KR102032566B1 - 전자기파차폐 케이블 - Google Patents

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KR102032566B1
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Abstract

본 발명은 전자기파차폐 케이블에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 전자기파차폐 케이블은 전류가 흐르는 도체, 상기 도체와 절연되도록 구비되며 소정구간의 양단부가 접지되는 도전성 부재 및 상기 도체의 전류에 의해 상기 도전성 부재에 유도되는 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절하여 상기 전류의 전자기파를 차폐하는 차폐수단을 구비한다.

Description

전자기파차폐 케이블 {Cable for shielding EMF}
본 발명은 전자기파차폐 케이블에 관한 것이다.
최근 산업이 발달함에 따라 각종 장치로 전력 및/또는 전기적 신호를 전송하는 케이블에 관한 기술도 발달하고 있다. 케이블은 내부에 구리 또는 알루미늄으로 구성된 도체를 구비하여 전력 또는 전기적 신호를 전송하게 된다.
그런데, 케이블의 내부에 구비된 도체를 따라 전류가 흐르게 되면 도체의 외부로 전자기파(EMF : ElectroMagnetic File) 또는 전자기장(이하, '전자기파'라고 함)이 발생하게 된다. 상기 전자기파는 전기장과 자기장의 성분을 구비하게 되며, 소정의 회로에 주기적인 전류, 즉 교류 전류가 흐르게 되면 자기장과 전기장이 번갈아 전파되면서 발생하게 된다. 이러한 전자기파는 인체 등에 유해한 영향을 미칠 수 있으므로 케이블의 도체를 따라 교류 전류 등이 흐르는 경우에 전자기파, 특히 자기장을 차폐하는 것이 중요하다.
상기 케이블의 전자기파를 차폐하는 기술에 대해서는 대한민국 공개공보 제2002-0073949(이하, '선행문헌 1'이라 함), 대한민국 등록공보 제1138656호(이하, '선행문헌 2'라 함), 일본국 공개공보 제2010-061954호(이하, '선행문헌 3'이라 함) 및 대한민국 공개공보 제2012-0082769호(이하, '선행문헌 4'이라 함) 등에 개시된다.
그런데, 선행문헌1은 일단접지를 이용하는 차단파이프에에 관한 일반적인 내용을 개시하며, 선행문헌2는 내부의 제1 전도선이 외부 자기장에 의해 영향을 받지 않도록 커패시터를 구비하게 된다. 즉, 선행문헌2는 내부의 전자기파가 방출되지 않도록 하는 것이 아니라 내부의 전도선이 외부 환경으로부터 영향을 받지 않도록 하는 내용이다.
한편, 선행문헌3은 단순히 양단접지의 내용을 개시한다. 마지막으로, 선행문헌4는 전자기파를 차폐하는 수단에 대해서 개시하나 소정 방향으로 전류가 흐르는 경우에 반대방향으로 강제로 전류를 흐르게 하여 전자기파를 차폐하게 된다. 선행문헌4와 같이 강제로 반대방향으로 전류를 흐르게 하면 구성이 복잡해질 뿐만 아니라 유지보수에 어려움을 겪을 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 단순한 구성에 의해 케이블의 전자기파를 차폐할 수 있는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다. 나아가, 케이블의 규격에 따라 크기가 달라지는 경우, 또는 케이블을 따라 흐르는 전류가 변화하는 경우에 전자기파를 효율적으로 차폐할 수 있는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 전류가 흐르는 도체, 상기 도체와 절연되도록 구비되며 소정구간의 양단부가 접지되는 도전성 부재 및 상기 도체의 전류에 의해 상기 도전성 부재에 유도되는 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절하여 상기 전류의 전자기파를 차폐하는 차폐수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블에 의해 달성된다.
여기서, 상기 차폐수단은 상기 도전성 부재의 임피던스의 크기를 조절하여 상기 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절할 수 있는 임피던스 조절부로 이루어질 수 있다. 상기 임피던스 조절부는 상기 시스를 접지하는 접지회로에 구비되는 적어도 하나의 축전기를 구비할 수 있다. 나아가, 상기 축전기는 용량가변형 축전기로 이루어질 수 있다.
