KR102070352B1 - 이중절연 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중절연 케이블의 구조에 관한 것으로서, 도심지 및 주택가, 도로 주변, 산악지 등에 설치된 배전선로의 이중절연 케이블에 있어서 가교폴리에틸렌(XLPE)으로 내부절연을 하고, 외부충격(마찰, 눌림, 긁힘 등) 및 내마모성이 강하고 내후성(경년열화)이 뛰어난 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 내부절연체를 감싸서 보호함으로써, 수목 및 크레인 등 외물접촉에 의한 가공 배전선로 전선의 고장을 예방하고 가공 배전선로의 고장에 의한 복구비 등 유지보수 원가를 절감하는 효과를 가지고 있다. 본 발명은 외물접촉으로 인한 배전선로의 정전예방, 매년 시행되는 수목전지 비용 및 건축현장의 건축용 방호관 설치비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

이중절연 케이블{Dual Insulated Cable}

본 발명은 이중 절연 케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가교폴리에틸렌과 열가소성 폴리우레탄으로 구성된 이중 절연층을 포함하는 케이블에 관한 것이다.

기존의 케이블은 절연체로 가교폴리에틸렌(XLPE)를 사용하여 절연성능 및 경제성이 우수하지만, 외부충격에 약해 외물접촉에 의한 절연체 손상으로 고장이 빈번히 발생하며 고장예방을 위해 수목전지, 선로 순시 및 지장전선이설공사 등으로 매년 수백억원을 투자하는 문제점이 있었다.

또한 기존의 케이블은 안전사고 예방을 위해 절연전선에 별도의 절연 방호관을 설치해야 하는 등 외부충격에 약한 특징을 가지고 있어 가공 배전선로에 사용되는 절연 전선은 보다 향상된 안전성 및 절연체의 외부 충격성을 강화할 필요가 있다.

또한 기존의 케이블은 상시 수목접촉 지역에 사용되는 ABC(Aerial Bundled Cable)의 경우 케이블과 조가선이 함께 연선되어 구성되는 데, 케이블과 조가선이 완전하게 밀착되지 못하고 틈새가 생기면 틈새에서 케이블과 조가선 간에 전압이 유기되어 케이블의 외피인 절연체의 시스에 트래킹 현상에 의한 열 발생에 따른 절연파괴 문제로 배전선로 고장이 증가되는 추세에 있어 사용이 중지되어 대체 케이블의 개발이 필요한 상황이다.

이와 관련된 기술로서 한국등록특허 제0253560호에 의하면, 트리억제형 내후성 가교폴리에틸렌층 사이에 카본블랙이 포함되지 않은 순수 가교폴리에틸렌층이 형성된 옥외용 케이블이 개시되었다.

그러나 한국등록특허 제0253560호에 개시된 옥외용 케이블은 외부충격에 약해 외물접촉에 의한 절연체 손상으로 고장이 빈번히 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 외부충격에 약한 기존의 옥외용 케이블의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수목이나 크레인 등의 외부충격에도 견딜 수 있도록 고안된 내부 절연체인 가교폴리에틸렌과 외부 절연체인 열가소성 폴리우레탄 간의 접합과 수분침입 문제를 해결한 이중 절연체 구조의 케이블을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 내부절연층과 외부절연층의 이중 절연구조로 구성된, 내열성, 내후성, 내마모성 및 절연성 등이 우수한 케이블을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 이중절연 케이블이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중절연 케이블은 피복강선을 중심으로 동심으로 연합하여 원형으로 압축된 도체, 상기 피복강선 및 상기 도체 사이에 수밀성을 갖는 반도전성 컴파운드를 충진하는 도체수밀층, 상기 도체 및 도체수밀층 위에 동심원상으로 피복되는 반도전층, 상기 반도전층 위에 피복되는 내부절연층 및 상기 내부절연층 위에 피복되는 외부절연층을 포함하되, 상기 내부절연층은 가교폴리에틸렌(XLPE) 재질이고, 상기 외부절연층은 열가소성 폴리우레탄(TPU) 재질일 수 있다.

이중절연 케이블은 상기 내부절연층 및 상기 외부절연층 사이에서 상기 내부절연층 및 상기 외부절연층을 접합하는 수밀층을 더 포함할 수 있다.

이중절연 케이블은 상기 수밀층 및 상기 외부절연층 사이에 열이 전달되는 것을 방지하는 내화층을 더 포함할 수 있다.

이중절연 케이블은 수목지역 설치용 가공용 케이블일 수 있다.

이중절연 케이블은 내부절연층의 두께가 최소 1.2㎜에서 최대 2.4㎜이며, 상기 외부절연층의 두께가 최소 1.0㎜에서 최대 1.7㎜일 수 있다.

