를 냉각하기 위하여, 상기 코어부 외부에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부, 상기 냉각부를 진공 단열시키기 위하여, 상기 냉각부 외측에 구비되는 진공부, 상기 진공부 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부 및, 상기 진공부에 상기 코어부의 길이방향을 따라 배치되며, 상기 냉각부와 상기 진공부 외측을 이격시키며 통신 기능을 구비하는 복수 개의 이격 수단을 포함하는 초전도 케이블을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for cooling a core, comprising the steps of: forming a core including a former, a superconducting layer, an insulating layer, and a superconducting shield layer; A cooler provided with a coolant channel of the liquid coolant; a vacuum chamber provided outside the cooling unit for vacuum insulation of the cooling unit; a sheath provided outside the vacuum chamber to form a sheath layer; And a plurality of spacing means disposed along the longitudinal direction of the core portion and spaced apart from the cooling portion and the outer side of the center portion and having a communication function.
또한, 상기 이격 수단은 상기 시스부 내측에 구비된 외부 금속관과 상기 진공부 내측에 구비되는 단열재가 여러 층으로 감겨진 단열부를 이격시킬 수 있다.In addition, the separating means may separate the outer metal tube provided on the inner side of the sheath portion and the heat insulating portion provided on the inner side of the vacuum chamber to a plurality of layers.
그리고, 상기 이격 수단은 적어도 1개의 광섬유를 포함할 수 있다.The spacing means may include at least one optical fiber.
또한, 상기 이격 수단은 폴리에틸렌 재질의 튜브를 포함하며, 상기 광섬유는 튜브 내측에 구비될 수 있다.In addition, the spacing means may include a tube made of polyethylene, and the optical fiber may be provided inside the tube.
그리고, 상기 튜브는 외부 튜브와 상기 외부 튜브 내의 복수 개의 내부 튜브를 포함하며, 상기 광섬유는 에어 블로운 방식으로 상기 내부 튜브에 장착될 수 있다.The tube may include an outer tube and a plurality of inner tubes in the outer tube, and the optical fiber may be mounted to the inner tube in an air-blown manner.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포머, 초전도층, 절연층 및 초전도 차폐층을 포함하는 코어부, 상기 코어부를 냉각하기 위하여, 상기 코어부 외부에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부, 상기 냉각부를 진공 단열시키기 위하여, 상기 냉각부 외측에 구비되는 진공부, 상기 진공부 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부 및, 상기 진공부에 상기 코어부의 길이방향을 따라 배치되는 중공 튜브 형태의 적어도 1개의 스페이서, 상기 스페이서의 내측에 삽입되어 통신 기능을 제공하기 위한 적어도 1개의 광섬유를 포함하는 초전도 케이블을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for cooling a core, comprising the steps of: forming a core including a former, a superconducting layer, an insulating layer, and a superconducting shield layer; A cooler provided with a coolant channel of the liquid coolant; a vacuum chamber provided outside the cooling unit for vacuum insulation of the cooling unit; a sheath provided outside the vacuum chamber to form a sheath layer; At least one spacer in the form of a hollow tube disposed along the longitudinal direction of the core portion, and at least one optical fiber inserted into the spacer to provide a communication function.
이 경우, 상기 스페이서는 초전도 케이블의 제조단계에서 초전도 케이블 내에 장착되고, 상기 광섬유는 초전도 케이블의 포설 및 접속이 완료된 상태에서 공압에 의한 에어 블로운(air blown) 방식으로 삽입될 수 있다.In this case, the spacer is mounted in the superconducting cable in the manufacturing process of the superconducting cable, and the optical fiber can be inserted by air blowing by pneumatic pressure in a state where the superconducting cable is completely installed and connected.
또한, 상기 광섬유는 적어도 2개 이상의 광섬유가 일체화된 집합 광섬유 형태일 수 있으며, 상기 스페이서는 폴리에틸렌 재질 또는 불화 폴리 에틸렌 재질로 구성되며, 상기 스페이서의 외측 직경은 5 밀리미터(mm) 내지 7 밀리미터(mm)일 수 있으며, 상기 스페이서의 두께는 0.8 밀리미터(mm) 내지 1.2 밀리미터(mm)일 수 있다.Also, the optical fiber may be in the form of an aggregate optical fiber in which at least two optical fibers are integrated, and the spacer is made of a polyethylene material or a fluorinated polyethylene material, and the outer diameter of the spacer is 5 mm to 7 mm ), And the thickness of the spacer may be from 0.8 millimeter (mm) to 1.2 millimeter (mm).
본 발명에 따른 초전도 케이블은 전력 송전 기능 이외에도 내부에 대용량 광선로를 구성하는 통신 케이블을 포함하여 하나의 케이블을 통해 전력 및 통신 기능을 함께 제공할 수 있다.The superconducting cable according to the present invention can provide power and communication functions through a single cable including a communication cable constituting a large-capacity optical line in addition to a power transmission function.
또한, 본 발명에 따른 초전도 케이블에 의하면, 상온인 외부로부터의 열침입을 차단하기 위하여 형성된 진공부에 상기 통신 케이블을 배치하므로, 통신 케이블을 추가하여 발생되는 초전도 케이블의 부피 증가가 최소화될 수 있다.In addition, according to the superconducting cable according to the present invention, since the communication cable is disposed in the vacuum formed to block heat penetration from the outside at normal temperature, the volume increase of the superconducting cable generated by adding the communication cable can be minimized .
또한, 본 발명에 따른 초전도 케이블은 내부에 수용되는 통신 케이블을 구성하는 광섬유를 에어 블로운 방식으로 초전도 케이블의 운반, 포설 및 접속이 완료된 뒤에 초전도 케이블 내에 장착하므로, 통신 선로 형성에 소요되는 시간 또는 비용을 최소화할 수 있으며, 광섬유의 접속부위의 개수를 최소화할 수 있다.Further, since the superconducting cable according to the present invention is installed in the superconducting cable after the completion of the transportation, installation and connection of the superconducting cable in the air blowing manner, the time required for forming the communication line or The cost can be minimized, and the number of connection portions of the optical fibers can be minimized.
