KR102386728B1 - Joint for ultra high voltage cable and ultra high voltage cable joint system comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 구조적으로 전계가 집중되는 부분의 전계를 완화시킴으로써 국부적인 전계집중에 의한 케이블의 중간접속함 절연파괴를 효과적으로 방지할 수 있는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an intermediate junction box for an ultra-high voltage DC power cable and an ultra-high voltage DC power cable connection system including the same. Specifically, the present invention provides an intermediate junction box for an ultra-high voltage DC power cable, which can effectively prevent insulation breakdown of the intermediate junction box of the cable due to local electric field concentration by mitigating the electric field in the part where the electric field is structurally concentrated, and the intermediate junction box comprising the same It relates to an ultra-high voltage DC power cable connection system.

Description

초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템{Joint for ultra high voltage cable and ultra high voltage cable joint system comprising the same}Intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cable and ultra-high voltage DC power cable connection system including the same

본 발명은 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 구조적으로 전계가 집중되는 부분의 전계를 완화시킴으로써 국부적인 전계집중에 의한 케이블의 중간접속함 절연파괴를 효과적으로 방지할 수 있는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an intermediate junction box for an ultra-high voltage DC power cable and an ultra-high voltage DC power cable connection system including the same. Specifically, the present invention provides an intermediate junction box for an ultra-high voltage DC power cable, which can effectively prevent insulation breakdown of the intermediate junction box of the cable due to local electric field concentration by mitigating the electric field in the part where the electric field is structurally concentrated, and the intermediate junction box comprising the same It relates to an ultra-high voltage DC power cable connection system.

초고압 전력 케이블은 내부의 도체를 이용하여 전력을 전송하는 장치로서 초고압 직류(Direct Current; DC) 전력케이블과 초고압 교류(Alternating Current; AC) 전력케이블로 구분할 수 있다. An ultra-high voltage power cable is a device that transmits power using an internal conductor, and can be divided into an ultra-high voltage direct current (DC) power cable and an alternating current (AC) power cable.

상기 초고압 직류 전력케이블을 이용하는 직류 송전 방식은 전력손실이 적어 장거리 송전에 유리한 장점이 있으므로, 중간접속함을 이용하여 상기 전력케이블을 서로 연결한 초고압 직류 전력케이블 중간접속 시스템을 형성함으로써 장거리 송전선로를 구성한다. The DC power transmission method using the ultra-high voltage DC power cable has an advantage in long-distance transmission due to low power loss. make up

도 1는 종래 초고압 직류 전력 케이블용 중간접속시스템의 단면구조를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a cross-sectional structure of an intermediate connection system for a conventional ultra-high voltage DC power cable.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 중간접속 시스템은 중간접속함(300')을 이용하여 도체(미도시), 내부반도전층(미도시), 절연층(214) 및 외부반도전층(216)을 구비하며 상기 도체, 내부반도전층, 절연층 및 외부반도전층이 순차적으로 노출된 단부가 서로 대향하도록 구비된 한 쌍의 전력케이블을 서로 연결하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional intermediate connection system uses an intermediate junction box 300' to connect a conductor (not shown), an inner semiconducting layer (not shown), an insulating layer 214 and an outer semiconducting layer 216. and is configured by connecting a pair of power cables provided with the conductor, inner semiconducting layer, insulating layer and outer semiconducting layer sequentially exposed ends to face each other.

구체적으로, 상기 전력케이블의 단부에서 노출된 한 쌍의 도체를 전기적, 기계적으로 서로 연결시키는 도체 접속부(310') 내지 상기 전력케이블의 단부에서 노출된 절연층 내지 외부반도전층의 외측을 감싸며 상온에서 수축 가능한 탄성 재질로 이루어진 조인트 슬리브(320')를 구비할 수 있고, 상기 조인트 슬리브(320')는 도체와 전기적으로 연결되는 제1 전극(321'), 서로 대향하도록 한 쌍으로 구비되는 제2 전극(322'), 상기 제1 전극(321') 및 상기 제2 전극(322')을 감싸도록 구비되는 접속함 절연층(323'), 상기 접속함 절연층(323')의 외측에 구비되는 접속함 차폐층(324') 등을 포함할 수 있다.Specifically, the conductor connecting portion 310 ′ for electrically and mechanically connecting a pair of conductors exposed at the end of the power cable to the end of the power cable or the insulating layer or the outer semiconducting layer exposed at the end of the power cable is wrapped around the outside at room temperature. A joint sleeve 320 ′ made of a contractible elastic material may be provided, wherein the joint sleeve 320 ′ includes a first electrode 321 ′ electrically connected to a conductor, and a second pair provided to face each other. A junction box insulating layer 323 ′ provided to surround the electrode 322 ′, the first electrode 321 ′, and the second electrode 322 ′, provided outside the junction box insulating layer 323 ′ It may include a junction box shielding layer 324 ′ and the like.

다만, 상기 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 이용한 초고압 직류 전력케이블용 중간접속시스템은 그 내부에서의 전계분포가 체적저항률에 의존하는 저항성 전계분포 특성을 가진다. 구체적으로 종래의 상기 초고압 직류 전력케이블 내지 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함은 서로 다른 체적저항률을 갖는 소재로 이루어진 구조물이 서로 만나게 되는 상기 조인트 슬리브(320')와 상기 전력케이블 간의 계면, 상기 제2 전극(322'), 전력케이블의 절연층(214) 및 접속함 절연층(323')이 만나는 부분으로서 도 1에 파선으로 구획된 A 부분, 또는 제1 전극(321'), 전력케이블의 절연층(214) 및 접속함 절연층(323')이 만나는 부분으로서 도 2에 파선으로 구획된 B 부분 등 이종의 재료가 서로 접하는 부위는 온도 변화에 따른 각 재질의 체적저항 변화, 접속함 제조상의 공극발생, 이물질 침입 등의 문제가 있어 절연취약부로 작용하며, 특히 구조적으로 전계가 집중되어 접속함 절연파괴가 일어날 수 있다.However, the intermediate junction box for the ultra-high voltage DC power cable and the intermediate connection system for the ultra-high voltage DC power cable using the same have a resistive electric field distribution characteristic in which the electric field distribution therein depends on the volume resistivity. Specifically, in the conventional intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cable or ultra-high voltage DC power cable, the interface between the power cable and the joint sleeve 320 ′ in which structures made of materials having different volume resistivity meet each other, the second The electrode 322 ′, the portion A, which is divided by a broken line in FIG. 1 as a portion where the insulating layer 214 of the power cable and the junction box insulating layer 323 ′ meet, or the first electrode 321 ′, the insulation of the power cable As the portion where the layer 214 and the junction box insulation layer 323 ′ meet, the portion where different materials contact each other, such as the part B separated by a broken line in FIG. There are problems such as void generation and intrusion of foreign substances, so it acts as a weak insulation part.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 선행기술 1(KR10-2013-0105523 A)은 폴리아닐린을 전도성 필러로 포함하는 재료로 형성된 전기장 완화층을 구비하여, 케이블과 접속함 사이의 계면에 인가되는 전계를 완화한다. In order to solve the above problems, Prior Art 1 (KR10-2013-0105523 A) includes an electric field mitigating layer formed of a material containing polyaniline as a conductive filler to relieve the electric field applied to the interface between the cable and the junction box. do.

또한, 선행기술 2(WO2008/054308 A1) 내지 선행기술 3(EP1975949 B1)은 절연 수지에 전압에 따라 저항값이 변화하여 선택적으로 전도성 입자로 작용할 수 있는 배리스터(varistor) 입자인 ZnO를 포함하거나 상기 ZnO 입자간 브릿지 역할을 하는 SiO2를 더 포함하여 전계를 제어한다. In addition, prior art 2 (WO2008/054308 A1) to prior art 3 (EP1975949 B1) include ZnO, which is a varistor particle that can selectively act as conductive particles by changing the resistance value of the insulating resin according to voltage, or The electric field is controlled by further including SiO 2 serving as a bridge between the ZnO particles.

하지만, 상기 선행기술 1 내지 선행기술 3은 접속함에서의 발열 현상 및 직류 전압 인가시 절연취약부에 작용하는 전계값 등을 고려한 상기 전기장 완화층의 체적저항률 및 상기 전기장 완화층과 상기 접속함 절연층 내지 케이블 절연층의 체적저항률 간의 관계 등에 대하여 개시하고 있지 않다.However, in the prior art 1 to the prior art 3, the volume resistivity of the electric field mitigating layer and the electric field mitigating layer and the junction box insulating layer in consideration of the heating phenomenon in the junction box and the electric field acting on the weak insulation part when DC voltage is applied or the relationship between the volume resistivity of the cable insulation layer and the like is not disclosed.

따라서, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함에 있어서 구조적으로 전계가 집중되는 부분의 전계를 완화시킴으로써 국부적인 전계집중에 의한 접속함 절연파괴를 효과적으로 방지할 수 있으며, 접속부에서의 발열 현상을 완화할 수 있는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in the intermediate connection box for ultra-high voltage DC power cable, it is possible to effectively prevent the insulation breakdown of the junction box due to the local concentration of the electric field by mitigating the electric field in the part where the electric field is structurally concentrated, and the heat generation phenomenon in the connection part can be alleviated. , an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables and an ultra-high voltage DC power cable connection system including the same are urgently required.

본 발명은 케이블용 중간접속함으로서 구조적으로 전계가 집중되는 부분의 전계를 완화시킴으로써 국부적인 전계집중에 의한 접속함 절연파괴를 효과적으로 방지할 수 있는, 케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 케이블 접속시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides an intermediate junction box for cables and a cable connection system including the same, which can effectively prevent insulation breakdown of the junction box due to local electric field concentration by mitigating the electric field in the part where the electric field is structurally concentrated as an intermediate junction box for cables. intended to provide

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,In order to solve the above problems, the present invention,

도체, 상기 도체를 감싸는 내부반도전층, 상기 내부반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부반도전층을 포함하는 초고압 직류 전력케이블 한 쌍을 서로 접속시키기 위한 중간접속함으로서, 상기 중간접속함은 상온에서 수축가능한 탄성 재질로 이루어지고, 내부에 길이방향으로 관통공이 있는 중공형 슬리브로 형성되며, 상기 중간접속함 외부로 전류가 누설되지 않도록 하는 접속함 절연부를 포함하는 조인트 슬리브를 구비하고, 상기 접속함 절연부는 제1 절연층 및 상기 제1 절연층에 의해 둘러싸이는 제2 절연층을 구비하며, 상기 조인트 슬리브는 최내면의 적어도 일부가 상기 제2 절연층으로 이루어지고, 상기 제2 절연층은 상기 제1 절연층 보다 체적저항률이 낮으며, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 체적저항률이 1×1012 내지 1×1018 Ωcm이며, 상기 제2 절연층의 체적저항률은 상기 제1 절연층의 체적저항률에 비해 10배 이상 낮은 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.An intermediate connection box for connecting a pair of ultra-high voltage DC power cables comprising a conductor, an inner semiconducting layer surrounding the conductor, an insulating layer surrounding the inner semiconducting layer, and an outer semiconducting layer surrounding the insulating layer, the intermediate connection box comprising: A joint sleeve made of an elastic material that can be contracted at room temperature, formed as a hollow sleeve having a through hole in the longitudinal direction therein, and including a junction box insulating part to prevent current from leaking to the outside of the intermediate junction box, The junction box insulating portion includes a first insulating layer and a second insulating layer surrounded by the first insulating layer, wherein at least a portion of the innermost surface of the joint sleeve is made of the second insulating layer, and the second insulating layer has a volume resistivity lower than that of the first insulating layer, the first insulating layer and the second insulating layer have a volume resistivity of 1×10 12 to 1×10 18 Ωcm, and the volume resistivity of the second insulating layer is It provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it is 10 times or more lower than the volume resistivity of the first insulating layer.