상기 축전기의 용량은 상기 도체를 따라 흐르는 전류의 크기 또는 누설되는 전자기파의 양에 따라 가변될 수 있다. 즉, 상기 축전기의 용량은 상기 도체를 따라 흐르는 전류에 의한 전자기파가 소정 비율 이상으로 차폐되도록 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 임피던스 조절부는 상기 도체를 따라 흐르는 전류의 양을 측정하는 전류 측정부 및 상기 측정된 전류의 양에 따라 상기 용량가변형 축전기의 용량을 변화시키는 제어부를 구비할 수 있다. 또한, 상기 조절부는 상기 케이블에서 누설되는 전자기파의 양을 측정하는 누설 측정부 및 상기 측정된 전자기파의 양에 따라 상기 용량가변형 축전기의 용량을 변화시키는 제어부를 구비할 수 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 목적은 전류가 흐르는 도체, 상기 도체를 감싸는 내부반도전층, 상기 내부반도전층의 외주에 구비되는 절연층, 상기 절연층의 외주에 구비되는 외부 반도전층, 상기 외부 반도전층을 감싸도록 구비되어, 소정 구간에서 양단부에 접지되는 금속시스, 상기 금속 시스의 외주에 구비되는 외피 및 상기 시스에 유도되는 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절하여 상기 전류의 전자기파를 차폐하는 차폐수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블에 의해 달성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 케이블은 케이블의 도전성 부재에 유도되는 유도전류에 의해 케이블의 전자기파를 차폐할 수 있게 되어 단순한 구성에 의해 전자기파를 효율적으로 차폐할 수 있다. 나아가, 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절할 수 있는 차폐수단을 구비하여 케이블의 규격에 따라 크기가 달라지는 경우, 또는 케이블을 따라 흐르는 전류가 변화하는 경우에도 전자기파를 효율적으로 차폐할 수 있게 된다.
도 1은 케이블의 내부 구성을 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 일 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블의 구성을 도시한 개략도,
도 4는 도 3의 구성을 전자기학으로 도시한 개략도,
도 5는 다른 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블의 구성을 도시한 개략도,
도 6은 도 5의 구성을 전자기학으로 도시한 개략도,
도 7은 유도전류의 크기를 변화시켜 가며 전자기파 차폐실험을 한 결과를 도시한 그래프,
도 8 및 도 9는 또 다른 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블의 구성을 도시한 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해서 상세히 살펴보기로 한다. 먼저 케이블(100)의 구성에 대해서 살펴보고, 이어서 전자기파를 차폐하기 위한 구성을 구비한 케이블의 구성에 대해서 살펴보기로 한다.
도 1은 케이블(100)의 내부 구성을 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 케이블(100)은 중심부를 따라 도체(10)를 구비한다. 도체(10)는 전류가 흐르는 통로 역할을 하게 되며, 예를 들어 구리 또는 알루미늄으로 구성된다. 도체(10)는 복수개의 가닥으로 구성된다.
그런데, 도체(10)는 그 표면이 평활하지 않아 전계가 불균일하거나, 전계집중이 발생할 수 있으며, 부분적으로 코로나 방전이 일어나기 쉽다. 또한, 도체(10) 표면과 후술하는 절연층(14) 사이에 공극이 생기게 되면 절연성능이 저하된다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도체(10) 외부를 반도전성 카본지와 같은 반도전성 물질 등으로 감싸게 되며, 반도전성 물질에 의해 형성된 층을 내부반도전층(12)으로 정의하게 된다.