도 1은 본 발명에 따른 초전도 케이블의 순차적으로 탈피된 상태의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 초전도 케이블의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 초전도 케이블에 장착되는 통신 케이블을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 초전도 케이블의 다른 실시예의 순차적으로 탈피된 상태의 사시도를 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 초전도 케이블의 단면도를 도시한다.1 is a perspective view of a superconducting cable according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 shows a cross-sectional view of the superconducting cable shown in Fig.
3 shows a communication cable mounted on a superconducting cable according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a superconducting cable according to another embodiment of the present invention.
Fig. 5 shows a cross-sectional view of the superconducting cable shown in Fig. 4. Fig.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 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 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 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 the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명에 따른 초전도 케이블의 단계별 탈피된 사시도를 도시하며, 도 2는 1에 도시된 초전도 케이블의 단면도를 도시한다.FIG. 1 is a perspective view of a superconducting cable according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the superconducting cable shown in FIG.
본 발명에 따른 초전도 케이블의 기본 구조를 설명한다.The basic structure of a superconducting cable according to the present invention will be described.
초전도 케이블은 포머(110), 상기 포머(110) 외부를 감싸도록 상기 포머(110)의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도체를 포함하는 적어도 1층 이상의 초전도체층(130), 상기 초전도체층(130)을 감싸는 절연층(140), 상기 절연층(140) 외부를 감싸도록 상기 포머(110)의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도체를 포함하여 구성되는 적어도 1층 이상의 초전도 차폐층(180)을 포함하는 코어부(100), 상기 코어부(100)를 냉각하기 위하여, 상기 코어부(100) 외부에 구비되며, 상기 코어부(100)를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부(200), 상기 냉각부(200)를 진공 단열시키기 위하여, 상기 냉각부(200) 외부에 구비되며, 적어도 1개 이상의 유연성이 있는 로드(rod) 형태의 스페이서(560)를 구비하는 진공부(500) 및 상기 진공부(500) 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부(700) 및, 상기 진공부(500)에 광선로 구축을 위하여 적어도 1개의 광섬유가 상기 코어부의 길이 방향으로 배치되는 통신 케이블(10)을 포함할 수 있다.The superconducting cable includes a former 110, at least one superconductor layer 130 including a plurality of superconductors arranged in a longitudinal direction of the former 110 so as to surround the former 110, And at least one
순차적으로 초전도 케이블을 구성하는 각각의 구성요소를 검토하면 다음과 같다. 상기 포머(110)는 납작하고 납작하고 긴 초전도체를 포머(110) 둘레에 장착하는 장소를 제공함과 동시에 형상을 형성하기 위한 틀로서 역할하고, 사고 전류가 흐르는 경로가 될 수 있다. 상기 포머(110)는 단면 원형의 복수의 구리(Cu) 소선(111)들을 원형으로 압축한 형태를 가질 수 있다.The components of the superconducting cable are summarized as follows. The former 110 serves as a frame for providing a place for mounting a flat, flat and long superconductor around the former 110, and serves as a frame for forming a shape, and can be a path through which a fault current flows. The former 110 may have a circular shape in which a plurality of copper (Cu)
상기 포머(110)를 구성하는 여러 가닥의 단면 원형의 구리(Cu) 소선(111)들을 원형으로 압축한 연선의 형태를 이루기 때문에 그의 표면이 올록볼록할 수밖에 없다. 따라서, 포머(110)의 올록볼록한 표면을 평활하게 하기 위하여 포머(110)의 외부에 평활층(120)이 피복될 수 있다. 상기 평활층(120)은 반도전성 카본지 또는 황동 테이프 등의 재질이 사용될 수 있다.The surface of the former 110 has to be convex because it is in the form of a strand formed by compressing
상기 평활층(120)에 의하여 평탄화된 상기 포머(110) 외측에 복수 개의 초전도체(131)로 둘러싸여 층이 형성되는 제1 초전도체층(130a)이 구비될 수 있다. 제1 초전도체층(130a)은 복수 개의 초전도체가 나란히 인접하여 상기 평활층(120) 둘레에 설치될 수 있다.A
또한, 초전도 케이블을 통해 송전 또는 배전하려는 전류의 용량에 따라 초전도체층(130)은 복층으로 구성될 수도 있다.Also, the superconductor layer 130 may be composed of multiple layers depending on the capacity of the current to be transmitted or distributed through the superconducting cable.
도 1에 도시된 실시예는 총 2층의 초전도체층(130)이 구비됨이 도시된다. 또한, 초전도체층(130)을 단순히 적층하여 배치하면 전류의 표피효과에 따라 전류 용량이 증가되지 않는 문제점을 방지하기 위하여 초전도체층(130)을 복층으로 구비하는 경우에는 초전도체층(130) 사이에 절연층(140)이 구비될 수 있다. 상기 절연층(140)은 절연 테이프 형태로 구성되고 적층되는 초전도체층(130) 사이에 배치되어 초전도체층(130)을 절연시켜 적층된 초전도체의 표피효과를 방지할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 상기 초전도체층(130)은 제1 초전도체층(130a)과 제2 초전도체층(130b) 2층으로 구성된 예가 도시되었으나, 필요에 따라 더 많은 층의 초전도체층(130)이 구비될 수도 있다.The embodiment shown in FIG. 1 is shown with a total of two superconducting layers 130. When the superconductor layer 130 is simply stacked and disposed, the current capacity is not increased according to the skin effect of the current. In the case where the superconductor layer 130 is provided in a multi-layer structure,
그리고, 각각의 초전도체층(130)을 구성하는 초전도체는 포머(110)를 구성하는 각각의 소선들과 병렬 연결될 수 있다. 초전도체로 흐르던 전류가 초전도 조건의 파괴 등의 사고시에 포머(110)의 소선으로 흐르도록 하기 위함이다. 이와 같은 방법으로 초전도 조건이 만족되지 않는 경우, 초전도체의 저항이 커지고 그에 따른 초전도체의 발열 또는 손상 등을 방지하기 위함이다.The superconductors constituting each superconductor layer 130 may be connected in parallel with the respective superconductors constituting the former 110. So that the current flowing through the superconductor flows to the strand of the former 110 at the time of an accident such as destruction of the superconducting condition. When the superconducting condition is not satisfied in this way, the resistance of the superconductor is increased and the superconductor is prevented from being heated or damaged.