이중절연 케이블은 도로주변의 전력설비를 외부충격으로부터 보호하기 위한 옥외용 특고압 절연전선일 수 있다.

이중절연 케이블은 상기 내부절연층의 두께가 최소 4.0㎜에서 최대 6.0㎜이며, 상기 외부절연층의 두께가 최소 1.0㎜에서 최대 2.0㎜일 수 있다.

이중절연 케이블은 외부충격으로부터 보호되는 도심지역 설치용 가공용 케이블일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

이상의 실시 예에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 가교폴리에틸렌(XLPE)과 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 구성된 이중 절연구조의 케이블의 구조로서 외부충격에 강해 외물접촉에 의한 고장을 방지하고, 내후성 및 내마모성이 우수해 전선의 수명을 연장하는 효과가 크다.

또한, 본 발명은 전선의 수명을 연장하여 매년 반복적으로 발생되는 수목전지, 불량절연전선 교체 및 건축용 방호관 설치 등의 배전선로 유지보수 원가를 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중절연 케이블을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중절연 케이블을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중절연 케이블을 설명하기 위한 도면.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중절연 케이블을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블(100)은 피복강선(110), 도체(120), 도체수밀층(130), 반도전층(140), 내부 절연층(150), 수밀층(160) 및 외부 절연층(170)을 포함한다.

피복강선(110)은 예를 들면, KS D 3559 또는 동등이상이며, 그 위에 KS D 2315에 적합한 알루미늄을 균일하게 밀착 피복한 알루미늄 피복 강선일 수 있다.

도체(120)는 피복강선(110)을 중심으로 전기용 경알루미늄 선을 동심으로 연합하여 원형으로 압축된다.

도체수밀층(130)은 피복강선(110)과 도체(120) 사이에서 물이 쉽게 침투하지 않도록 수밀성을 갖는 반도전성 컴파운드 또는 동등이상의 재료가 충진되어 구성된다. 여기서, 반도전성 컴파운드 또는 동등이상의 재료는 당업계에서 널리 알려진 재료가 사용될 수 있다.

반도전층(140)은 도체(120) 위에서 반도전 열경화성 컴파운드가 도체와 동심원상으로 피복된다. 반도전층(140)은 예를 들면, 0.6∼0.7㎜일 수 있다. 여기서, 반도전 열경화성 컴파운드 재료는 당업계에서 널리 알려진 재료가 사용될 수 있다.

내부 절연층(150)은 기존 절연전선과 동등 이상의 절연특성을 만족하기 위해 가교폴리에틸렌(XLPE : Cross-linked Polyethylene)으로 구성된다. 내부 절연층(150)은 최소 1.2㎜에서 최대 2.4㎜의 두께일 수 있다.

외부 절연층(170)은 이중적인 절연을 수행하며, 절연특성이 좋은 열가소성 폴리우레탄(TPU : Thermoplastic polyurethane)으로 구성된다. 외부 절연층(170)은 최소 1.0에서 최대 1.7㎜의 두께일 수 있다.

수밀층(160)은 내부 절연층(150)과 외부 절연층(170)의 접합문제를 해결하기 위해 비도전성 수밀테이프 또는 동등이상의 수밀성 재료로 구성된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블(100)은 단면적은 최소 50㎟에서 최대 240㎟이며, 도로주변의 전력설비를 가로수 등의 수목 및 크레인 등의 외부충격으로부터 보호하기 위한 옥외용 특고압 절연전선으로 이용될 수 있다.

도 2은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중절연 케이블을 설명하기 위한 도면이다.

도 2을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 케이블(200)은 피복강선(210), 도체(220), 도체수밀층(230), 반도전층(240), 내부 절연층(250), 수밀층(260) 및 외부 절연층(270)을 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 케이블(200)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블과 내부 절연층(250), 수밀층(260) 및 외부 절연층(270)의 구성이 상이하고, 나머지 구성은 동일하므로, 내부 절연층(250), 수밀층(260) 및 외부 절연층(270)에 대해서는 설명하기로 한다.

내부 절연층(250)은 기존 절연전선과 동등 이상의 절연특성을 만족하기 위해 가교폴리에틸렌(XLPE : Cross-linked Polyethylene)으로 구성된다. 내부 절연층(250)은 최소 4.0㎜에서 최대 6.0㎜의 두께일 수 있다.

외부 절연층(270)은 이중적인 절연을 수행하며, 절연특성이 좋은 열가소성 폴리우레탄(TPU : Thermoplastic polyurethane)으로 구성된다. 외부 절연층(270)은 최소 1.0에서 최대 2.0㎜의 두께일 수 있다.