여기서, 상기 제2 절연층은 베이스 수지 및 저항률 조절용 첨가제를 포함하는 제2 절연 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.Here, the second insulating layer provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it is formed of a second insulating composition comprising a base resin and an additive for adjusting resistivity.

또한, 상기 베이스 수지는 액상 실리콘 고무(LSR), 불소고무(FR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR) 및 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.In addition, the base resin is liquid silicone rubber (LSR), fluororubber (FR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR) and ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber. It provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it contains at least one rubber selected from the group consisting of.

그리고, 상기 저항률 조절용 첨가제는 글리콜 계열의 유기 전도성 필러인 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.And, the additive for controlling the resistivity provides an intermediate junction box for an ultra-high voltage DC power cable, characterized in that it is a glycol-based organic conductive filler.

여기서, 상기 글리콜 계열의 유기 전도성 필러는 폴리글리콜에테르를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.Here, the glycol-based organic conductive filler provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it contains polyglycol ether.

또한, 상기 절연 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 유기 전도성 필러의 함량이 0.1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.In addition, based on the total weight of the insulating composition, it provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that the content of the organic conductive filler is 0.1 to 5% by weight.

그리고, 상기 저항률 조절용 첨가제는 무기 전도성 필러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.And, the additive for controlling the resistivity provides an intermediate junction box for an ultra-high voltage DC power cable, characterized in that it further comprises an inorganic conductive filler.

한편, 상기 조인트 슬리브는 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측 단부가 라운드진 형상의 제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측으로 일정거리 이격되어 서로 대향하도록 형성되는 한 쌍의 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 접속함 절연부에 의해 둘러싸이며, 상기 제2 전극은 상기 조인트 슬리브 최내면으로부터의 수직거리가 상기 제1 전극 방향으로 갈수록 점점 증가하고, 상기 제2 절연층은 상기 제1 전극과 상기 접속함 절연부의 계면 및 상기 제2 전극과 상기 접속함 절연부의 계면으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 면을 적어도 부분적으로 감싸는 것을 특징으로 하는 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.On the other hand, the joint sleeve is formed such that the left and right ends of the first electrode are rounded in the longitudinal direction of the intermediate junction box and are spaced apart from each other by a predetermined distance to the left and right in the longitudinal direction of the intermediate junction box from the first electrode to face each other. and a pair of second electrodes that form gradually increasing in the direction, and the second insulating layer at least partially surrounds at least one surface selected from the group consisting of an interface between the first electrode and the junction box insulating part and an interface between the second electrode and the junction box insulating part. It provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, which is characterized.

여기서, 상기 조인트 슬리브 외측에 구비되어, 상기 중간접속함 외부로 누설되는 전계를 차폐하는 접속함 차폐층, 상기 조인트 슬리브를 감싸는 금속 케이싱으로 이루어진 하우징, 상기 하우징과 상기 조인트 슬리브 사이의 공간에 배치된 방수재, 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.Here, a junction box shielding layer provided outside the joint sleeve to shield an electric field leaking to the outside of the intermediate junction box, a housing made of a metal casing surrounding the joint sleeve, and disposed in a space between the housing and the joint sleeve It provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it further comprises a waterproofing material, or a combination thereof.

한편, 한 쌍의 초고압 직류 전력케이블과 상기 한 쌍의 전력케이블을 서로 연결하는 중간접속함을 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템으로서, 상기 초고압 직류 전력케이블은 도체, 상기 도체를 감싸는 내부반도전층, 상기 내부반도전층을 감싸는 케이블 절연층 및 상기 절연층을 감싸는 외부반도전층을 포함하는 케이블 코어부를 구비하고, 상기 도체, 내부반도전층, 케이블 절연층 및 외부 반도전층이 순차적으로 노출된 각 단부가 서로 대향하도록 구비되며, 상기 전력 케이블의 단부에서 노출된 한 쌍의 도체를 전기적으로 연결하며 서로 고정시키는 도체 접속부를 포함하고, 상기 중간접속함은, 상온에서 수축가능한 탄성 재질로 이루어지고, 내부에 길이방향으로 관통공이 있는 중공형 슬리브로 형성되며, 상기 중간접속함 외부로 전류가 누설되지 않도록 하는 접속함 절연부를 포함하는 조인트 슬리브를 구비하고, 상기 접속함 절연부는 제1 절연층 및 상기 제1 절연층에 의해 둘러싸이는 제2 절연층을 구비하며, 상기 조인트 슬리브는 최내면의 적어도 일부가 상기 제2 절연층으로 이루어지고, 상기 제2 절연층은 상기 제1 절연층 보다 체적저항률이 낮으며, 상기 제1 절연층과 상기 케이블 절연층은 체적저항률이 1×1014 내지 1×1018 Ωcm이며, 상기 제2 절연층의 체적저항률은 상기 제1 절연층의 체적저항률에 비해 10배 이상 낮은 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.On the other hand, an ultra-high voltage DC power cable connection system comprising a pair of ultra-high voltage DC power cables and an intermediate junction box connecting the pair of power cables to each other, wherein the ultra-high voltage DC power cable includes a conductor, an inner semiconducting layer surrounding the conductor, and a cable core including a cable insulating layer surrounding the inner semiconducting layer and an outer semiconducting layer surrounding the insulating layer, wherein each end of the conductor, the inner semiconducting layer, the cable insulating layer and the outer semiconducting layer are sequentially exposed to each other It is provided to face and electrically connects a pair of conductors exposed at the ends of the power cable, and includes a conductor connection unit for fixing to each other, wherein the intermediate junction box is made of an elastic material that can be contracted at room temperature, and has a length inside A joint sleeve formed of a hollow sleeve having a through hole in the direction and including a junction box insulating part for preventing current from leaking to the outside of the intermediate junction box, wherein the junction box insulating part includes a first insulating layer and the first insulating layer a second insulating layer surrounded by a layer, wherein at least a portion of an innermost surface of the joint sleeve is made of the second insulating layer, the second insulating layer having a volume resistivity lower than that of the first insulating layer; The first insulating layer and the cable insulating layer have a volume resistivity of 1×10 14 to 1×10 18 Ωcm, and the volume resistivity of the second insulating layer is 10 times or more lower than the volume resistivity of the first insulating layer It provides an ultra-high voltage DC power cable connection system, characterized in that.

여기서, 상기 제2 절연층은 제2 절연 조성물로 구성되며, 상기 제2 절연 조성물은 70℃에서 아래 수학식 1로 정의되는 최대 체적저항률(Rmax) 이하의 체적저항률을 보유하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.Here, the second insulating layer is composed of a second insulating composition, and the second insulating composition has a maximum volume resistivity (R max ) defined by Equation 1 below at 70° C. or less, ultra-high voltage direct current power A cable connection system is provided.

[수학식 1][Equation 1]

Rmax=fmin(aX,bY)R max =f min (aX,bY)

상기 수학식 1에서,In Equation 1 above,

fmin(aX,bY)는 aX와 bY 중 최소값을 의미하고,f min (aX,bY) means the minimum value among aX and bY,

X는 상기 케이블 절연층의 70℃에서의 체적저항률이고,X is the volume resistivity at 70° C. of the cable insulation layer,

Y는 상기 제1 절연층의 70℃에서의 체적저항률이고,Y is the volume resistivity at 70° C. of the first insulating layer,

b는 2a 이상이고,b is 2a or more,

b는 0.05 내지 0.15이고,b is 0.05 to 0.15,

a는 0.025 내지 0.075이다.a is 0.025 to 0.075;

그리고, 상기 제2 절연 조성물은 베이스 수지 및 저항률 조절용 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.And, the second insulating composition provides an ultra-high voltage DC power cable connection system, characterized in that it contains a base resin and an additive for adjusting resistivity.

나아가, 상기 베이스 수지는 액상 실리콘 고무(LSR), 불소고무(FR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR) 및 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.Further, the base resin is liquid silicone rubber (LSR), fluororubber (FR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR) and ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber. It provides an ultra-high voltage DC power cable connection system, characterized in that it contains at least one rubber selected from the group consisting of.

또한, 상기 저항률 조절용 첨가제는 글리콜 계열의 유기 전도성 필러인 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.In addition, the additive for controlling the resistivity provides an ultra-high voltage DC power cable connection system, characterized in that it is a glycol-based organic conductive filler.

여기서, 상기 글리콜 계열의 유기 전도성 필러는 폴리글리콜에테르를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.Here, the glycol-based organic conductive filler provides an ultra-high voltage DC power cable connection system, characterized in that it contains polyglycol ether.

그리고, 상기 제2 절연 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 유기 전도성 필러의 함량이 0.1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.And, based on the total weight of the second insulating composition, it provides an ultra-high voltage DC power cable connection system, characterized in that the content of the organic conductive filler is 0.1 to 5% by weight.

또한, 상기 제2 절연 조성물은 무기 전도성 필러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.In addition, the second insulating composition provides an ultra-high voltage DC power cable connection system, characterized in that it further comprises an inorganic conductive filler.

그리고, 상기 조인트 슬리브는 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측 단부가 라운드진 형상의 제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측으로 일정거리 이격되어 서로 대향하도록 형성되는 한 쌍의 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 접속함 절연부에 의해 둘러싸이며, 상기 제2 전극은 상기 조인트 슬리브 최내면으로부터의 수직거리가 상기 제1 전극 방향으로 갈수록 점점 증가하고, 상기 제2 절연층은 상기 제1 전극과 상기 접속함 절연부의 계면 및 상기 제2 전극과 상기 접속함 절연부의 계면으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 면을 적어도 부분적으로 감싸는 것을 특징으로 하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템을 제공한다.In addition, the joint sleeve is formed such that the left and right ends of the first electrode are rounded in the longitudinal direction of the intermediate junction box and are spaced apart from each other by a predetermined distance to the left and right in the longitudinal direction of the intermediate junction box from the first electrode to face each other. and a pair of second electrodes that form gradually increasing in the direction, and the second insulating layer at least partially surrounds at least one surface selected from the group consisting of an interface between the first electrode and the junction box insulating part and an interface between the second electrode and the junction box insulating part. It provides an ultra-high voltage DC power cable connection system, which is characterized.