외측에 구비되는 제2 초전도체층(130b) 외부는 내부 반도전층(150)이 구비될 수 있다. 상기 내부 반도전층(150)은 초전도체층(130)의 영역별 전계 집중을 완화하고 표면 전계를 고르게 하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 내부 반도전층(150)은 반도전 테이프가 권선되는 방식으로 구비될 수 있다.And the inner
상기 내부 반도전층(150) 외측에는 절연층(140)이 구비될 수 있다. 상기 절연층(140)은 초전도 케이블의 절연 내력을 증가시키기 위하여 구비될 수 있다. 일반적으로 고전압 케이블의 절연을 위해서는 XLPE(Cross Linking-Polyethylene) 또는 오일 방식(oil filled cable)이 사용되지만, 초전도 케이블은 초전도체의 초전도성을 위하여 극저온으로 냉각되고, 극저온에서는 XLPE가 파손되어 절연 파괴되는 문제점이 있고, 오일 방식(oil filled cable)은 환경 문제 등이 발샹될 수 있으므로, 본 발명에 따른 초전도 케이블은 절연층(140)으로서 일반 종이 재질의 절연지를 사용할 수 있으며, 상기 절연층(140)은 절연지를 복수 회 권선하는 방식으로 구성될 수 있다.An
상기 절연층(140) 외부에는 외부 반도전층(170)이 구비될 수 있다. 상기 외부 반도천층 역시 초전도체층(130)의 영역별 전계 집중을 완화하고 표면 전계를 고르게 하기 위하여 구비될 수 있으며, 상기 외부 반도전층(170) 역시 반도전 테이프가 권선되는 방식으로 구비될 수 있다.The outer
그리고, 상기 외부 반도전층(170) 외측에는 초전도 차폐층(180)이 구비될 수 있다. 상기 초전도 차폐층(180)을 형성하는 방법은 상기 초전도체층(130)을 형성하는 방법과 마찬가지일 수 있다. 상기 외부 반도전층(170)의 표면이 고르지 못한 경우에는 필요에 따라 평활층(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 평활층 외부에 초전도 차폐층(180)을 형성하기 위한 초전도체를 각각 원주방향으로 나란히 배치할 수 있다.In addition, a
상기 초전도 차폐층(180) 외측에는 코어부(100)의 외장 역할을 하는 코어 외장층(190)이 구비될 수 있다. 상기 코어 외장층(190)은 각종 테이프 또는 바인더 등을 포함할 수 있으며, 후술하는 냉각층에 코어부(100)가 노출될 수 있도록 외장 역할을 수행할 수 있다.A core
이와 같은 방법으로 초전도 케이블의 코어부(100)가 구성될 수 있으며, 도 1 및 도 2에서 상기 평활층, 상기 내부 반도전층(150) 또는 상기 외부 반도전층(170)은 동일 재질의 단일 층으로 구성되는 것으로 도시되었으나, 필요에 따라 다양한 부속층들이 추가될 수 있다.1 and 2, the smoothing layer, the inner
상기 코어부(100) 외측에는 냉각부(200)가 구비될 수 있다. 상기 냉각부(200)는 상기 코어부(100)의 초전도체를 냉각하기 위하여 구비될 수 있으며, 상기 냉각부(200)는 그 내측에 액상 냉매의 순환유로가 구비될 수 있다. 상기 액상 냉매로는 액상 질소가 사용될 수 있으며, 상기 액상 냉매는 영하 -200도 정도의 온도를 갖도록 냉각된 상태로 상기 냉객 유로를 순환하며 내측에 구비되는 초전도체의 초전도 조건이 유지되도록 할 수 있다.The
상기 냉각부(200)에 구비되는 냉각유로는 일방향으로 액상 냉매가 흐르도록 할 수 있으며, 초전도 케이블의 접속함 등에서 회수되어 재냉각되어 다시 상기 냉각부(200)의 냉각유로로 공급될 수 있다.The cooling channel provided in the
상기 냉각부(200) 외측에는 내부 금속관(300)이 구비될 수 있다. 상기 내부 금속관(300)은 후술하는 외부 금속관(600)과 함께 초전도 케이블의 포설 및 운전 중에 코어부(100)의 기계적인 손상을 방지하기 위한 초전도 케입블의 외장 역할을 수행한다. 초전도 케이블은 제작 및 운반이 용이하도록 드럼에 감기게 되며 설치 시에는 드럼에 감겨진 케이블을 전개하여 설치하므로 초전도 케이블에는 굽힘 응력 또는 인장 응력이 지속적으로 인가될 수 있다. 이러한 기계적 응력이 인가되는 상황에서도 초기 성능을 유지하도록 하기 위하여 내부 금속관(300)을 구비할 수 있다. 따라서, 상기 내부 금속관(300)은 기계적 응력에 대한 강성 보강을 위하여 초전도 케이블의 길이 방향으로 융기 및 함몰이 반복되는 굴고 구조(corrugated)를 가지며, 상기 내부 금속관(300)은 알루미늄 등의 재질로 구성될 수 있다.An
상기 내부 금속관(300)은 상기 냉각부(200) 외측에 구비되므로, 액상 냉매의 온도에 대응되는 극저온일 수 있다. 따라서, 상기 내부 금속관(300)은 저온부 금속관으로 구분될 수 있다.Since the
또한, 상기 내부 금속관(300) 외주면에는 반사율이 높은 금속 필름에 열전도율이 낮은 고분자가 얇게 코팅된 단열재가 여러 층으로 감겨진 단열층을 포함하는 단열부(400)가 구비될 수 있다. 상기 단열층은 멀티 레이어 인슐레이션(MLI, Multi Layer Insulation)을 구성하고, 상기 내부 금속관(300) 측으로 열침입이 발생되는 것을 차단하기 위하여 구비될 수 있다. In addition, the outer surface of the
특히, 상기 내부 금속관(300)은 금속 재질로 구성되어 그 내측으로 전도에 의한 열침입이 용이하므로 주로 전도에 의한 열교환을 방지할 수 있다.Particularly, the
상기 단열부(400) 외측에는 진공부(500)가 구비될 수 있다. 상기 진공부(500)는 상기 단열부(400)에 의한 단열이 충분하지 못한 경우 발생될 수 있는 상기 단열층 방향으로의 복사 또는 대류에 의한 열전달을 최소화하기 위하여 구비될 수 있다.A
상기 진공부(500)는 상기 단열부(400) 외측에 이격 공간을 형성하고, 상기 이격 공간을 진공화시키는 방법으로 형성할 수 있다. The
본 발명에 따른 초전도 케이블은 적어도 1개의 통신 케이블을 내측에 구비할 수 있으며, 상기 통신 케이블은 상기 진공부(500)에 배치될 수 있다. 상기 진공부(500)는 상온인 외부로부터 상기 코어 측으로 열침입을 방지하기 위하여 구비되는 이격 공간으로서, 본 발명은 상기 이격 공간에 통신 케이블(10)을 배치할 수 있다. 상기 통신 케이블(10) 내에 광섬유를 설치하는 방법에 대해서는 후술한다.The superconducting cable according to the present invention may include at least one communication cable inside, and the communication cable may be disposed in the
상기 진공부(500)에 상기 통신 케이블(10)을 배치하고, 상기 통신 케이블(10)에 복수 개의 광섬유를 통신 선로로 사용하는 경우 하나의 초전도 케이블을 통해 대량의 통신망을 구축할 수 있다.When the