결국, 내부반도전층(12)은 도체(10) 표면의 전계완화와 도체(10)와 절연체(14) 사이의 보이드(void)에 의해 발생하는 부분방전을 방지하게 된다. 또한, 내부반도전층(12)은 케이블에 있어서 이상적인 동심 원통형 전극형태를 유지하게 하여 도체(10) 표면을 평활하게 하여 전계집중을 완화시키며, 도체(10)와 절연체(14)를 서로 밀착시켜 도체(10)표면에서 발생할 수 있는 코로나 방전을 방지할 수 있다. 나아가, 도체(10)와 내부반도전층(12) 사이 및 내부반도전층(12)과 절연층(14) 사이의 전자주입과 전자흐름을 방지하여 불순물을 흡착할 수 있다.
한편, 내부반도전층(12)의 바깥쪽에는 절연층(14)이 구비된다. 절연층(14)은 도체(10)를 외부와 전기적으로 절연시켜준다. 일반적으로 절연층(14)은 파괴전압이 높고, 절연성능이 장기간 안정적으로 유지될 수 있어야 한다. 나아가, 유전손실이 적으며 내열성 등의 열에 대한 저항 성능을 지니고 있어야 한다. 따라서, 절연층(14)은 예를 들어 XLPE(Cross-linked Polyethylene; 가교 폴리에틸렌) 등을 원료로 하여 제작된다.
그런데, 절연층(14)의 내부뿐만 아니라 외부를 차폐하지 않으면, 전계의 일부는 절연층(14)으로 흡수되지만, 대부분의 전계는 외부로 방전된다. 이 경우, 전계가 소정치 이상으로 커지게 되면 전계에 의해 절연층(14)과 케이블(100)의 외피가 파손될 수 있다. 따라서, 절연층(14)의 바깥쪽에는 다시 반도전층이 구비되며, 전술한 내부반도전층(12)과 구별하기 위하여 외부반도전층(16)으로 정의된다. 외부반도전층(16)은 절연두께 편차에 따른 전계 불평등을 억제하여 절연층(14)을 보호하는 역할과 함께, 전술한 내부반도전층(12) 과의 사이에 전기력선의 분포를 등전위로 만들어 절연층(14)의 절연내력을 향상시키는 역할을 하게 된다.
외부반도전층(16)의 바깥쪽에는 케이블의 종류에 따라 금속시스(18) 또는 중성선(미도시)이 구비된다. 금속시스(18) 또는 중성선(미도시)은 전기적 차폐 및 단락전류의 귀로를 위하여 구비된다.
케이블(100)의 최외곽에는 외피(20)가 구비된다. 외피(20)는 케이블(100)의 최외곽에 구비되어 케이블(100)의 내부 구성을 보호하는 역할을 하게 된다. 따라서, 외피(20)는 빛·풍우·습기·공기 중의 기체 등 각종 기후를 비롯한 자연환경에 견딜 수 있는 내후성, 화학물질 등과 같은 약품 등에 견디는 내약품성 및 기계적 강도가 우수한 성질을 갖게 된다. 일반적으로 PVC(Polyvinyl chloride; 폴리염화비닐) 또는 PE(Polyethylene: 폴리에틸렌)를 재질로 하여 외피를 제작하게 된다.
그런데, 케이블(100)의 내부에 구비된 도체(10)를 따라 전류가 흐르게 되면 도체(10)의 외부로 전자기파(EMF : ElectroMagnetic File) 또는 전자기장(이하, '전자기파'라고 함)이 발생하게 된다. 상기 전자기파는 전기장과 자기장의 두 성분을 구비하게 되며, 소정의 회로에 주기적인 전류, 즉 교류 전류가 흐르게 되면 자기장과 전기장이 번갈아 전파되면서 발생하게 된다.