여기서, 상기 조인트 슬리브 외측에 구비되어, 상기 중간접속함 외부로 누설되는 전계를 차폐하는 접속함 차폐층, 상기 조인트 슬리브를 감싸는 금속 케이싱으로 이루어진 하우징, 상기 하우징과 상기 조인트 슬리브 사이의 공간에 배치된 방수재, 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.Here, a junction box shielding layer provided outside the joint sleeve to shield an electric field leaking to the outside of the intermediate junction box, a housing made of a metal casing surrounding the joint sleeve, and disposed in a space between the housing and the joint sleeve It provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it further comprises a waterproofing material, or a combination thereof.

또한, 상기 제2 절연층은 상기 제1 전극, 상기 접속함 절연부 및 상기 케이블 절연층이 만나는 삼중점; 상기 제2 전극, 상기 접속함 절연부 및 상기 케이블 절연층이 만나는 삼중점; 또는 이들 모두를 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.In addition, the second insulating layer may include a triple point where the first electrode, the junction box insulating part, and the cable insulating layer meet; a triple point where the second electrode, the junction box insulating part, and the cable insulating layer meet; Or it provides an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it is formed to surround all of them.

한편, 상기 제2 절연층의 체적저항률은 상기 제1 절연층의 체적저항률과 상기 케이블 절연층의 체적저항률 각각에 비해 10배 이상 낮을 수 있고, 상기 제1 절연층의 체적저항률은 상기 케이블 절연층의 체적저항률에 비해 10배 이상 높을 수 있으며, 상기 케이블 절연층과 상기 제2 절연층의 체적저항률은 아래 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함을 제공한다.Meanwhile, the volume resistivity of the second insulating layer may be 10 times or more lower than the volume resistivity of the first insulating layer and the volume resistivity of the cable insulating layer, respectively, and the volume resistivity of the first insulating layer is the cable insulating layer may be 10 times or more higher than the volume resistivity of , and the volume resistivity of the cable insulating layer and the second insulating layer provides an intermediate junction box for an ultra-high voltage DC power cable, characterized in that it satisfies the following Equation (2).

[수학식 2][Equation 2]

(케이블 절연층의 체적저항률 / 제2 절연층의 체적저항률) ≥ 20(Volume resistivity of cable insulation layer / Volume resistivity of second insulation layer) ≥ 20

본 발명에 따른 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함은 새로운 소재로 이루어지고 정밀하게 제어된 저항을 갖는 전계완화층을 보유함으로써 구조적으로 전계가 집중될 수 있는 영역의 전계를 효과적으로 완화시킴으로써 접속함 절연파괴를 방지할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.The intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cable according to the present invention is made of a new material and has an electric field mitigating layer with precisely controlled resistance, thereby effectively mitigating the electric field in the region where the electric field can be structurally concentrated, thereby destroying the insulation of the junction box. It has an excellent effect to prevent

도 1은 종래 케이블용 중간접속시스템의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 초고압 직류 전력케이블 접속시스템의 직류용 전력케이블의 종단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 초고압 직류 전력케이블 접속시스템의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 삼중점에서의 전계 해석 및 줄 손실을 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시예에서 제1 전극과 제2 전극 사이의 등전위선 분포를 나타내는 그래프이다.
1 schematically shows a cross-sectional structure of an intermediate connection system for a conventional cable.
2 schematically shows a longitudinal cross-sectional view of a DC power cable of the ultra-high voltage DC power cable connection system according to the present invention.
3 schematically shows a cross-sectional structure of an ultra-high voltage DC power cable connection system according to the present invention.
4 is a graph showing electric field analysis and Joule loss at a triple point.
5 is a graph showing an equipotential line distribution between a first electrode and a second electrode in the embodiment.

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 and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초고압 직류 전력케이블 접속시스템에서 초고압 직류 전력 케이블의 종단면도를 개략적으로 도시한 것이다.2 schematically shows a longitudinal cross-sectional view of an ultra-high voltage DC power cable in the ultra-high voltage DC power cable connection system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전력케이블(200)은 도체(210), 내부반도전층(212), 절연층(214), 외부반도전층(216)을 포함하여, 도체(210)를 따라 케이블 길이 방향으로만 전력을 전송하고, 케이블 반경 방향으로는 전류가 누설되지 않도록 하는 케이블 코어부를 구비한다.Referring to FIG. 1 , the power cable 200 includes a conductor 210 , an inner semiconducting layer 212 , an insulating layer 214 , and an outer semiconducting layer 216 in the cable length direction along the conductor 210 . It has a cable core that transmits only electric power and prevents current from leaking in the radial direction of the cable.

상기 도체(210)는 전력을 전송하기 위해 전류가 흐르는 통로 역할을 하며, 전력 손실을 최소화할 수 있도록 도전율이 우수하고 케이블 제조 및 사용에 적절한 강도와 유연성을 가진 소재, 예를 들어 구리 또는 알루미늄 등으로 구성될 수 있다. 상기 도체(210)는 복수개의 원형소선을 연선하여 원형으로 압축한 원형 압축도체일 수 있고, 원형의 중심소선(210A)과 상기 원형 중심소선(210A)을 감싸도록 연선된 평각소선(210B)으로 이루어진 평각소선층(210C)을 구비하며 전체적으로 원형의 단면을 가지는 평각도체일 수 있으며, 상기 평각도체는 원형 압축도체에 비하여 점적율이 상대적으로 높아 케이블 외경을 축소할 수 있는 장점이 있다.The conductor 210 serves as a path through which current flows to transmit power, and has excellent conductivity to minimize power loss, and a material having strength and flexibility suitable for cable manufacturing and use, for example, copper or aluminum, etc. can be composed of The conductor 210 may be a circular compressed conductor obtained by twisting a plurality of circular element wires to form a circular compression conductor, and a circular central element wire 210A and a flat element wire 210B twisted to surround the circular central element wire 210A. It may be a flat conductor having a flat element wire layer 210C formed therein and having an overall circular cross-section, and the flat conductor has a relatively high space factor compared to a circular compressed conductor, so that the outer diameter of the cable can be reduced.

그런데, 도체(210)는 복수의 소선을 연선하여 형성되므로 그 표면이 평활하지 않아 전계가 불균일할 수 있으며, 부분적으로 코로나 방전이 일어나기 쉽다. 또한, 도체(210) 표면과 후술하는 절연층(214) 사이에 공극이 생기게 되면 절연성능이 저하될 수 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도체(210) 외부에는 내부반도전층(212)이 형성된다.However, since the conductor 210 is formed by twisting a plurality of strands, the surface thereof is not smooth, so that the electric field may be non-uniform, and corona discharge is likely to occur partially. In addition, when a void is formed between the surface of the conductor 210 and the insulating layer 214 to be described later, insulating performance may be deteriorated. In order to solve the above problems, an inner semiconducting layer 212 is formed outside the conductor 210 .

상기 내부반도전층(212)은 절연성 물질에 카본블랙, 카본 나노튜브, 카본나노플레이트, 그라파이트 등의 도전성 입자가 첨가되어 반도전성을 가지게 되며, 상기 도체(210)와 후술하는 절연층(214) 사이에서 급격한 전계변화가 발생하는 것을 방지하여 절연성능을 안정화하는 기능을 수행한다. 또한, 도체면의 불균일한 전하분포를 억제함으로써 전계를 균일하게 하고, 도체(210)와 절연층(214) 간의 공극 형성을 방지하여 코로나 방전, 절연파괴 등을 억제하는 역할도 하게 된다.The inner semiconducting layer 212 has semiconductivity by adding conductive particles such as carbon black, carbon nanotubes, carbon nanoplates, and graphite to an insulating material, and is formed between the conductor 210 and an insulating layer 214 to be described later. It functions to stabilize the insulation performance by preventing a sudden electric field change from occurring. In addition, the electric field is made uniform by suppressing the non-uniform charge distribution on the conductor surface, and the formation of voids between the conductor 210 and the insulating layer 214 is prevented, thereby suppressing corona discharge, insulation breakdown, and the like.

상기 내부반도전층(212)의 바깥쪽에는 절연층(214)이 구비되어 도체(210)를 따라 흐르는 전류가 외부로 누설되지 않도록 외부와 전기적으로 절연시켜 준다. 일반적으로 상기 절연층(320)은 파괴전압이 높고, 절연성능이 장기간 안정적으로 유지될 수 있어야 한다. 나아가 유전손실이 적으며 내열성 등의 열에 대한 저항 성능을 지니고 있어야 한다. 따라서, 상기 절연층(214)은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지가 사용될 수 있으며, 나아가 폴리에틸렌 수지가 바람직하다. 여기서, 상기 폴리에틸렌 수지는 가교수지로 이루어질 수 있다.An insulating layer 214 is provided on the outside of the inner semiconducting layer 212 to electrically insulate it from the outside so that the current flowing along the conductor 210 does not leak to the outside. In general, the insulating layer 320 has a high breakdown voltage, and insulating performance must be stably maintained for a long period of time. Furthermore, it must have low dielectric loss and resistance to heat such as heat resistance. Accordingly, the insulating layer 214 may be formed of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, and further preferably a polyethylene resin. Here, the polyethylene resin may be made of a crosslinking resin.

상기 절연층(214)의 외부에는 외부반도전층(216)이 구비된다. 상기 외부반도전층(216)은 내부반도전층과 같이 절연성 물질에 도전성 입자, 예를 들면 카본블랙, 카본나뉴튜브, 카본나노플레이트, 그라파이트 등이 첨가되어 반도전성을 가지는 물질로 형성되어, 상기 절연층(214)과 후술하는 금속시스(218) 사이의 불균일한 전하 분포를 억제하여 절연 성능을 안정화한다. 또한, 상기 외부반도전층(216)은 케이블에 있어서 절연층(214)의 표면을 평활하게 하여 전계집중을 완화시켜 코로나 방전을 방지하며, 상기 절연층(214)을 물리적으로 보호하는 기능도 수행한다.An outer semiconducting layer 216 is provided outside the insulating layer 214 . The outer semiconducting layer 216 is formed of a material having semiconductivity by adding conductive particles, for example, carbon black, carbon nanotubes, carbon nanoplates, graphite, etc., to an insulating material like the inner semiconducting layer, and the insulating layer Insulation performance is stabilized by suppressing non-uniform charge distribution between the 214 and the metal sheath 218 to be described later. In addition, the outer semiconducting layer 216 smoothes the surface of the insulating layer 214 in the cable to relieve electric field concentration to prevent corona discharge, and also functions to physically protect the insulating layer 214 . .