그리고, 상기 진공부(500) 내의 이격 공간 그 외측에 구비되는 외부 금속관(600) 등과 상기 진공부(500) 내측의 상기 단열부(400)가 접촉되는 것을 초전도 케이블의 전 영역에서 방지하기 위하여 상기 이격 공간 내에 적어도 1개의 스페이서(560)를 구비할 수 있다. 상기 스페이서(560)는 초전도 케이블의 길이방향을 따라 배치될 수 있으며, 상기 코어부(100) 외측에 나선형으로 권선되는 방법으로 배치될 수 있다.In order to prevent the
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 상기 스페이서(560)는 상기 진공부(500) 내에 2개가 구비되는 실시예가 도시된다. 그러나, 상기 스페이서(560)의 개수는 초전도 케이블의 종류 또는 크기에 따라 증감될 수 있다.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, two
종래 소개된 초전도 케이블은 필요 또는 크기에 따라 3~4개의 스페이서(560)를 구비하는 경우가 있었다. 도 1 및 도 2에 도시된 초전도 케이블의 경우 그 크기 등을 고려하면, 최소 3개의 스페이서(560)이 요구되는 크기를 갖는다고 가정한다.Conventionally, the superconducting cable has three to four
본 발명에 따른 초전도 케이블(1000)은 전력 송전 기능 이외에도 통신 기능을 구비하기 위하여 초전도 케이블(1000) 내측에 통신 케이블(10)을 구비할 수 있다. 본 발명에 따른 초전도 케이블은 상기 스페이서(560)가 구비되는 진공부(500) 내에 통신 케이블(10)를 구비한다.The
본 발명에 따른 상기 통신 케이블(10)은 후술하는 바와 같이, 그 내부에 적어도 1개 이상의 광섬유가 수용되어 통신 기능을 수행함과 동시에 초전도 케이블에 요구되는 스페이서를 대체할 수 있다.As will be described later, the
정리하면, 초전도 케이블(1000)에 요구되는 스패이서의 개수가 N개라면, 상기 통신 케이블(10)를 적어도 1개 ~ N-1개 구비하고, 상기 통신 케이블(10)을 적어도 N-1개 ~ 1개 구비하는 방식으로 상기 진공부(500)와 단열부(400)의 접촉을 방지하는 이격수단으로서, 스페이서(560)와 통신 케이블(10)이 함께 사용될 수 있다.In summary, if the number of spurs required for the
상기 스페이서(560)는 광의의 폴리 에틸렌(FEP, PFA, ETFE, PVC, P.E, PTFE) 재질일 수 있다.The
또한, 상기 스페이서(560)은 필요에 따라 불화 폴리 에틸렌(PTFE, Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질로 구성되거나, 일반 수지 또는 폴리 에틸렌 재질로 구성된 뒤 표면이 불화 폴리 에틸렌 등으로 코팅될 수 있다. 이 경우, 상기 불화 폴리 에틸렌은 테프론일 수 있다.The
테프론(Teflon)은 불소수지의 일종으로, 테프론은 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등의 특성들을 가지고 있다. 또한, 테프론은 어느 정도의 유연성을 가지므로, 상기 단열부(400)를 나선형으로 감싸며, 초전도 케이블의 길이방향으로 권선되어 배치될 수 있고, 어느 정도의 강도를 가지므로 단열부(400)와 외부 금속관(600)의 접촉을 방지하는 이격수단으로 활용될 수 있다.Teflon is a kind of fluorine resin. Teflon forms a very stable compound due to strong chemical bonding between fluorine and carbon, and has almost complete chemical inertness, heat resistance, non-stickiness, excellent insulation stability and low friction coefficient have. Since the Teflon has a certain degree of flexibility, it can spirally wrap the
상기 스페이서(560)와 통신 케이블(10)이 함께 구비된 상기 진공부(500) 외측에는 외부 금속관(600)이 구비될 수 있다. 상기 외부 금속관(600)은 상기 내부 금속관(300)과 동일한 형태와 재질로 구성될 수 있으며, 상기 외부 금속관(600)은 상기 내부 금속관(300)보다 더 큰 직경으로 구성될 수 있다.An
그리고, 상기 외부 금속관(600) 외측에는 초전도 케이블 내부를 보호하기 위한 외장 기능을 수행하는 시스부(700)가 구비될 수 있다. 상기 시스부는 통상적인 전력용 케이블의 시스부(700)를 구성하는 시스재가 사용될 수 있다.In addition, a
도 3은 본 발명에 따른 초전도 케이블에 구비되는 통신 케이블을 도시한다. 구체적으로, 도 3(a) 및 도 3(b)는 통신 케이블(10)에 에어 블로운(air blown) 방식으로 설치될 수 있는 집합 광섬유(1a, 1b, fiber bundle)을 도시하며, 도 3(c) 및 도 3(d)는 온도 감지수단을 구성하는 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)를 도시하며, 도 3(e) 및 도 3(f)는 도 3(c) 및 도 3(d)에 도시된 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)에 집합 광섬유가 에어 블로운(air blown) 방식으로 삽입 및 설치되어 통신 케이블(10a, 10b)이 완성된 상태를 도시한다.FIG. 3 illustrates a communication cable included in the superconducting cable according to the present invention. 3 (a) and 3 (b) illustrate collective
도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 도 3(c) 및 도 3(d)의 광섬유 수용 튜브에 장착될 수 있는 집합 광섬유는 단일 광섬유 이외에도 2개의 광섬유(1a) 또는 4개의 광섬유(1b)가 집합화될 수 있다. 상기 집합 광섬유를 구성하는 복수 개의 광섬유를 집합화하는 과정에서 집합 광섬유 표면은 에어 블로운(air blown) 방식으로 장착되는 과정에서 장착 저항을 최소화하기 위하여, 표면이 코팅될 수 있다.As shown in Figs. 3 (a) and 3 (b), the aggregate optical fiber that can be mounted in the optical fiber receiving tube of Figs. 3 (c) and 3 (d) is composed of two
에어 블로운(air blown) 방식이란 광섬유를 통한 광선로의 형성과정에서 압축된 공기를 이용하여 광섬유 수용 튜브 속으로 필요한 광섬유(Fiber Bundle)만을 불어 넣는 기술을 의미한다.The air blown method refers to a technique of blowing only a necessary fiber bundle into an optical fiber receiving tube by using compressed air in the process of forming an optical fiber through an optical fiber.