여기서, 전기장(Electric field)에 인체가 노출되면 동일한 주파수로 변동하는 표면전하가 유도되며 이로 인해 인체 내부에 전류가 흐르게 되고, 이때 정현파 전기장에 대한 인체 내부 전류의 크기는 주파수에 비례하여 증가하는 특징을 보인다. 또한, 자기장(Magnetic field)에 인체가 노출되면 내부에 전기장과 맴돌이 전류가 유도되며 이 전류는 주파수와 자속밀도의 크기에 따라 증가한다. 케이블의 경우 전기장은 금속 시스로 인하여 대부분이 차폐가 되고 주파수가 낮아 인체에 미치는 영향이 미비하여 큰 문제가 되지 않으나, 자기장은 금속시스에 의한 차폐효과가 없고 도체전류에 의한 자기장은 대부분이 외부로 그대로 노출되기 때문에 인체에 대한 유해성이 매우 크다. 따라서, 케이블(100)의 도체(10)를 따라 교류 전류 등이 흐르는 경우에 전자기파, 특히 자기장을 차폐하는 것이 중요하다. 이하에서는 단순한 구성에 의해 상기 도체(10)를 따라 흐르는 전류에서 발생하는 전자기파, 특히 자기장을 차폐할 수 있는 전자기파차폐 케이블에 대해서 살펴보기로 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블(200)의 구성을 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 전자기파차폐 케이블(200)은 전류가 흐르는 도체(10), 도체(10)와 절연되도록 구비되며 소정구간의 양단부가 접지되는 도전성 부재(18)를 구비한다. 여기서, 상기 도전성 부재(18)는 케이블(200)에 별도의 도전성 부재를 부가하여 구성할 수 있다. 그런데, 케이블(200)의 내부 공간은 일반적으로 협소하므로 별도의 부재를 부가하기보다 기존 케이블 구성요소 중에 하나를 채용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예에서 상기 도전성 부재(18)는 전술한 케이블(200)의 구성 중에 금속 시스(18)로 이루어질 수 있다. 금속 시스(18)는 도전성 금속으로 이루어지므로 전기가 통하는 도전성을 가지기 때문이다.
상기 도전성 부재(18)는 소정 길이, 또는 소정 구간의 양단부가 접지(120, 140) 되어 구비된다. 일반적으로 케이블(200)에서 전자기파가 방출되는 경우에 전 구간을 차폐하는 것이 전자기파 차폐를 최대한 막을 수 있다. 그런데, 케이블(200)에서 방출되는 전자기파는 인체에 유해한 영향을 미치지만, 사람이 살지 않는 지역에 설치된 케이블 구간까지 차폐를 하는 것은 경제성이 매우 떨어지게 된다. 즉, 케이블이 설치되는 경로를 따라 사람이 인접하여 차폐가 필요한 구간을 결정하고, 상기 구간에 설치된 케이블의 구간에서 상기 도전성 부재(18)의 양단부를 접지하는 것이 바람직하다.
케이블(200)의 도체(10)를 따라 전류(Ic)가 흐르는 경우에 상기 도전성 부재(18)에는 도체(10)를 따라 흐르는 전류(Ic)에 의해 유도된 전류, 즉 유도전류(Is)가 흐르게 된다.
도 4는 도 3의 개략도를 전자기학으로 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 도체(10)는 저항성분(Rc)과 인덕턴스 성분(Xc)을 포함한 임피던스로 구성될 수 있으며, 도전성 부재(18)도 마찬가지로 저항성분(Rs)과 인덕턴스 성분(Xs)을 포함한 임피던스로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 도전성 부재(18)에 유도되는 유도전류(Is)의 크기는 아래 [수학식1]과 같다.
Figure 112019048088563-pat00001
상기 [수학식1]에서 'Zs'는 도전성 부재, 즉 금속 시스의 임피던스를 의미하며, 'Es'는 유도되는 전압을 의미한다. 그런데, 금속 시스에 유도된 전류의 방향은 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 방향과 반대 방향으로 유도된다. 따라서, 케이블(10)의 외부로 방출되는 전자기파는 도체(10)를 따라 흐르는 전류(Ic)의 전자기파와 금속 시스를 따라 유도된 전류(Is)의 전자기파의 벡터합으로 결정된다. 도체 전류와 금속 시스의 전류는 서로 반대 방향으로 흐르게 되므로 기본적으로 서로 상쇄하는 효과를 가지게 된다.