상기 코어부는 케이블에 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 수분 흡수부(미도시)를 추가적으로 구비할 수 있다. 상기 수분 흡수부는 연선된 소선 사이 및/또는 도체(210)의 외부에 형성될 수 있으며, 케이블에 침투한 수분을 흡수하는 속도가 빠르고, 흡수 상태를 유지하는 능력이 우수한 고흡수성 수지(super absorbent polymer; SAP)를 포함하는 분말, 테이프, 코팅층 또는 필름 등의 형태로 구성되어 케이블 길이방향으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 수분 흡수부는 급격한 전계 변화를 방지하기 위하여 반도전성을 가질 수 있다.The core part may additionally include a moisture absorption part (not shown) for preventing moisture from penetrating into the cable. The moisture absorbing part may be formed between the stranded wires and/or on the outside of the conductor 210, and has a high rate of absorbing moisture penetrating into the cable and has excellent ability to maintain an absorption state (super absorbent polymer). ; SAP) in the form of powder, tape, coating layer, or film to prevent moisture from penetrating in the longitudinal direction of the cable. In addition, the moisture absorbing part may have semi-conductivity in order to prevent an abrupt electric field change.

상기 코어부의 외부에는 보호 시스부가 구비되며, 해저와 같이 수분에 노출이 많이 되는 환경에 포설되는 전력케이블은 외장부(미도시)를 추가적으로 구비한다. 상기 보호시스부 및 외장부는 케이블의 전력 전송 성능에 영향을 미칠 수 있는 수분침투, 기계적 외상, 부식 등의 다양한 환경요인으로부터 상기 케이블 코어부를 보호한다.A protective sheath is provided on the outside of the core, and the power cable to be installed in an environment exposed to a lot of moisture, such as the seabed, additionally includes an external part (not shown). The protective sheath part and the external part protect the cable core part from various environmental factors, such as moisture penetration, mechanical trauma, corrosion, which may affect the power transmission performance of the cable.

상기 보호 시스부는 금속시스(218)와 내부 시스(220)를 포함하여, 사고전류, 외력 내지 기타 외부환경 요인으로부터 케이블을 보호한다.The protective sheath includes a metal sheath 218 and an inner sheath 220 to protect the cable from fault current, external force, or other external environmental factors.

상기 금속 시스층(218)는 전력케이블 단부에서의 접지되어 지락 또는 단락 등의 사고 발생시 사고 전류가 흐르는 통로 역할을 하며, 외부의 충격으로부터 케이블을 보호하고, 전계가 케이블 외부로 방전되지 못하도록 할 수 있다. 또한, 해저 등의 환경에 부설되는 케이블의 경우, 상기 금속 시스가 상기 코어부를 실링하도록 형성되어 수분과 같은 이물질이 침입하여 절연 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 상기 코어부 외부에 용융된 금속을 압출하여 이음새가 없는 연속적인 외면을 가지도록 형성하여 차수성능이 우수하게 할 수 있다. 상기 금속으로는 납(Lead) 또는 알루미늄을 사용하며, 특히 해저 케이블의 경우에는 해수에 대한 내식성이 우수한 납을 사용하는 것이 바람직하고, 기계적 성질을 보완하기 위해 금속 원소를 첨가한 합금연(Lead alloy)을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.The metal sheath layer 218 is grounded at the end of the power cable to serve as a passage through which an accident current flows when an accident such as a ground fault or short circuit occurs, protects the cable from external impact, and prevents an electric field from being discharged to the outside of the cable. there is. In addition, in the case of a cable to be laid in an environment such as the seabed, the metal sheath is formed to seal the core portion, so that foreign substances such as moisture are intruded and insulation performance is prevented from being deteriorated. For example, by extruding molten metal to the outside of the core part to have a seamless and continuous outer surface, excellent water-repellent performance can be achieved. Lead or aluminum is used as the metal. In particular, in the case of a submarine cable, it is preferable to use lead with excellent corrosion resistance to seawater, and lead alloy with metal elements added to complement mechanical properties. ) is more preferably used.

또한, 상기 금속시스(218)는 케이블의 내식성, 차수성 등을 추가로 향상시키고 상기 내부 시스(220)와의 접착력을 향상시키기 위해 표면에 부식 방지 컴파운드, 예를 들어, 블로운 아스팔트 등이 도포될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 금속 시스(218)와 상기 코어부 사이에는 동선직입 테이프(미도시) 내지 수분 흡수층(미도시)이 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 동선 직입테이프는 동선(Copper wire)과 부직포 테이프 등으로 구성되어 외부반도전층과 금속시스층간의 전기적 접촉을 원활히 하는 작용을 하며, 상기 수분흡수층(미도시)은 케이블에 침투한 수분을 흡수하는 속도가 빠르고, 흡수 상태를 유지하는 능력이 우수한 고흡수성 수지(super absorbent polymer; SAP)를 포함하는 분말, 테이프, 코팅층 또는 필름 등의 형태로 구성되어 케이블 길이방향으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 수분흡수층에서의 급격한 전계 변화를 방지하기 위해 수분 흡수층에 동선을 포함시켜 구성할 수도 있다.In addition, the metal sheath 218 may be coated with an anti-corrosion compound, for example, blown asphalt, etc. on the surface of the metal sheath 218 to further improve corrosion resistance, water resistance, etc. of the cable and to improve adhesion with the inner sheath 220 . can In addition, a copper wire straight-through tape (not shown) or a moisture absorption layer (not shown) may be additionally provided between the metal sheath 218 and the core part. The copper wire straight-through tape is composed of a copper wire and a non-woven tape, etc., and functions to facilitate electrical contact between the outer semiconducting layer and the metal sheath layer, and the moisture absorption layer (not shown) absorbs moisture penetrating into the cable. It is composed of powder, tape, coating layer or film containing super absorbent polymer (SAP) with high speed and excellent ability to maintain absorption, and prevents moisture from penetrating in the longitudinal direction of the cable. do In addition, in order to prevent an abrupt electric field change in the water absorption layer, a copper wire may be included in the water absorption layer.

상기 금속 시스(218)의 외부에는 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(polyethylene) 등과 같은 수지로 구성된 내부 시스(220)가 형성되어 케이블의 내식성, 차수성 등을 향상시키고, 기계적 외상 및 열, 자외선 등의 기타 외부 환경 요인으로 부터 케이블을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 특히, 해저에 포설되는 전력케이블의 경우에는 차수성이 우수한 폴리에틸렌 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 난연성이 요구되는 환경에서는 폴리염화비닐 수지를 사용하는 것이 바람직하다.An inner sheath 220 made of a resin such as polyvinyl chloride (PVC), polyethylene, etc. is formed on the outside of the metal sheath 218 to improve corrosion resistance, water resistance, etc. of the cable, mechanical trauma and heat, ultraviolet rays It can perform the function of protecting the cable from other external environmental factors such as In particular, in the case of a power cable to be installed on the seabed, it is preferable to use a polyethylene resin having excellent water resistance, and it is preferable to use a polyvinyl chloride resin in an environment where flame retardancy is required.

상기 보호 시스부는 아연도금 처리된 강철 케이프 등으로 구성되는 금속 보강층(미도시), 상기 금속보강층의 상부 및/또는 하부에 형성되며 반도전성 부직포 테이프 등으로 이루어져 전력케이블에 가해지는 외력을 완충하는 베딩층(미도시), 폴리염화비닐 내지 폴리에틸렌 등의 수지로 구성되는 외부 시스(미도시)를 더 구비하여 전력케이블의 내식성, 차수성 등을 더욱 향상시키고, 기계적 외상 및 열, 자외선 등의 기타 외부 환경 요인으로 부터 케이블을 추가적으로 보호할 수 있다.The protective sheath is formed of a metal reinforcing layer (not shown) composed of a galvanized steel cape, etc., and is formed on the upper and/or lower portion of the metal reinforcing layer and is made of a semi-conductive non-woven tape, etc. to cushion the external force applied to the power cable. A layer (not shown) and an external sheath (not shown) composed of a resin such as polyvinyl chloride or polyethylene are further provided to further improve corrosion resistance and water resistance of the power cable, and to prevent mechanical trauma and other external factors such as heat and ultraviolet rays The cable can be additionally protected from environmental factors.

또한, 해저에 포설되는 전력케이블은 선박의 닻 등에 의해 외상을 입기 쉬우며, 해류나 파랑 등에 의한 굽힘력, 해저면과의 마찰력 등에 의해서도 파손될 수 있으므로 이를 막기 위하여 상기 보호 시스부의 외부에는 외장부(미도시)가 형성될 수 있다.In addition, the power cable laid on the seabed is easily injured by the anchor of the ship, and may be damaged by the bending force caused by ocean currents or waves, frictional force with the sea floor, etc. In order to prevent this, an external part ( not shown) may be formed.