도 3(a)는 2개의 광섬유(1a)가 하나의 집합 광섬유로 구성된 예이며, 도 3(b)는 4개의 광섬유(1b)가 하나의 집합 광섬유로 구성된 예를 도시한다. 그러나, 하나의 집합 광섬유를 구성하는 광섬유의 개수는 광섬유 수용 튜브의 크기 또는 토신 케이블의 용도 등에 따라 더 많아질 수도 있다.3 (a) shows an example in which two
상기 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)에는 복수 개의 광섬유가 함께 수용될 수 있다. 물론, 각각의 광섬유 자체도 각각 피복된 상태일 수 있으며, 상기 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)는 각각 피복된 광섬유(단위 광케이블)을 수용하기 위한 파이프 형태의 부재일 수 있다. 또한, 상기 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)는 내부 공간이 복수 개로 구획될 수 있다.A plurality of optical fibers may be accommodated in the optical
구체적으로, 도 3(c) 및 도 3(d)에 도시된 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)는 내부에 외부 튜브(5a, 5b)가 구비되고, 상기 외부 튜브(5a, 5b) 내부에 복수 개의 내부 튜브(6a, 6b)를 구비할 수 있다. 상기 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)를 구성하는 내부 튜브(6a, 6b)는 상기 외부 튜브(5a, 5b) 내부에 미리 배치될 수 있으며, 상기 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)는 광섬유가 에어 블로운(air blown) 방식으로 상기 내부 튜브(6a, 6b) 내에 삽입 및 설치되기 전에 초전도 케이블의 제조 단계에서 상기 진공부에 장착될 수 있다. 이와 같은 방법에 의하여, 하나의 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)는 내부 공간이 복수 개로 구획될 수 있으며, 통신 케이블의 유지 보수 과정에서도필요에 따라 광섬유를 불어 넣을 수 있다.More specifically, the optical
그리고, 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)를 구성하는 외부 튜브(5a, 5b) 및 내부 튜브(6a, 6b) 역시 전술한 폴리 에틸렌(polyethylene) 또는 불화 폴리 에틸렌(PTFE, Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질 등일 수 있다.The
상기 통신 케이블(10)을 구성하는 광섬유 수용 튜브(7a, 7b) 중 단열부(400)와 외부 금속관(600)에 의하여 인가되는 압력에도 이격수단으로서의 강성과 유연성을 함께 확보하기 위해서는 외부 튜브(5a, 5b)의 외측 직경(D)은 스페이서와 마찬가지로, 5 밀리미터(mm) 내지 7 밀리미터(mm)일 수 있으며, 외부 튜브(5a, 5b)의 두께(t)는 0.8 밀리미터(mm) 내지 1.2 밀리미터(mm) 정도로 구성될 수 있다.In order to secure both the rigidity and flexibility as the spacing means to the pressure applied by the
상기 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)는 필요에 따라 외부 튜브(5a, 5b)의 직경 또는 내부 튜브의 개수 등이 선택되어 각각의 내부 튜브의 배치 경로를 통해 집합 광섬유를 에어 블로운(air blown) 방식으로 초전도 케이블의 포설 구역을 관통하여 설치할 수 있다. The diameter of the
통신 기능을 제공하기 위하여 통신 케이블 또는 광섬유 등을 초전도 케이블의 제조과정에서 미리 상기 내부 금속관(300)과 상기 단열부(400) 사이에 배치할 수도 있으나, 상기 광섬유 수용 튜(7a, 7b)브를 사용하는 경우에는 상기 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)를 초전도 케이블 제조과정에서 장착한 후 초전도 케이블의 운반 및 포설이 완료된 상태에서 에어 블로운(air blown) 방식으로 각각의 광섬유를 상기 광섬유 수용 튜브에 삽입하는 방식을 취할 수 있다.In order to provide a communication function, a communication cable or an optical fiber may be disposed between the
초전도 케이블은 무겁고 상당한 두께를 가지므로, 운반 및 포설하는 경우에도 제한된 길이의 초전도 케이블이 개별적으로 운반 및 포설되고 접속함을 통해 접속되는 방법으로 연결될 수 있다.Since superconducting cables are heavy and considerable in thickness, they can be connected in such a way that, even when transporting and laying, the superconducting cables of limited length are transported and laid individually and connected through a connection box.
따라서, 통신 케이블을 미리 설치하는 경우, 각각의 접속함 등에서 통신 케이블은 접속되어야 하며, 상기 광섬유 등을 포함하는 통신 케이블은 접속점이 많아지면, 접속점을 설치하는데 따르는 비용과 시간이 커지고, 광섬유의 전송특성과 기계적 강도를 저하시키는 수분 침투 가능성이 증가된다. 따라서 접속점의 개수가 최소화되는 것이 바람직하다.Therefore, when the communication cable is installed in advance, the communication cable must be connected to each of the connection boxes, and the communication cable including the optical fiber or the like has a large number of connection points, which increases the cost and time for installing the connection point, The possibility of moisture penetration which decreases the characteristics and the mechanical strength is increased. It is therefore desirable that the number of connection points be minimized.
광선로 구축시에 이와 같은 에어 블로운(air blown) 방식으로 광섬유를 광섬유 수용 튜브 등에 불어 넣으면 광섬유 간의 접속점을 최소화할 수 있고, 설치 비용 또는 시간을 줄일 수 있다.When the optical fiber is inserted into the optical fiber receiving tube or the like by the air blown method in the optical path construction, the connection point between the optical fibers can be minimized, and the installation cost or time can be reduced.