결국, 금속 시스에 유도된 전류의 전자기파에 의해 도체의 흐르는 전류에 의한 전자기파를 상쇄하여 전자기파의 발생을 방지할 수 있다. 그런데, 금속 시스에 유도되는 전류의 크기는 대략 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 크기 이하이며, 또한, 금속 시스에 유도되는 전류는 도체의 전류와 소정의 위상 차이가 발생하게 된다. 금속 시스에 유도되는 전류의 크기가 너무 작으면 도체의 전자기파를 상쇄하기게 적절하지 않을 수 있다. 또한, 금속 시스에 유도되는 전류의 위상과 도체의 전류의 위상의 차이가 소정 범위 이상으로 커지게 되면 또한 도체의 전자기파를 상쇄하기에 적합하지 않을 수 있다.
따라서, 금속 시스를 따라 유도되는 전류의 크기 및 위상을 적절하게 조절하게 된다면, 유도전류의 전자기파에 의해 도체에서 방출되는 전자기파를 적절하게 차폐하는 것이 가능하게 된다.
그런데, 도 3에 따른 전자기파차폐 케이블(200)은 금속 시스와 같은 도전성 부재(18)에 유도되는 유도 전류(Is)의 크기 및 위상을 조절할 수 없다는 문제점을 가지게 된다. 즉, 도 3에 따른 케이블(200)은 일단 제작이 이루어지면 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 크기 및 도전성 부재(18)의 임피던스에 의해 유도되는 전류(Is)의 크기 및 위상이 결정된다. 따라서, 도체(10)를 따라 흐르는 전류(Ic)의 양이 변화하거나, 적절하게 금속 시스의 두께 등이 결정되지 못한다면 전자기파 차폐가 효과적으로 이루어지지 못한다. 이하에서는 전술한 문제점을 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블을 살펴보기로 한다.
도 5는 다른 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블(300)을 도시한 개략도이며, 도 6은 도 5의 회로도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전자기파차폐 케이블(300)은 전류가 흐르는 도체(10), 도체(10)와 절연되도록 구비되며 소정구간의 양단부가 접지되는 도전성 부재(18) 및 도체(10)의 전류에 의해 도전성 부재(18)에 유도되는 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절하여 도체 전류의 전자기파를 차폐하는 차폐수단(220)을 구비한다. 케이블의 기본적인 구성, 도전성 부재로서 금속 시스를 채용하는 점, 도전성 부재의 소정구간의 양단부가 접지되는 점에 대해서는 전술한 실시예와 유사하므로 반복적인 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블(300)은 도전성 부재(18)에 유도되는 유도전류(Is)의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절할 수 있는 차폐수단(220)을 구비한다는 점에서 전술한 실시예와 차이가 있다. 즉, 전술한 실시예에서는 케이블이 일단 제작되면 도체를 따라 흐르는 전류의 양이 변화는 경우에 적절한 차폐가 이루어지지 않을 수 있으며, 특히 도전성 부재의 두께 등의 인자에 의해 유도 전류의 크기 및/또는 위상이 변화할 수 있으므로 효율적인 전자기파 차폐가 곤란하다. 그런데, 본 실시예에서는 차폐수단(220)을 통해 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절하는 것이 가능해지므로, 도체를 따라 흐르는 전류의 양이 변하거나, 또는 다양한 규격으로 케이블을 제작하여 도전성 부재의 두께가 변화하는 경우에도 모두 적절하게 전자기파 차폐를 할 수 있다는 장점이 있다. 이하, 구체적인 구성에 대해서 살펴보기로 한다.
전술한 차폐수단(220)은 도전성 부재(18)의 임피던스의 크기를 조절하여 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절할 수 있는 임피던스 조절부로 이루어질 수 있다. 즉, 차폐수단(220)은 도전성 부재(18)의 임피던스의 크기를 조절하여 도전성 부재(18)에 유도되는 전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절하게 된다. 이를 위하여, 상기 임피던스 조절부는 도전성 부재(18)를 접지하는 접지회로(120)에 구비되는 적어도 하나의 축전기(230)를 구비한다. 본 실시예와 같이 축전기(230)를 포함한 차폐수단(220)을 구비하게 되면, 도전성 부재(18)에 유도되는 전류(Is)의 크기는 아래 [수학식2]와 같다.