상기 외장부는 아머층(미도시) 및 써빙층(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 아머층은 강철, 아연도금강, 구리, 황동, 청동 등으로 이루어지고 단면 형태가 원형, 평각형 등인 와이어를 횡권하여 적어도 1층 이상으로 구성할 수 있다. 상기 아머층(34)은 케이블의 기계적 특성과 성능을 강화하는 기능을 수행할 뿐만 아니라 외력으로부터 케이블을 추가적으로 보호한다. 폴리프로필렌 얀 등으로 구성되는 상기 써빙층은 상기 아머층의 상부 및/또는 하부에 1층 이상으로 형성되어 케이블을 보호하며, 최외곽에 형성되는 써빙층은 색상이 다른 2종 이상의 재료로 구성되어 해저에서 포설된 케이블의 가시성을 확보할 수 있다.The exterior part may include an armor layer (not shown) and a serving layer (not shown). The armor layer is made of steel, galvanized steel, copper, brass, bronze, and the like and may be composed of at least one layer or more by transversely winding a wire having a cross-sectional shape such as a circular shape or a flat shape. The armor layer 34 not only serves to strengthen the mechanical properties and performance of the cable, but also additionally protects the cable from external forces. The serving layer composed of polypropylene yarn, etc. is formed in one or more layers above and/or below the armor layer to protect the cable, and the serving layer formed at the outermost layer is composed of two or more materials with different colors. Visibility of cables laid on the seabed can be secured.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.3 schematically shows a cross-sectional structure of an intermediate junction box for an ultra-high voltage DC power cable and an ultra-high voltage DC power cable connection system including the same according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속시스템은 한 쌍의 전력케이블과, 상기 한 쌍의 전력케이블의 도체(210)와 절연층(214)의 단부를 둘러싸며 상기 도체(210)를 전기적으로 연결시키는 도체 접속부(310)를 구비하며, 상기 도체 접속부(310) 및 상기 한 쌍의 전력케이블 단부의 외측을 감싸며 상온에서 수축가능한 탄성 재질로 이루어진 조인트 슬리브(320)를 구비하는 중간접속함을 포함할 수 있다. 또한, 상기 조인트 슬리브(320)의 외측에는 상기 한 쌍의 전력케이블의 외부반도전층(216) 내지 금속시스(218)와 전기적으로 연결되어 상기 전력케이블의 외부반도전층과 같은 역할을 하는 접속함 차폐층(324), 상기 조인트 슬리브(320)를 감싸는 금속 케이싱(metal casing)으로 이루어진 하우징(미도시) 및 상기 하우징과 상기 조인트 슬리브(320) 사이의 공간에 배치된 방수재(미도시) 등을 추가로 포함할 수 있다.3, the ultra-high voltage power cable connection system according to the present invention surrounds the ends of a pair of power cables, the conductors 210 and the insulating layer 214 of the pair of power cables, and the conductors ( It includes a conductor connection part 310 that electrically connects the 210), and a joint sleeve 320 that surrounds the outside of the conductor connection part 310 and the ends of the pair of power cables and is made of an elastic material that can be contracted at room temperature. It may include an intermediate junction box. In addition, the outer side of the joint sleeve 320 is electrically connected to the outer semiconducting layer 216 to the metal sheath 218 of the pair of power cables, so as to serve as an outer semiconducting layer of the power cable. A layer 324 , a housing (not shown) formed of a metal casing surrounding the joint sleeve 320 , and a waterproofing material (not shown) disposed in a space between the housing and the joint sleeve 320 are added. can be included as

상기 한 쌍의 전력케이블은 도 2에 도시된 바와 같이 도체(210), 상기 도체(210)를 감싸는 내부반도전층(212), 상기 내부반도전층(212)을 감싸는 케이블 절연층(214) 및 상기 절연층(214)을 감싸는 외부반도전층(216)을 포함하는 케이블 코어부를 구비하며, 각 단부에서 상기 도체(210), 내부반도전층(212), 케이블 절연층(214) 및 외부 반도전층(216)이 순차적으로 노출되어 서로 대향하도록 구비된다.As shown in FIG. 2, the pair of power cables includes a conductor 210, an inner semiconducting layer 212 surrounding the conductor 210, a cable insulating layer 214 surrounding the inner semiconducting layer 212, and the and a cable core including an outer semiconducting layer 216 surrounding the insulating layer 214 , wherein the conductor 210 , the inner semiconducting layer 212 , the cable insulating layer 214 and the outer semiconducting layer 216 at each end ) are sequentially exposed and provided to face each other.

상기 도체 접속부(310)는 상기 한 쌍의 전력케이블의 각 단부에서 노출된 한 쌍의 도체(210)를 서로 전기적으로 연결하고 고정시키는 도체 고정부 및 상기 도체 고정부와 상기 한 쌍의 전력케이블의 단부에서 노출된 절연층(214)의 단부를 둘러싸는 접속 슬리브를 포함할 수 있다. 상기 도체 고정부는 상기 한 쌍의 도체에 슬리브를 끼우고 슬리브 외주면을 압착하거나, 슬리브에 삽입되는 한 쌍의 도체를 상기 슬리브를 관통하는 볼트로 고정하거나, 도체 단부를 서로 용접하여 형성할 수 있으며, 상기 도체(210) 또는 도체 고정부는 상기 접속 슬리브와 편조선 등을 통해 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.The conductor connection part 310 includes a conductor fixing part for electrically connecting and fixing a pair of conductors 210 exposed at each end of the pair of power cables to each other, and the conductor fixing part and the pair of power cables. and a connecting sleeve surrounding the end of the insulating layer 214 exposed at the end. The conductor fixing part may be formed by inserting a sleeve into the pair of conductors and pressing the outer circumferential surface of the sleeve, fixing the pair of conductors inserted into the sleeve with a bolt penetrating the sleeve, or welding the conductor ends to each other, The conductor 210 or the conductor fixing part may be configured to be electrically connected to the connection sleeve through a braided wire or the like.

상기 조인트 슬리브(320)는 상온에서 수축가능한 탄성 재질로 이루어지고, 내부에 길이방향으로 관통공이 있는 중공형 슬리브로 형성되어, 상기 도체 접속부(310)에 의해 서로 전기적으로 연결된 한 쌍의 케이블, 구체적으로는 상기 한 쌍의 케이블의 단부에서 노출된 각 절연층(214), 외부반도전층(216) 내지 상기 도체 접속부(310)에 탄성복원력에 의해 밀착된다. 또한, 상기 중간접속함 외부로 전류가 누설되지 않도록 하는 접속함 절연부를 포함하며, 상기 조인트 슬리브(320)의 최내면의 적어도 일부는 상기 접속함 절연부로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 접속함 절연부가 탄성 복원력에 의해 상기 도체 접속부에 밀착될 수 있다.The joint sleeve 320 is made of an elastic material that can be contracted at room temperature, is formed as a hollow sleeve having a through hole in the longitudinal direction, and is a pair of cables electrically connected to each other by the conductor connection part 310, specifically Each of the insulating layers 214, the outer semiconducting layer 216, and the conductor connecting portion 310 exposed at the ends of the pair of cables are closely adhered to each other by an elastic restoring force. In addition, the intermediate junction box includes a junction box insulation to prevent current from leaking to the outside, and at least a portion of the innermost surface of the joint sleeve 320 may be formed of the junction box insulation portion. Specifically, the junction box insulating part may be in close contact with the conductor connection part by an elastic restoring force.

또한, 상기 조인트 슬리브(320)는 상기 한 쌍의 전력케이블의 도체 접속부(310)와 전기적으로 연결되는 제1 전극(321) 내지 상기 중간접속함(300)에서 서로 대향하도록 한 쌍으로 구비되고 상기 한 쌍의 전력케이블의 외부반도전층(216) 내지 금속시스(218)와 전기적으로 연결되는 제2 전극(322)을 구비할 수 있고, 상기 제1 전극(321) 및 상기 제2 전극(322)은 상기 접속함 절연부에 의해 둘러싸일 수 있다. In addition, the joint sleeve 320 is provided in a pair to face each other in the first electrode 321 electrically connected to the conductor connection part 310 of the pair of power cables to the intermediate junction box 300, and the A second electrode 322 electrically connected to the outer semiconducting layer 216 to the metal sheath 218 of the pair of power cables may be provided, and the first electrode 321 and the second electrode 322 may be provided. may be surrounded by the junction box insulation.

상기 제1 전극(321)과 상기 제2 전극(322)은 그 사이에서 전계가 국부적으로 집중되지 않고 골고루 퍼지도록 하는 역할을 하게 된다.The first electrode 321 and the second electrode 322 serve to spread the electric field evenly between them without being locally concentrated.

구체적으로, 상기 제1 전극(321)은 전력케이블 내지 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측 단부가 라운드진 형상을 가지며, 반도전성 물질로 이루어지고, 상기 도체 접속부(310)의 외측에 구비되어 상기 도체 접속부(310) 및 상기 도체(210)와 전기적으로 연결되어, 소위 고압전극(electrode)의 역할을 한다. Specifically, the first electrode 321 has a shape in which left and right ends are rounded in the longitudinal direction of the power cable to the intermediate junction box, is made of a semi-conductive material, and is provided on the outside of the conductor connection part 310 . It is electrically connected to the conductor connection part 310 and the conductor 210, and serves as a so-called high-voltage electrode.

상기 제2 전극(322)은 반도전성 물질, 바람직하게는 상기 제1 전극(321)과 동일한 재질로 이루어지며, 상기 제1 전극(321)으로부터 상기 전력케이블 내지 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측으로 일정거리 이격되어 서로 대향하도록 한 쌍이 구비되고, 전력케이블의 외부반도전층(216)과 접촉하여 전기적으로 연결됨으로써 소위 차폐전극(Deflector)의 역할을 하게 된다. 또한, 상기 한 쌍의 제2 전극(322)은 상기 조인트 슬리브(320)의 최내면 또는 상기 케이블 절연층(214)으로부터의 수직거리가 상기 제1 전극(321)을 향하는 방향으로 갈수록 증가하며, 상기 수직거리의 증가율도 제1 전극(321)을 향하는 방향으로 점점 커지는 형상으로 구비되어, 상기 제1 전극(321)을 향하는 면이 곡면으로 구성된다.The second electrode 322 is made of a semi-conductive material, preferably the same material as that of the first electrode 321, and from the first electrode 321 to the left side of the power cable to the intermediate junction box in the longitudinal direction and A pair is provided so as to face each other by being spaced a predetermined distance to the right, and is electrically connected to the outer semiconducting layer 216 of the power cable, thereby serving as a so-called shielding electrode (Deflector). In addition, in the pair of second electrodes 322, the vertical distance from the innermost surface of the joint sleeve 320 or the cable insulating layer 214 increases in the direction toward the first electrode 321, The increase rate of the vertical distance is also provided in a shape that gradually increases in the direction toward the first electrode 321 , so that the surface facing the first electrode 321 is configured as a curved surface.

따라서, 상기 제1 전극(321)과 상기 제2 전극(322)은 단부가 라운드진 형상 내지 곡면으로 형성되어, 각 전극의 형상에 따라 상기 제1 전극(321)과 제2 전극(322) 사이에서 등전위선이 분포되어, 전계분포를 조절할 수 있다.Accordingly, the first electrode 321 and the second electrode 322 have rounded or curved ends, and are formed between the first electrode 321 and the second electrode 322 according to the shape of each electrode. Equipotential lines are distributed at , and the electric field distribution can be controlled.

상기 접속함 절연부는 상기 제1 전극(321) 및 제2 전극(322)을 둘러싸도록 구비되어 상기 초고압 케이블 접속시스템에 흐르는 전류가 외부로 누설되는 것을 방지하여 절연성능을 담보하게 된다.The junction box insulating portion is provided to surround the first electrode 321 and the second electrode 322 to prevent the current flowing in the ultra-high voltage cable connection system from leaking to the outside, thereby ensuring insulation performance.