도 3(e) 및 도 3(f)에 도시된 통신 케이블(10a, 10b)의 단면도를 도시한다. Sectional views of the
통신 케이블에 구비되되는 광섬유의 손상 또는 단선을 방지하기 위하여 별도의 외장 기능을 수행하는 광섬유 수용 튜브(7a, 7b) 내에 수용된 상태로 배치될 수 있으며, 상기 광섬유를 수용하기 위한 광섬유 수용 튜브(7a, 7b)에 수용된 상태로 배치되어 하나의 통신 케이블(10a, 10b)을 구성할 수 있다.각각의 내부 튜브에 따라 집합 광섬유의 종류가 달라질 수 있다.The optical
도 3(e) 및 도 3(f)에 도시된 바와 같이, 특정 내부 튜브에 설치된 집합 광섬유는 2개의 광섬유로 구성된 경우도 있고, 4개의 광섬유로 구성된 경우도 있다. 각각의 내부 튜브는 이후 접속함 등에서 분기될 수도 있다.As shown in FIG. 3 (e) and FIG. 3 (f), the aggregate optical fiber provided in a specific inner tube may be composed of two optical fibers or may be composed of four optical fibers. Each inner tube may then be branched in a junction box or the like.
도 4는 본 발명에 따른 초전도 케이블의 다른 실시예를 도시하며, 도 5는 도 4에 도시된 초전도 케이블의 단면도를 도시한다. 도 1 내지 도 3을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시예는 초전도 케이블에 구비된 코어부(100)의 개수가 3개인 3상 초전도 케이블을 도시한다.FIG. 4 shows another embodiment of a superconducting cable according to the present invention, and FIG. 5 shows a cross-sectional view of the superconducting cable shown in FIG. The description with reference to Figs. 1 to 3 will be omitted. 4 and 5 illustrate a three-phase superconducting cable in which the number of core units 100 provided in a superconducting cable is three.
3상 초전도 케이블은 각각의 코어부(100)가 독립적으로 냉각부(200)를 구비하는 구조가 아니라 3개의 코어부(100) 외측에 냉각부(200)를 공유하는 구조를 가질 수 있으며, 상기 냉각부(200) 외측에 진공부(500) 역시 공유되는 구조일 수 있다.The three-phase superconducting cable may have a structure in which the core units 100 share the
그러므로, 통신 기능을 제공하기 위하여 상온의 외부 환경으로부터 복사 또는 대류 등을 방지하기 위한 이격 공간을 구비하는 상기 진공부 등에 통신 케이블을 배치하여 대용량 통신 선로를 함께 구축할 수 있다.Therefore, in order to provide a communication function, a communication cable may be disposed in the vacuum chamber or the like having a spacing space for preventing radiation or convection from an external environment at room temperature, thereby constructing a large-capacity communication line together.
도 6은 본 발명에 따른 초전도 케이블의 다른 실시예의 단면도를 도시하며, 도 7은 본 발명에 따른 초전도 케이블의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of a superconducting cable according to the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of another embodiment of a superconducting cable according to the present invention.
도 1 내지 도 5을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다. 도 7에 도시된 실시예는 초전도 케이블에 구비된 코어부(100)의 개수가 3개인 3상 초전도 케이블을 도시한다.The description with reference to FIGS. 1 to 5 will be omitted. The embodiment shown in FIG. 7 shows a three-phase superconducting cable in which the number of core units 100 provided in the superconducting cable is three.
도 6 및 도 7에 도시된 실시예는, 도 1 및 도 4에 도시된 실시예와 달리, 상기 단열부(400) 및 상기 외부 금속관(600)의 접촉을 방지하는 이격 수단으로서, 일반적인 종래의 스페이서를 하나도 채용하지 않고, 통신 케이블(10)만을 구비한 예이다.The embodiment shown in Figs. 6 and 7 differs from the embodiment shown in Figs. 1 and 4 in that a separating means for preventing contact between the
즉, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예가 단열부(400) 및 상기 외부 금속관(600)의 접촉을 방지하는 이격 수단으로서의 스페이서가 최소 3개 필요한 초전도 케이블이라면, 적어도 3개의 통신 케이블로 스페이서를 대체할 수 있다.6 and 7 are superconducting cables that require at least three spacers as spacing means to prevent contact between the
도 2 및 도 4에 도시된 실시예는 이격 수단으로서 역할할 수 있는 통신 케이블(10)이 복수 개의 스페이서 중 일부를 대체하지만, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예는 모든 스페이서를 통신 케이블로 대체하여 대량 통신망을 하나의 초전도 케이블을 통해 제공할 수 있다는 점에서 차이가 있다.Although the embodiment shown in Figs. 2 and 4 replaces some of the plurality of spacers, which may serve as spacing means, the embodiment shown in Figs. The difference is that the bulk communication network can be provided through a single superconducting cable.
따라서, 상온인 외부로부터의 열침입을 차단하기 위하여 형성된 진공부에 상기 통신 케이블을 배치하므로, 통신 케이블을 추가하여 발생되는 초전도 케이블의 부피 증가가 최소화함과 동시에 대량 통신망을 제공할 수 있다.Therefore, since the communication cable is disposed in the vacuum formed to block heat intrusion from the outside, which is a normal temperature, it is possible to minimize the volume increase of the superconducting cable generated by addition of the communication cable, and at the same time to provide a mass communication network.
도 6, 도 7에 도시된 실시예는 다른 관점에서 아래와 같이 설명할 수 있다. 즉, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예는 진공부(500)의 이격 수단으로서 통신 케이블(10)이 사용되는 실시예이므로, 통신 케이블(10) 자체가 새로운 형태의 스페이서라 할 수 있다.The embodiment shown in Figs. 6 and 7 can be described as follows from another point of view. That is, the embodiment shown in Figs. 6 and 7 is an embodiment in which the
즉, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에 사용된 스페이서는 종래의 중실(中實) 스페이서가 아니라 중곡 튜브 형태의 새로운 스페이서라 할 수 있다.That is, the spacer used in the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 may be a new spacer in the form of a twisted tube instead of a conventional solid spacer.