Figure 112019048088563-pat00002
여기서, 'Xcon'는 축전기의 용량을 의미한다. 결국, 상기 [수학식2]에서 분모를 형성하는 임피던스 성분에서 축전기의 용량이 포함되어 도 3의 케이블의 임피던스의 크기(Rs+jXs)에 비하여 임피던스의 크기가 감소(Rs+j(Xs-Xcon))하게 되므로 전체 유도 전류(Is)의 크기는 증가하게 된다. 결국, 축전기의 용량(Xcon)을 적절하게 조절한다면 도전성 부재(18)를 따라 유도되는 전류(Is)의 크기를 조절할 수 있게 되어, 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 양이 변화하는 경우에도 전자기파를 효율적으로 차폐할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 차폐수단(220)을 구성하는 축전기(230)의 용량을 조절하여 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 적절하게 조절하여 전자기파를 효율적으로 차폐할 수 있다.
그런데, 축전기(230)의 용량을 조절하기 위하여 축전기를 일일이 교환하게 된다면 매우 작업이 번거로울 뿐만 아니라 시간을 많이 소요하게 된다. 따라서, 본 실시예에서 축전기(230)는 용량가변형 축전기로 이루어질 수 있다. 즉, 용량이 가변하는 축전기(230)를 구비함으로써, 자동 또는 수동으로 편하게 용량을 조절하는 것이 가능해진다. 이 경우, 축전기(230)의 용량은 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 크기 또는 발생되는 전자기파의 양에 따라 가변될 수 있다. 즉, 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 양이 변화하는 경우, 또는 환경적인 요인 등으로 인해 발생되는 전자기파의 양이 변화하는 경우에 이를 감지하여 적절하게 전자기파를 차폐하도록 축전기(230)의 용량을 조절할 수 있다. 즉, 축전기(230)의 용량은 도체(10)를 따라 흐르는 전류에 의한 전자기파가 소정 비율 이상으로 차폐되도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 양이 변화하여도, 상기 도체(10)에서 발생되는 전자기파가 대략 60% ~ 80% 이상 차폐되도록 결정될 수 있다.
도 7은 상기와 같은 구성을 가지는 전자기파차폐 케이블에서 축전기의 용량을 변화시켜 도전성 부재(18)에 유도되는 전류의 크기를 변화시켜 가며 전자기파 차폐실험을 한 결과를 도시한 그래프이다. 상기 실험에서 케이블은 횡권차폐를 한 220kV용을 사용하였으며, 케이블의 도체의 양단을 접지하였다. 한편, 그래프에서 가로축은 케이블과의 거리(m)를 도시하며, 수직축은 전자기파의 측정양(uT)을 도시한다.
도 7을 참조하면, 도전성 부재(18)에 전류가 유도되지 않는 경우에 비해 유도전류의 크기가 커질수록 측정되는 전자기파의 양이 출어드는 것을 알 수 있다. 즉, 도전성 부재(18)에 전류가 유도되지 않는 경우(A)에 전자기파의 양을 도시한 곡선은 볼록한 돌출부를 포함하지만, 유도전류의 크기가 커질수록 전자기파의 양이 줄어들어 상기 곡선은 평평한 곡선으로 변화된다. 특히, 도전성부재(18)에 유도되는 유도전류의 크기가 대략 800A에 이르게 되면 대략 75% 이상의 전자기파를 차폐할 수 있음을 알 수 있다.
상기 표 또는 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 축전기의 용량을 적절하게 조절할 수 있다면 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 크기가 변화하여도, 또는 환경적인 요인에 변화가 발생하여도 적절하게 전자기파를 차폐하는 것이 가능해진다.