한편, 교류 전력케이블 접속시스템의 경우, 접속시스템의 케이블 절연층 및 접속함 절연부에서의 전계는 상기 케이블 절연층과 상기 접속함 절연부의 유전율에 의존하며, 상기 유전율은 온도에 따라 큰 변화가 없으므로 전계분포의 예측 및 접속함 설계가 용이하다. 반면, 직류 전력케이블 접속시스템의 경우, 케이블 절연층과 접속함 절연부에서의 전계분포가 상기 케이블 절연층과 상기 접속함 절연부의 체적저항률에 의존하는 저항성 전계분포 특성을 가지게 되어 체적저항률이 높은 부분에 고전계가 작용하며, 이러한 체적저항률은 온도 의존성을 갖기 때문에 전계분포를 고려한 접속함 설계가 극히 곤란하다.On the other hand, in the case of an AC power cable connection system, the electric field in the cable insulation layer and the junction box insulation part of the connection system depends on the dielectric constant of the cable insulation layer and the junction box insulation part, and the dielectric constant does not change significantly with temperature. It is easy to predict the electric field distribution and design the junction box. On the other hand, in the case of a DC power cable connection system, the electric field distribution in the cable insulation layer and the insulation part of the junction box has a resistive electric field distribution characteristic that depends on the volume resistivity of the cable insulation layer and the insulation part of the junction box, so the volume resistivity is high. A high electric field acts on the junction box, and since this volume resistivity has temperature dependence, it is extremely difficult to design a junction box considering the electric field distribution.

특히, 상기 제1 전극(321) 내지 제2 전극(322)이 상기 접속함 절연부 및/또는 케이블 절연층과 서로 접하는 부분은 체적저항률이 상이한 이종의 재질이 서로 접하게 되므로, 상기 전력케이블에 직류 전류가 흘러 온도 변화가 발생하면 체적저항률도 변화할 뿐만 아니라 그 변화율이 재질에 따라 상이하여, 전계분포를 예측하기 곤란하며 전계가 국부적으로 집중되는 문제가 발생할 수 있다. 또한 접속시스템 제조시 상기 제1 전극(321) 내지 제2 전극(322)이 상기 접속함 절연부 및/또는 케이블 절연층과 서로 접하는 부분에는 공극이 발생하거나 이물질이 침입할 가능성이 있으며, 상기 공극 내지 이물질이 발생한 부분에 고전계가 인가되는 경우 절연 파괴 발생의 우려가 있다.In particular, in the portion where the first electrode 321 to the second electrode 322 is in contact with the junction box insulation part and/or the cable insulation layer, different materials having different volume resistivity come into contact with each other, so that the direct current is applied to the power cable. When an electric current flows and a temperature change occurs, not only the volume resistivity changes, but also the change rate is different depending on the material, so it is difficult to predict the electric field distribution and a problem of local concentration of the electric field may occur. In addition, when the connection system is manufactured, there is a possibility that a void may be generated or a foreign substance may enter the portion where the first electrode 321 to the second electrode 322 is in contact with the junction box insulation part and/or the cable insulation layer. When a high electric field is applied to a portion where a foreign material is generated, there is a risk of dielectric breakdown.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 접속함 절연부는 제1 절연층(323)과 상기 제1 절연층(323)에 의해 둘러싸이며 상기 조인트 슬리브(320)의 최내면의 적어도 일부를 형성하는 제2 절연층(325)을 구비한다.In order to solve this problem, the junction box insulating part of the present invention is surrounded by a first insulating layer 323 and the first insulating layer 323 and forms at least a part of the innermost surface of the joint sleeve 320 . An insulating layer 325 is provided.

상기 제1 절연층(323)은 상기 중간접속함의 절연성능을 담보하기 위하여 절연성능이 우수한 액상 실리콘 고무(LSR), 불소고무(FR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무 또는 이들의 배합물을 포함하는 제1 절연 조성물 이루어질 수 있고, 바람직하게는 상기 조성물은 인열강도 및 영구 변화율과 같은 장기신뢰성이 우수하며, 빠른 생산공정으로 생산성이 향상되는 장점을 가지는 액상 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 또한, 상기 실리콘 고무는 다양한 디자인 제품의 성형이 가능하여 성형성이 향상되며, 2차 가류가 불필요하며, 이중사출에 의한 성형이 가능한 다양한 장점을 가진다.The first insulating layer 323 is a liquid silicone rubber (LSR), fluororubber (FR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile-butadiene rubber (NBR) having excellent insulating performance in order to guarantee the insulating performance of the intermediate junction box. ), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber, or a first insulating composition comprising a combination thereof, preferably, the composition is excellent in long-term reliability such as tear strength and permanent change rate, , it may include a liquid silicone rubber having the advantage of improving productivity through a fast production process. In addition, the silicone rubber can be molded into various design products, so that moldability is improved, secondary vulcanization is unnecessary, and molding by double injection is possible.

상기 제2 절연층(325)은 튜브, 코팅, 필름 등의 다양한 형태로 상기 제1 절연층(323)과 케이블 절연층(214) 사이에 형성되며, 특히 상기 조인트 슬리브 최내면, 상기 제1 전극(321)과 상기 접속함 절연부 사이의 계면 및 상기 제2 전극(322)과 상기 접속함 절연부 사이의 계면으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 면을 적어도 부분적으로 감싸고, 바람직하게는, 상기 제1 전극(321) 또는 상기 제2 전극(322), 상기 접속함 절연부 및 상기 케이블 절연층(214)이 만나는 삼중점을 감싸, 온도에 따른 체적저항률의 변화에 따라 전계가 집중될 우려가 있거나, 공극발생 내지 이물질 침입 등의 우려가 있어 절연성능이 불안정한 부분의 전계를 완화시킴으로써 중간접속함 절연파괴를 억제하는 기능을 수행한다.The second insulating layer 325 is formed between the first insulating layer 323 and the cable insulating layer 214 in various forms such as a tube, a coating, a film, etc., in particular, the innermost surface of the joint sleeve, the first electrode At least partially surrounding at least one surface selected from the group consisting of an interface between 321 and the junction box insulating part and an interface between the second electrode 322 and the junction box insulating part, and preferably, the first Wrapping the triple point where the first electrode 321 or the second electrode 322, the junction box insulation part and the cable insulation layer 214 meet, there is a fear that the electric field is concentrated according to the change in volume resistivity according to temperature, It performs the function of suppressing the insulation breakdown of the intermediate junction box by alleviating the electric field in the part where the insulation performance is unstable because there is a risk of the occurrence of voids or intrusion of foreign substances.

상기 제2 절연층(325)은 상기 케이블 절연층(214) 보다 낮은 체적저항률을 가지는 제2 절연 조성물로 형성되어, 절연파괴의 우려가 있는 부분에 인가되는 전계를 절연성능이 상대적으로 안정적인 부분으로 분산시킬 수 있다.The second insulating layer 325 is formed of a second insulating composition having a volume resistivity lower than that of the cable insulating layer 214, so that the electric field applied to the part with a risk of insulation breakdown is converted into a part with relatively stable insulating performance. can be dispersed.

상기 제2 절연 조성물은 베이스 수지 및 저항률 조절용 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 베이스 수지는 1015 Ωcm 이하의 체적저항률, 10 kV/mm 이상의 절연강도를 보유할 수 있고, 바람직하게는 10 N/mm 이상의 파단강도, 200% 이상의 신율을 보유할 수 있다. 상기 베이스 수지는 예를 들어 액상 실리콘 고무(LSR), 불소고무(FR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무 또는 이들의 배합물을 포함하여 이루어질 수 있고, 인열강도 및 영구 변화율과 같은 장기신뢰성이 우수하며, 빠른 생산공정으로 생산성이 향상되는 장점을 가지는 액상 실리콘 고무를 포함하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 제1 절연층(323)과의 긴밀한 밀착을 위해 이와 동일한 계열의 수지로 이루어질 수 있다.The second insulating composition may include a base resin and an additive for controlling resistivity. The base resin may have a volume resistivity of 10 15 Ωcm or less, an insulating strength of 10 kV/mm or more, preferably a breaking strength of 10 N/mm or more, and an elongation of 200% or more. The base resin is, for example, liquid silicone rubber (LSR), fluororubber (FR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber Or it may be made by including a combination thereof, it is preferable to include a liquid silicone rubber having the advantage of excellent long-term reliability such as tear strength and permanent change rate, and the productivity is improved through a fast production process, more preferably For close contact with the first insulating layer 323, it may be made of the same type of resin.

상기 저항률 조절용 첨가제로는 유기 전도성 필러를 단독으로 포함하거나, 유기 전도성 필러와 무기 전도성 필러의 배합물을 포함할 수 있다. 상기 유기 전도성 필러는 상기 베이스 수지와의 상용성 및 상기 제2 절연층(325)의 전기적 특성 및 기계적 특성을 고려하여 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 글리콜 계열의 필러, 바람직하게는 폴리글리콜에테르(polyglycolether; PGE)를 포함할 수 있고, 상기 유기 전도성 필러는 상기 베이스 수지와 화학 가교결합을 형성함으로써 상기 제2 절연층(325)의 전기적 특성과 기계적 특성을 추가로 향상시킬 수 있다. 또한 무기 전도성 필러에 비해 베이스 수지에 분산을 용이하게 할 수 있어 체적저항률 조절을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.The additive for controlling resistivity may include an organic conductive filler alone or a combination of an organic conductive filler and an inorganic conductive filler. The organic conductive filler is a glycol-based filler such as ethylene glycol and propylene glycol, preferably polyglycolether, in consideration of compatibility with the base resin and electrical and mechanical properties of the second insulating layer 325 . ; PGE), and the organic conductive filler may further improve electrical properties and mechanical properties of the second insulating layer 325 by forming a chemical cross-linkage with the base resin. In addition, compared to the inorganic conductive filler, it can be easily dispersed in the base resin, thereby facilitating volume resistivity control.

상기 제2 절연 조성물 및 이로부터 구성된 상기 제2 절연층(325)은 상기 제2 절연층(325)과 접하는 케이블의 절연층(214) 및 제1 절연층(323) 각각의 체적저항률에 따라 정밀하게 제어된 체적저항률을 보유함으로써 상기 중간접속함(300) 내부에서 전계가 집중될 수 있는 영역의 전계를 효과적으로 분산시킬 수 있다.The second insulating composition and the second insulating layer 325 formed therefrom are precisely formed according to the volume resistivity of each of the insulating layer 214 and the first insulating layer 323 of the cable in contact with the second insulating layer 325 . By maintaining a tightly controlled volume resistivity, it is possible to effectively disperse the electric field in the region where the electric field can be concentrated inside the intermediate junction box 300 .