따라서, 중공 튜브 형태의 스페이서는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 그 내부에 광섬유 등이 삽입되면 광섬유가 삽입된 스페이서 자체가 통신 기능 및 이격 기능을 함께 제공할 수 있으며, 광섬유가 삽입된 스페이서가 통신 케이블이 된다고 볼 수 있다.6 and 7, when the optical fiber or the like is inserted into the spacer, the spacer itself having the optical fiber inserted therein can provide a communication function and a separation function. In addition, The spacer can be regarded as a communication cable.
따라서, 본 발명은 포머, 초전도층, 절연층 및 초전도 차폐층을 포함하는 코어부(100), 상기 코어부를 냉각하기 위하여, 상기 코어부 외부에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부(200), 상기 냉각부를 진공 단열시키기 위하여, 상기 냉각부 외측에 구비되는 진공부(500) 상기 진공부 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부(700) 및, 상기 진공부(500)에 상기 코어부(100)의 길이방향을 따라 배치되는 중공 튜브 형태의 적어도 1개의 스페이서 및 상기 스페이서의 내측에 삽입되어 통신 기능을 제공하기 위한 적어도 1개의 광섬유를 포함하는 초전도 케이블을 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention provides a method for cooling a core, comprising the steps of: forming a core part (100) comprising a former, a superconducting layer, an insulating layer and a superconducting shielding layer; A
마찬가지로, 중공 튜브 형태의 상기 스페이서는 초전도 케이블의 제조단계에서 초전도 케이블 내에 장착되고, 상기 광섬유는 초전도 케이블의 포설 및 접속이 완료된 상태에서 공압에 의한 에어 블로운(air blown) 방식으로 삽입될 수 있으며, 이 경우, 상기 광섬유는 적어도 2개 이상의 광섬유가 일체화된 집합 광섬유 형태일 수 있다.Likewise, the hollow tube-shaped spacer is mounted in the superconducting cable in the manufacturing process of the superconducting cable, and the optical fiber can be inserted by an air blowing method by air pressure in a state where the superconducting cable is completely installed and connected In this case, the optical fiber may be in the form of an aggregate optical fiber in which at least two optical fibers are integrated.
그리고, 전술한 종래의 중실 스페이서 또는 광섬유 수용 튜브와 마찬가지로, 상기 스페이서는 폴리에틸렌 재질 또는 불화 폴리 에틸렌 재질로 구성되며, 상기 스페이서의 외측 직경은 5 밀리미터(mm) 내지 7 밀리미터(mm)일 수 있으며, 상기 스페이서의 두께는 0.8 밀리미터(mm) 내지 1.2 밀리미터(mm)일 수 있다.Like the conventional solid spacer or optical fiber receiving tube described above, the spacer is made of a polyethylene material or a fluoropolymer material, and the outside diameter of the spacer may be 5 millimeters (mm) to 7 millimeters (mm) The thickness of the spacer may be from 0.8 millimeters (mm) to 1.2 millimeters (mm).
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.
1000 : 초전도 케이블
10 : 통신 케이블
100 : 코어부
200 : 냉각부
300 : 내부 금속관
400 : 단열부
500 : 진공부
600 : 외부 금속관
700 : 시스부1000: Superconducting cable
10: Communication cable
100: core part
200:
300: internal metal tube
400:
500: the jeans study
600: outer metal tube
700: Shebu
Claims (18)
상기 코어부를 냉각하기 위하여, 상기 코어부 외부에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부;
상기 냉각부를 진공 단열시키기 위하여, 상기 냉각부 외부에 구비되며, 적어도 1개 이상의 유연성이 있는 로드(rod) 형태의 스페이서를 구비하는 진공부;
상기 진공부 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부; 및,
상기 진공부에 광선로 구축을 위하여 적어도 1개의 광섬유가 상기 코어부의 길이 방향으로 배치되는 통신 케이블;을 포함하는 초전도 케이블.At least one superconducting layer including a plurality of superconductors arranged side by side in the longitudinal direction of the former to surround the former, a superconducting layer surrounding the superconducting layer, an insulating layer surrounding the superconducting layer, At least one superconducting shield layer comprising a plurality of superconductors arranged side by side;
A cooling unit provided outside the core unit to cool the core unit, the cooling unit including a coolant channel of the liquid coolant for cooling the core unit;
A vacuum, provided outside the cooling unit, for vacuum insulation of the cooling unit, the spacer having at least one or more flexible rods;
A sheath portion provided on the outside of the vacuum chamber to form a sheath layer; And
And a communication cable in which at least one optical fiber is arranged in the longitudinal direction of the core part for constructing a light path on the resonance.
상기 냉각부 외측에는 융기 및 함몰이 반복되는 굴고 구조를 가지는 구조에 내부 금속관 및 상기 내부 금속관 외측에는 단열재가 여러 층으로 감겨진 단열층을 형성하는 단열부가 구비되며, 상기 온도 감지수단은 상기 단열부 외측에 구비되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.The method according to claim 1,
And a heat insulating portion formed on the outer side of the cooling portion to form a heat insulating layer surrounded by an inner metal tube and a plurality of layers of heat insulating material on the outer side of the inner metal tube, Wherein the superconducting cable is provided in the superconducting cable.
상기 냉각부 내측에 구비되는 코어부는 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.The method according to claim 1,
And a plurality of core portions provided inside the cooling portion are provided.
상기 광섬유는 광섬유 수용 튜브에 수용된 상태로 상기 진공부에 구비되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the optical fiber is housed in the optical fiber receiving tube and is provided in the vacuum.
상기 광섬유 수용 튜브는 외장을 형성하는 외부 튜브 내에 적어도 1개 이상의 내부 튜브가 구비되며, 각각의 상기 내부 튜브는 적어도 1개의 광섬유가 수용 가능한 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.5. The method of claim 4,
Wherein the optical fiber receiving tube is provided with at least one inner tube in an outer tube forming an envelope, and each of the inner tubes is capable of accommodating at least one optical fiber.
상기 광섬유 수용 튜브는 초전도 케이블의 제조단계에서 초전도 케이블 내에 장착되고, 상기 광섬유는 초전도 케이블의 포설 및 접속이 완료된 상태에서 공압에 의한 에어 블로운(air blown) 방식으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.5. The method of claim 4,
Wherein the optical fiber receiving tube is mounted in a superconducting cable in a manufacturing step of the superconducting cable and inserted into the superconducting cable in a state where the installation and connection of the superconducting cable is completed by a pneumatic blowing method. .