내부 절연층(250) 및 외부 절연층(270)은 IEC 60502-2, 정격전압 1∼30kV 압출 절연전력 케이블 및 그 부속품(제2부:케이블(6kV 및 30kV)의 6.2항 절연체 두께의 공칭 절연체 두께(5.5㎜) 이상)으로 설계하였으며, 기존 가공케이블(ABC)과 동등 이상의 절연특성을 가진다.

수밀층(260)은 내부 절연층(250)과 외부 절연층(270)의 접합문제를 해결하기 위해 비도전성 수밀테이프 또는 동등이상의 수밀성 재료로 구성된다. 수밀층(260)은 약 1㎜의 두께일 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 케이블(200)은 단면적은 최소 50㎟에서 최대 240㎟이며, 수목 및 공사현장 등의 외부충격으로부터 보호되는 도심지역 설치용 가공용 케이블로 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중절연 케이블을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 케이블(300)은 피복강선(310), 도체(320), 도체수밀층(330), 반도전층(340), 내부 절연층(350), 수밀층(360), 내화층(370) 및 외부 절연층(380)을 포함한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 케이블(300)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블과 내부 절연층(350), 수밀층(360), 내화층(370) 및 외부 절연층(380)의 구성이 상이하고, 나머지 구성은 동일하므로, 내부 절연층(350), 수밀층(360), 내화층(370) 및 외부 절연층(380)에 대해서는 설명하기로 한다.

내부 절연층(350)은 기존 절연전선과 동등 이상의 절연특성을 만족하기 위해 가교폴리에틸렌(XLPE : Cross-linked Polyethylene)으로 구성된다. 내부 절연층(250)은 최소 4.0㎜에서 최대 6.0㎜의 두께일 수 있다.

외부 절연층(380)은 이중적인 절연을 수행하며, 절연특성이 좋은 열가소성 폴리우레탄(TPU : Thermoplastic polyurethane)으로 구성된다. 외부 절연층(380)은 최소 1.0에서 최대 2.0㎜의 두께일 수 있다.

내부 절연층(350) 및 외부 절연층(380)은 IEC 60502-2, 정격전압 1∼30kV 압출 절연전력 케이블 및 그 부속품(제2부:케이블(6kV 및 30kV)의 6.2항 절연체 두께의 공칭 절연체 두께(5.5㎜) 이상)으로 설계하였으며, 기존 가공케이블(ABC)과 동등 이상의 절연특성을 가진다.

수밀층(360)은 내부 절연층(350)과 외부 절연층(380)의 접합문제를 해결하기 위해 비도전성 수밀테이프 또는 동등이상의 수밀성 재료로 구성된다. 수밀층(360)은 약 1㎜의 두께일 수 있다.

내화층(370)은 산불 등의 화재에 대응하도록 내화용 테이프 또는 동등이상의 내화성 재료로 구성된다. 내화층(370)은 약 0.25㎜의 두께일 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 케이블(300)은 수목지역 설치용 가공용 케이블로 이용될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 200, 300: 케이블
110, 210, 310: 피복강선
120, 220, 320: 도체
130, 230, 330: 도체수밀층
140, 240, 340: 반도전층
150, 250, 350: 내부절연층
160, 260, 360: 수밀층
170, 270, 380: 외부절연층
370: 내화층

Claims (8)

1. 피복강선을 중심으로 동심으로 연합하여 원형으로 압축된 도체;
   상기 피복강선 및 상기 도체 사이에 수밀성을 갖는 반도전성 컴파운드를 충진하는 도체수밀층;
   상기 도체 및 도체수밀층 위에 동심원상으로 반도전 열 경화선 컴파운드로 피복되는 반도전층;
   상기 반도전층 위에 가교폴리에틸렌(XLPE) 재질로 피복되는 내부절연층;
   상기 내부절연층 위에 열가소성 폴리우레탄(TPU) 재질로 피복되는 외부절연층; 및,
   상기 내부절연층 및 상기 외부절연층 사이에서 상기 내부절연층 및 상기 외부절연층을 접합하는 비도전성 수밀테이프로 형성된 수밀층을 포함하고,
   상기 수밀층 및 상기 외부절연층 사이에 열이 전달되는 것을 방지하는 내화테이프를 포함하되,
   상기 내부절연층의 두께는 4.0㎜ ~ 6.0㎜이며, 상기 외부절연층의 두께는 1.0㎜ ~ 2.0㎜이며, 상기 내화테이프의 두께는 0.25mm인 것을 특징으로 하는 이중절연 케이블.
   
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