구체적으로, 상기 제2 절연 조성물은 70℃에서 아래 수학식 1로 정의되는 최대 체적저항(Rmax) 이하의 체적저항률을 보유할 수 있다. 이로써, 상기 제2 절연 조성물로부터 형성되는 제2 절연층(325)은 접속되는 케이블이 직류 전력케이블인 경우 케이블 통전 상태에 의한 온도변화, 이에 따른 케이블 절연층, 제1 절연층, 제2 절연층 등 내의 전계분포 변화에 따른 최적의 체적저항률을 보유하여 구조적으로 전계가 집중될 수 있는 영역에 대한 전계완화 효과를 극대화할 수 있다.Specifically, the second insulating composition may have a volume resistivity of less than or equal to the maximum volume resistance (R max ) defined by Equation 1 below at 70°C. Accordingly, the second insulating layer 325 formed from the second insulating composition is a cable insulating layer, a first insulating layer, and a second insulating layer according to a temperature change due to the current state of the cable when the cable to be connected is a DC power cable. It is possible to maximize the electric field relaxation effect in the region where the electric field can be structurally concentrated by retaining the optimal volume resistivity according to the electric field distribution change in the back.

[수학식 1][Equation 1]

Rmax=fmin(aX,bY)R max =f min (aX,bY)

상기 수학식 1에서,In Equation 1 above,

fmin(aX,bY)는 aX와 bY 중 최소값을 의미하고,f min (aX,bY) means the minimum value among aX and bY,

X는 케이블 절연층의 70℃에서의 체적저항률이고,X is the volume resistivity at 70°C of the cable insulation layer,

Y는 제1 절연층의 70℃에서의 체적저항률이고,Y is the volume resistivity at 70° C. of the first insulating layer,

b는 2a 이상이고,b is 2a or more,

b는 0.05 내지 0.15이고,b is 0.05 to 0.15,

a는 0.025 내지 0.075이다.a is 0.025 to 0.075;

상기 제2 절연 조성물이 70℃에서 상기 수학식 1로 정의되는 최대 체적저항률(Rmax)을 초과한 체적저항률을 보유하는 경우 상기 제2 절연 조성물로부터 형성된 제2 절연층(325)에 의한 전계 분산 효과가 충분하지 않아 전계집중에 의해 접속함 절연파괴가 유발될 수 있다.When the second insulating composition has a volume resistivity exceeding the maximum volume resistivity (R max ) defined by Equation 1 at 70° C., electric field dispersion by the second insulating layer 325 formed from the second insulating composition Insufficient effect may cause junction box insulation breakdown by electric field concentration.

상기 제2 절연 조성물은 70℃에서 상기 수학식 1로 정의되는 최대 체적저항률(Rmax)을 보유하기 위해, 예를 들어, 상기 제2 절연 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 저항률 조절용 첨가제의 함량이 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%일 수 있다.The content of the additive for controlling resistivity, for example, based on the total weight of the second insulating composition, to maintain the maximum volume resistivity (R max ) defined by Equation 1 at 70° C. This may be 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight.

또한, 상기 제1 절연층(323), 상기 제2 절연층(325) 내지 상기 케이블 절연층(214)은 체적저항률이 1×1012 내지 1×1018 Ωcm이며, 상기 제2 절연층(325)의 체적저항률은 상기 제1 절연층(323)의 체적저항률과 상기 케이블 절연층(214)의 체적저항률 각각에 비해 10배 이상 낮을 수 있고, 상기 제1 절연층(323)의 체적저항률은 상기 케이블 절연층(214)의 체적저항률에 비해 10배 이상 높지 않을 수 있다. 특히, 상기 케이블 절연층(214)의 체적저항률은 1014 내지 1018 Ωcm이고, 상기 제1 절연층(323)의 체적저항률은 1014 내지 1018 Ωcm일 수 있다. 상기 케이블 절연층(214)과 상기 제2 절연층(325)의 체적저항률 비는 아래 수학식 2를 만족하는 것이 바람직하며, 상기 제2 절연층(325)의 체적고유저항 하한치는 1012 Ωcm 일 수 있다.In addition, the first insulating layer 323, the second insulating layer 325 to the cable insulating layer 214 have a volume resistivity of 1×10 12 to 1×10 18 Ωcm, and the second insulating layer 325 ) may be 10 times or more lower than the volume resistivity of the first insulating layer 323 and the volume resistivity of the cable insulating layer 214, respectively, and the volume resistivity of the first insulating layer 323 is the The volume resistivity of the cable insulation layer 214 may not be higher than 10 times. In particular, the volume resistivity of the cable insulating layer 214 may be 10 14 to 10 18 Ωcm, and the volume resistivity of the first insulating layer 323 may be 10 14 to 10 18 Ωcm. The volume resistivity ratio of the cable insulating layer 214 and the second insulating layer 325 preferably satisfies Equation 2 below, and the lower limit of the volume resistivity of the second insulating layer 325 is 10 12 Ωcm can

[수학식 2][Equation 2]

(케이블 절연층의 체적저항률/제2 절연층의 체적저항률)≥20(Volume resistivity of cable insulation layer/Volume resistivity of second insulation layer)≥20

상기 제2 절연층(325)의 체적저항률이 상기 제1 절연층(323)의 체적저항률과 상기 케이블 절연층(214)의 체적저항률 각각에 비해 10배 이상 낮지 않은 경우, 제2 절연층의 전계 분산 효과가 현저히 저하될 수 있고, 상기 제1 절연층(323)의 체적저항률이 상기 케이블 절연층(214)의 체적저항률에 비해 10배 이상 높은 경우, 제1 절연층에 과도하게 많은 전계가 분담될 수 있으며, 상기 케이블 절연층(214)과 상기 제1 절연층(323)의 체적저항률이 상기 범위를 벗어나는 경우, 초고압 직류 전력 송전시 요구되는 절연 특성을 만족시키지 못할 수 있다.When the volume resistivity of the second insulating layer 325 is not less than 10 times lower than the volume resistivity of the first insulating layer 323 and the volume resistivity of the cable insulating layer 214, respectively, the electric field of the second insulating layer The dispersion effect may be significantly reduced, and when the volume resistivity of the first insulating layer 323 is 10 times or more higher than the volume resistivity of the cable insulating layer 214, an excessively large electric field is shared in the first insulating layer If the volume resistivity of the cable insulation layer 214 and the first insulation layer 323 is out of the above range, insulation characteristics required for ultra-high voltage DC power transmission may not be satisfied.

또한, 상기 케이블 절연층(214)과 상기 제2 절연층(325)의 체적저항률 비(케이블 절연층의 체적저항률/제2 절연층의 체적저항률)가 20 미만인 경우, 도 4(a)에서와 같이 상기 제2 전극(322), 제2 절연층(324) 및 케이블 절연층(214)이 서로 접하는 삼중점(Triple Point)에서의 전계가 급격히 상승하며, 상기 제2 절연층(325)의 체적고유저항이 하한치 미만인 경우, 도 4(b)에서와 같이 줄(Joule) 손실에 의해 제2 절연층(325)에 과도하게 많은 열이 발생한다.In addition, when the volume resistivity ratio of the cable insulating layer 214 and the second insulating layer 325 (volume resistivity of the cable insulating layer/volume resistivity of the second insulating layer) is less than 20, Similarly, the electric field at a triple point where the second electrode 322 , the second insulating layer 324 and the cable insulating layer 214 are in contact with each other rapidly rises, and the volume inherent of the second insulating layer 325 is When the resistance is less than the lower limit, excessively much heat is generated in the second insulating layer 325 due to Joule loss as shown in FIG. 4( b ).

상술한 바와 같이 제1 절연층(323)과 제2 절연층(325)을 포함하는 접속함 절연부를 구비한 본 발명의 일실시예에 따른 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함 및 이를 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템은 상기 제1 절연층(323)과 제2 절연층(325) 사이의 계면이 상기 제1 전극(321) 및 상기 제2 전극(322)과 서로 접하지 않는 것이 바람직하다.As described above, the intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables according to an embodiment of the present invention having a junction box insulation including the first insulating layer 323 and the second insulating layer 325 and the ultra-high voltage DC including the same according to an embodiment of the present invention In the power cable connection system, it is preferable that the interface between the first insulating layer 323 and the second insulating layer 325 does not contact the first electrode 321 and the second electrode 322 .

구체적으로, 상기 제1 전극(321) 및 제2 전극(322)은 상기 제1 절연층(323)과 접하지 않고 상기 제2 절연층(325)에 의해 둘러싸이며, 상기 조인트 슬리브(320)는 상기 제1 전극(321), 상기 제2 절연층(325) 및 상기 케이블 절연층(214)이 서로 접하는 제1 삼중점, 상기 제2 전극(322), 상기 제2 절연층(325) 및 상기 케이블 절연층(214)이 서로 접하는 제2 삼중점, 상기 접속함 차폐층(324), 상기 제1 절연층(323) 및 상기 제2 절연층(325)이 서로 접하는 제3 삼중점을 구비할 수 있다.Specifically, the first electrode 321 and the second electrode 322 are surrounded by the second insulating layer 325 without being in contact with the first insulating layer 323, and the joint sleeve 320 is A first triple point at which the first electrode 321 , the second insulating layer 325 and the cable insulating layer 214 are in contact with each other, the second electrode 322 , the second insulating layer 325 and the cable The insulating layer 214 may have a second triple point in contact with each other, and the junction box shielding layer 324 , the first insulating layer 323 and the second insulating layer 325 may have a third triple point in contact with each other.

이 경우, 직류 송전시의 저항성 전계분포 특성에 따라 상기 제1 삼중점 및 상기 제2 삼중점에 작용하는 전계는 상기 제2 절연층(325)과 제1 절연층(323)의 체적저항률 차이에 의해 제1 절연층(323)으로 쉬프트(shift)되며, 상기 중간접속시스템이 직류 전기장 하에 놓이는 경우에 상기 제2 절연층(325)에 발생하는 등전위선의 간격이 상기 제2 절연층(325)에 골고루 분산되어 있는 상기 무기 전도성 필러에 의해 넓어지고 비교적 일정하게 되므로 상기 제2 절연층(325) 내에서의 국부적인 전계 집중, 특히, 제1 삼중점 및 제2 삼중점에 전계가 집중되는 것을 억제할 수 있다.In this case, the electric field acting on the first triple point and the second triple point according to the resistive electric field distribution characteristic during direct current transmission is generated by the difference in the volume resistivity of the second insulating layer 325 and the first insulating layer 323 . It is shifted to one insulating layer 323, and when the intermediate connection system is placed under a direct current electric field, an interval of equipotential lines generated in the second insulating layer 325 is evenly distributed in the second insulating layer 325 Since it is widened and relatively constant by the inorganic conductive filler, it is possible to suppress the local concentration of the electric field in the second insulating layer 325 , in particular, the concentration of the electric field at the first triple point and the second triple point.