상기 외부 튜브 내부의 내부 튜브에 삽입되는 광섬유는 적어도 2개 이상의 광섬유가 일체화된 집합 광섬유 형태인 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.6. The method of claim 5,
Wherein the optical fiber inserted into the inner tube in the outer tube is in the form of an aggregate optical fiber in which at least two or more optical fibers are integrated.
상기 외부 튜브 내부에는 복수 개의 내부 튜브가 구비되고, 적어도 1개의 내부 튜브에 삽입된 집합 광섬유를 구성하는 광섬유의 개수는 다른 내부 튜브에 삽입된 집합 광섬유를 구성하는 광섬유의 개수와 다른 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.8. The method of claim 7,
The number of the optical fibers constituting the aggregated optical fiber inserted into the at least one inner tube is different from the number of the optical fibers constituting the aggregated optical fiber inserted into the other inner tube. Superconducting cable.
상기 외부 튜브 및 상기 내부 튜브는 폴리에틸렌 재질 또는 불화 폴리 에틸렌 재질로 구성되며, 상기 외부 튜브의 외측 직경은 5 밀리미터(mm) 내지 7 밀리미터(mm)일 수 있으며, 외부 튜브의 두께는 0.8 밀리미터(mm) 내지 1.2 밀리미터(mm)인 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.6. The method of claim 5,
The outer tube and the inner tube may be made of a polyethylene material or a fluorinated polyethylene material and the outer diameter of the outer tube may be 5 mm to 7 mm and the thickness of the outer tube may be 0.8 mm ) To 1.2 millimeters (mm).
상기 코어부를 냉각하기 위하여, 상기 코어부 외부에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부;
상기 냉각부를 진공 단열시키기 위하여, 상기 냉각부 외측에 구비되는 진공부;
상기 진공부 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부; 및,
상기 진공부에 상기 코어부의 길이방향을 따라 배치되며, 상기 냉각부와 상기 진공부 외측을 이격시키며 적어도 1개의 광섬유를 포함하여 광통신 선로 기능을 구비하는 복수 개의 이격 수단;을 포함하는 초전도 케이블.A core part including a ferromagnetic material, a superconducting layer, an insulating layer and a superconducting shielding layer;
A cooling unit provided outside the core unit to cool the core unit, the cooling unit including a coolant channel of the liquid coolant for cooling the core unit;
A vacuum chamber provided outside the cooling unit for vacuum insulation of the cooling unit;
A sheath portion provided on the outside of the vacuum chamber to form a sheath layer; And
And a plurality of spacing means disposed along the longitudinal direction of the core portion in the pivoting and spaced apart from the cooling portion and the pumping portion and having at least one optical fiber and having an optical communication line function.
상기 이격 수단은 상기 시스부 내측에 구비된 외부 금속관과 상기 진공부 내측에 구비되는 단열재가 여러 층으로 감겨진 단열부를 이격시키는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.11. The method of claim 10,
Wherein the separating means separates the outer metal tube provided on the inner side of the sheath and the heat insulating material provided on the inner side of the vacuum chamber to separate the heat insulating portion wound in several layers.
상기 이격 수단은 폴리에틸렌 재질의 튜브를 포함하며, 상기 광섬유는 튜브 내측에 구비되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.11. The method of claim 10,
Wherein the spacing means comprises a tube of polyethylene material, the optical fiber being provided inside the tube.
상기 튜브는 외부 튜브와 상기 외부 튜브 내의 복수 개의 내부 튜브를 포함하며, 상기 광섬유는 에어 블로운 방식으로 상기 내부 튜브에 장착되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.14. The method of claim 13,
Wherein the tube comprises an outer tube and a plurality of inner tubes in the outer tube, wherein the fiber is mounted to the inner tube in an air-blown manner.
상기 코어부를 냉각하기 위하여, 상기 코어부 외부에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부;
상기 냉각부를 진공 단열시키기 위하여, 상기 냉각부 외측에 구비되는 진공부;
상기 진공부 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부; 및,
상기 진공부에 상기 코어부의 길이방향을 따라 배치되는 중공 튜브 형태의 적어도 1개의 스페이서;
상기 스페이서의 내측에 삽입되어 광통신 선로 기능을 제공하기 위한 적어도 1개의 광섬유;를 포함하는 초전도 케이블.A core part including a ferromagnetic material, a superconducting layer, an insulating layer and a superconducting shielding layer;
A cooling unit provided outside the core unit to cool the core unit, the cooling unit including a coolant channel of the liquid coolant for cooling the core unit;
A vacuum chamber provided outside the cooling unit for vacuum insulation of the cooling unit;
A sheath portion provided on the outside of the vacuum chamber to form a sheath layer; And
At least one spacer in the form of a hollow tube disposed along the longitudinal direction of the core portion to the pivoting;
And at least one optical fiber inserted into the spacer to provide an optical communication line function.
상기 스페이서는 초전도 케이블의 제조단계에서 초전도 케이블 내에 장착되고, 상기 광섬유는 초전도 케이블의 포설 및 접속이 완료된 상태에서 공압에 의한 에어 블로운(air blown) 방식으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.16. The method of claim 15,
Wherein the spacer is mounted in a superconducting cable in a manufacturing step of the superconducting cable, and the optical fiber is inserted in an air blown manner by air pressure in a state where the superconducting cable is installed and connected.
상기 광섬유는 적어도 2개 이상의 광섬유가 일체화된 집합 광섬유 형태인 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.17. The method of claim 16,
Wherein the optical fiber is a collective optical fiber in which at least two optical fibers are integrated.
상기 스페이서는 폴리에틸렌 재질 또는 불화 폴리 에틸렌 재질로 구성되며, 상기 스페이서의 외측 직경은 5 밀리미터(mm) 내지 7 밀리미터(mm)일 수 있으며, 상기 스페이서의 두께는 0.8 밀리미터(mm) 내지 1.2 밀리미터(mm)인 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.17. The method of claim 16,
The spacer may be made of a polyethylene material or a fluorinated polyethylene material and the outer diameter of the spacer may be from 5 mm to 7 mm and the thickness of the spacer may be from 0.8 mm to 1.2 mm ). ≪ / RTI >
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