이하에서는 다양한 실시예들에 따른 전자기파차폐 케이블에 대해서 살펴보기로 한다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블(400)의 구성을 도시한 개략도이다. 이하, 전술한 실시예와 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블(400)은 임피던스 조절부(220)를 구비하며, 상기 임피던스 조절부(220)는 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 양을 측정하고, 상기 측정된 전류의 양에 따라 용량가변형 축전기(230)의 용량을 변화시키는 제어부(240)를 구비한다.
먼저 전자기파차폐 케이블(400)은 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 양을 측정하고, 나아가 상기 측정한 전류의 크기에 따라 용량가변형 축전기(230)의 용량을 변화시키는 제어부(240)를 구비한다. 제어부(240)는 접지라인(120)에 의해 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 양을 측정할 수 있다. 따라서, 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 양이 변화하는 경우에 제어부(240)는 전류크기의 변화를 감지하고, 이에 대응하여 용량가변형 축전기(230)의 용량을 변화시키게 된다. 따라서, 도체(10)를 따라 흐르는 전류의 양이 변화하는 경우에 적절하게 대응하여 전자기파를 차폐하는 것이 가능해진다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블(500)의 구성을 도시한 개략도이다. 이하, 전술한 실시예와 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전자기파차폐 케이블(500)은 임피던스 조절부(320)를 구비하며, 상기 임피던스 조절부(320)는 케이블(500)에서 발생되는 전자기파의 양을 측정하는 측정부(260) 및 측정된 전자기파의 양에 따라 상기 용량가변형 축전기(330)의 용량을 변화시키는 제어부(340)를 구비한다.
전자기파차폐 케이블(500)은 케이블(500)에서 발생되는 전자기파를 측정하는 측정부(260)를 구비한다. 상기 측정부(260)는 케이블(500)과 함께 구비되어 제어부(340)로 전자기파의 양을 전송할 수 있다. 그런데, 상기 측정부(260)를 함께 설치하게 되면 케이블의 설치 비용이 상승하게 되므로, 상기 측정부는 케이블과 함께 설치되지 않고 필요한 구간에만 설치되거나 또는 전자기파 검출이 필요한 경우에만 전자기파 발생을 측정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 전자기파의 발생이 의심되는 케이블 구간에 휴대용 측정기 등으로 전자기파의 발생양을 측정하고 상기 측정된 전자기파양을 제어부(340)로 전송할 수 있다. 이 경우, 제어부(340)는 발생되는 전자기파의 양을 미리 설정된 기준치와 비교하여 용량가변형 축전기(230)의 용량을 조절할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 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.
10...도체 12...내부 반도전층
14...절연층 16...외부 반도전층
18...금속 시스 20...외피
220...차폐수단 230, 330...축전지
240, 340...제어부 250...전류 측정부
260...누설 측정부
100, 200, 300, 400, 500...케이블

Claims (16)

  1. 전류가 흐르는 도체;
    상기 도체와 절연되도록 구비되며 소정구간의 양단부가 접지되는 도전성 부재; 및
    상기 도체의 전류에 의해 상기 도전성 부재에 유도되고 상기 도체의 전류의 방향과 반대 방향으로 유도되는 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절하여 상기 유도전류에 의한 전자기파로 상기 도체의 전류에 의한 전자기파를 상쇄함으로써 상기 도체의 전류에 의한 전자기파를 차폐하는 차폐수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐수단은
    상기 도전성 부재의 임피던스의 크기를 조절하여 상기 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절할 수 있는 임피던스 조절부로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 임피던스 조절부는
    상기 도전성 부재를 접지하는 접지회로에 구비되는 적어도 하나의 축전기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 축전기는 용량가변형 축전기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 축전기의 용량은 상기 도체를 따라 흐르는 전류의 크기 또는 발생되는 전자기파의 양에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 축전기의 용량은 상기 도체를 따라 흐르는 전류에 의한 전자기파가 소정 비율 이상으로 차폐되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 임피던스 조절부는
    상기 도체를 따라 흐르는 전류의 양을 측정하고, 상기 측정된 전류의 양에 따라 상기 용량가변형 축전기의 용량을 변화시키는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 임피던스 조절부는
    상기 케이블에서 발생되는 전자기파의 양을 측정하는 측정부; 및
    상기 측정된 전자기파의 양에 따라 상기 용량가변형 축전기의 용량을 변화시키는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  9. 전류가 흐르는 도체;
    상기 도체를 감싸는 내부반도전층;
    상기 내부반도전층의 외주에 구비되는 절연층;
    상기 절연층의 외주에 구비되는 외부 반도전층;
    상기 외부 반도전층을 감싸도록 구비되어, 소정 구간에서 양단부에 접지되는 금속시스;
    상기 금속시스의 외주에 구비되는 외피; 및
    상기 도체의 전류에 의해 상기 금속시스에 유도되고 상기 도체의 전류의 방향과 반대 방향으로 유도되는 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절하여 상기 유도전류에 의한 전자기파로 상기 도체의 전류에 의한 전자기파를 상쇄함으로써 상기 도체의 전류에 의한 전자기파를 차폐하는 차폐수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차폐수단은
    상기 금속시스의 임피던스의 크기를 조절하여 상기 유도전류의 크기 및 위상 중에 적어도 하나를 조절할 수 있는 임피던스 조절부로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 임피던스 조절부는
    상기 금속시스를 접지하는 접지회로에 구비되는 적어도 하나의 축전기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 축전기는 용량가변형 축전기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 축전기의 용량은 상기 도체를 따라 흐르는 전류의 크기 또는 발생되는 전자기파의 양에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 축전기의 용량은 상기 도체를 따라 흐르는 전류에 의한 전자기파가 소정 비율 이상으로 차폐되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 임피던스 조절부는
    상기 도체를 따라 흐르는 전류의 양을 측정하고, 상기 측정된 전류의 양에 따라 상기 용량가변형 축전기의 용량을 변화시키는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 임피던스 조절부는
    상기 케이블에서 발생되는 전자기파의 양을 측정하는 측정부; 및
    상기 측정된 전자기파의 양에 따라 상기 용량가변형 축전기의 용량을 변화시키는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기파차폐 케이블.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110504064A (zh) * 2019-07-23 2019-11-26 中国航空无线电电子研究所 电缆线屏蔽结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002125309A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Fujikura Ltd ケーブル遮蔽導体の接地方法
WO2003081973A1 (fr) 2002-03-27 2003-10-02 Toyo Services,Corp. Feuille de blindage anti-ondes electromagnetiques, cable de transmission a blindage anti-ondes electromagnetiques et lsi a blindage anti-ondes electromagnetiques
JP2005045896A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Fujikura Ltd 電力ケーブル遮蔽導体の接地不良検出方法および装置
JP2005303215A (ja) 2004-04-16 2005-10-27 Daihen Corp 可変容量コンデンサ及びこの可変容量コンデンサを備えたインピーダンス整合器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH073660Y2 (ja) * 1989-02-27 1995-01-30 任天堂株式会社 Ｅｍｉ対策用回路基板
JP2009212168A (ja) * 2008-02-29 2009-09-17 Sony Corp 可変容量素子、可変容量素子の調整方法、可変容量デバイス、及び電子機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002125309A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Fujikura Ltd ケーブル遮蔽導体の接地方法
WO2003081973A1 (fr) 2002-03-27 2003-10-02 Toyo Services,Corp. Feuille de blindage anti-ondes electromagnetiques, cable de transmission a blindage anti-ondes electromagnetiques et lsi a blindage anti-ondes electromagnetiques
JP2005045896A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Fujikura Ltd 電力ケーブル遮蔽導体の接地不良検出方法および装置
JP2005303215A (ja) 2004-04-16 2005-10-27 Daihen Corp 可変容量コンデンサ及びこの可変容量コンデンサを備えたインピーダンス整合器

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