또한, 상기 제1 삼중점 및 상기 제1 전극(321)을 둘러싸고 있는 제2 절연층(325)과 상기 제1 절연층(323) 사이의 계면 상에서 상기 제1 절연층(323)은 다음과 같은 수학식 3를 만족하는 두께를 가질 수 있다.In addition, on the interface between the first triple point and the second insulating layer 325 surrounding the first electrode 321 and the first insulating layer 323, the first insulating layer 323 is formed by the following equation It may have a thickness satisfying Equation 3.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112022006225856-pat00001
Figure 112022006225856-pat00001

여기서, UO는 상기 조인트 슬리브(320)를 갖는 중간접속함의 정격전압이고, 1.85UO는 뇌(雷) 임펄스 시험 전압(BIL;Basic impuls insulation level)이고, DPMJ는 상기 제1 삼중점 및 상기 제1 전극(321)을 둘러싸고 있는 제2 절연층(325)과 상기 제1 절연층(323) 사이의 계면 상에 형성된 상기 제1 절연층(323)의 두께이며, BDVPMJ는 제1 절연층(323)의 절연 파괴 전압(breakdown voltage)이다. Here, U O is the rated voltage of the intermediate junction box having the joint sleeve 320, 1.85U O is the lightning impulse test voltage (BIL; Basic impuls insulation level), D PMJ is the first triple point and the The thickness of the first insulating layer 323 formed on the interface between the second insulating layer 325 surrounding the first electrode 321 and the first insulating layer 323, BDV PMJ is the first insulating layer is the breakdown voltage of (323).

즉, 중간접속함의 뇌임펄스 시험 전압을 상기 제1 절연층(323)의 두께로 나눈 값이 상기 제1 절연층(323)의 절연 파괴 전압값 보다 작게 되도록 상기 제1 절연층(323)이 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 절연층(323)의 두께는 중간접속함의 뇌임펄스 시험 전압(1.85UO)을 상기 제1 절연층(323)의 절연 파괴 전압값(BDVPMJ)으로 나눈 값보다 더 크게 형성할 수 있다.That is, the first insulating layer 323 is formed so that the value obtained by dividing the lightning impulse test voltage of the intermediate junction box by the thickness of the first insulating layer 323 is smaller than the breakdown voltage value of the first insulating layer 323 . can be In other words, the thickness of the first insulating layer 323 is greater than the value obtained by dividing the lightning impulse test voltage (1.85U O ) of the intermediate junction box by the breakdown voltage value (BDV PMJ ) of the first insulating layer 323 . can be formed

상기 제1 절연층(323)은 상기 제2 절연층(325)에 비해 체적저항률이 높아 특히 상기 제1 전극(321) 상에서 상기 제2 절연층(325)보다 더 높은 전계를 분담하게 된다. 이와 같이 전계 분담이 높은 상기 제1 절연층(323)의 두께가 상술한 바와 같이 중간접속함의 뇌 임펄스 시험 전압(1.85UO)을 상기 제1 절연층(323)의 절연 파괴 전압값(BDVPMJ)으로 나눈 값보다 작은 경우에는 상기 제1 절연층(323)에서의 전기력선 밀도가 높아지게 되어 상기 제1 절연층(323)에서 절연파괴가 발생할 수 있다.Since the first insulating layer 323 has a higher volume resistivity than the second insulating layer 325 , in particular, a higher electric field is shared on the first electrode 321 than the second insulating layer 325 . As described above, the thickness of the first insulating layer 323 having a high electric field share is the lightning impulse test voltage (1.85U O ) of the intermediate junction box, and the breakdown voltage value (BDV PMJ ) of the first insulating layer 323 ), the density of electric lines of force in the first insulating layer 323 may be increased, and thus dielectric breakdown may occur in the first insulating layer 323 .

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 절연층(323)의 두께가 중간접속함의 뇌 임펄스 시험 전압(1.85UO)을 상기 제1 절연층(323)의 절연 파괴 전압값(BDVPMJ)으로 나눈 값보다 크게 되도록 하여 상기 제1 절연층(323)에서 절연파괴가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 일 예로서 상기 제1 절연층(323)은 상기 제1 전극(321) 상에서 그 두께가 상기 제2 절연층(325)의 두께의 3배 이상이 되도록 형성될 수 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, the thickness of the first insulating layer 323 is the lightning impulse test voltage (1.85U O ) of the intermediate junction box, the breakdown voltage value of the first insulating layer 323 (BDV PMJ ) By making it larger than the value divided by , it is possible to prevent dielectric breakdown in the first insulating layer 323 from occurring. As an example, the first insulating layer 323 may be formed on the first electrode 321 to have a thickness of at least three times the thickness of the second insulating layer 325 .

뿐만 아니라, 상기 제3 삼중점은 상기 제1 전극(321)을 향하는 상기 제2 전극(322)의 단부로부터 상기 제1 전극(321)과 반대방향으로 일정거리 이격되어 형성되며, 상기 접속함 차폐층(324), 상기 제1 절연층(323) 및 상기 제2 절연층(325)이 서로 접하는 영역에 형성된다. 따라서, 상기 제3 삼중점은 상기 제2 전극(322)의 기하학적인 형상에 의해 등전위선이 분포되지 않아 전계가 인가되지 않으므로 상기 중간접속함의 절연성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the third triple point is formed to be spaced apart from the end of the second electrode 322 facing the first electrode 321 by a predetermined distance in the opposite direction to the first electrode 321, and the junction box shielding layer At 324 , the first insulating layer 323 and the second insulating layer 325 are formed in a region in contact with each other. Accordingly, in the third triple point, an electric field is not applied because an equipotential line is not distributed due to the geometric shape of the second electrode 322 , and thus the insulating performance of the intermediate junction box can be improved.

본 발명에 따른 케이블용 중간접속함 중 조인트 슬리브(320)는 예를 들어 성형 몰드에 금형을 삽입하고 상기 금형에 반도전성 물질을 주입하여 상기 제1 전극(321) 및 제2 전극(322)을 성형하고, 이어서 상기 성형 몰드에 전기 전도도 조절용 조성물과 절연 조성물을 주입한 후 경화시켜 제2 절연층 및 제1 절연층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제2 절연층은 제1 전극(321) 내지 제2 전극(322)이 상기 접속함 절연부 및/또는 케이블 절연층과 서로 접하여 형성되는 계면 내지 지점의 적어도 일부를 둘러싸도록 상기 제2 절연 조성물을 도포하여 경화시켜 제조될 수도 있다.In the intermediate junction box for cables according to the present invention, the joint sleeve 320 includes, for example, inserting a mold into a molding mold and injecting a semi-conductive material into the mold to connect the first electrode 321 and the second electrode 322 to each other. After molding, the composition for controlling electrical conductivity and the insulating composition are injected into the molding mold and then cured to form a second insulating layer and a first insulating layer. In addition, the second insulating layer may be formed to surround at least a portion of an interface or a point where the first electrode 321 to the second electrode 322 is in contact with the junction box insulating part and/or the cable insulating layer and is in contact with each other. It may be prepared by applying an insulating composition and curing it.

[실시예][Example]

1. 제조예1. Preparation example

아래 표 1에 나타난 바와 같은 체적저항률을 보유하고, 도 3에 도시된 제2 절연층(325)을 보유하는 접속함 절연부를 구비한 실시예의 중간접속함과 제2 절연층을 보유하지 않은 것을 제외하고 동일한 구조를 갖는 접속함 절연부를 구비한 비교예의 중간접속함을 각각 제조했다.Except for the intermediate junction box of the embodiment having the junction box insulating part having the volume resistivity as shown in Table 1 below and having the second insulating layer 325 shown in FIG. 3 and not having the second insulating layer And the intermediate junction box of the comparative example provided with the junction box insulation part having the same structure was manufactured, respectively.

체적저항률(Ωm)Volume resistivity (Ωm) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 케이블 절연층 체적저항률(70℃)Volume resistivity of cable insulation layer (70℃) 8.70E+148.70E+14 4.64E+144.64E+14 8.70E+148.70E+14 4.64E+144.64E+14 제1 절연층 체적저항률(70℃)Volume resistivity of the first insulating layer (70°C) 1.69E+151.69E+15 2.10E+152.10E+15 1.69E+151.69E+15 2.10E+152.10E+15 제2 절연층 체적저항률(70℃)Volume resistivity of the second insulating layer (70°C) 9.14E+129.14E+12 1.21E+131.21E+13 -- --

2. 등전위선 분포 및 전계값 평가2. Equipotential line distribution and electric field value evaluation

실시예 및 비교예 각각의 중간접속함에 592 kV의 전압을 인가하고 70℃에서 측정한 제1 전극과 제2 전극 사이의 공간에서의 등전위선 분포는 도 5에 도시된 바와 같고, 영역별 전계값은 아래 표 2에 나타난 바와 같다.The distribution of equipotential lines in the space between the first electrode and the second electrode measured at 70° C. with a voltage of 592 kV applied to the intermediate junction box of each of Examples and Comparative Examples is as shown in FIG. 5, and the electric field values for each region is as shown in Table 2 below.

전계값[kV/mm]Electric field value [kV/mm] 계면 1interface 1 삼중점triple point 계면 2interface 2 실시예 1Example 1 1.11.1 2.52.5 8.58.5 실시예 2Example 2 0.10.1 0.20.2 9.49.4 비교예 1Comparative Example 1 26.626.6 61.161.1 17.117.1 비교예 2Comparative Example 2 23.423.4 53.653.6 16.516.5

- 계면 1 : 케이블 절연층 - 제1 절연층 계면- Interface 1: Cable Insulation Layer - First Insulation Layer Interface

- 삼중점 : 케이블 절연층 - 제1 절연층 - 제2 전극- Triple point: cable insulation layer - 1st insulation layer - 2nd electrode

- 계면 2 : 제1 절연층 - 제1 전극- Interface 2: first insulating layer - first electrode

도 5에 나타난 바와 같이, 제2 절연층을 보유한 본 발명에 따른 실시예의 중간접속함은 제1 전극과 제2 전극 사이에 등전위선 사이의 간격이 좁지 않아 국부적으로 전계가 집중되지 않은 반면, 제2 절연층을 보유하지 않는 비교예의 중간접속함은 등전위선 사이의 간격이 좁아 국부적으로 전계가 집중되는 영역이 존재했고, 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예의 중간접속함은 구조적으로 전계가 집중될 수 있는 영역의 전계가 충분히 완화된 반면, 비교예의 중간접속함은 구조적으로 전계가 집중될 수 있는 영역에 전계가 집중된 것으로 확인되었다.As shown in FIG. 5 , in the intermediate junction box of the embodiment according to the present invention having the second insulating layer, the electric field is not locally concentrated because the gap between the equipotential lines between the first electrode and the second electrode is not narrow. 2 In the intermediate junction box of the comparative example that does not have an insulating layer, there was a region where the electric field was concentrated locally due to the narrow interval between equipotential lines. It was confirmed that the electric field in the region where the electric field could be concentrated was sufficiently relaxed, while the intermediate junction box of the comparative example was structurally concentrated in the region where the electric field could be concentrated.

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.Although the present specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. will be able to carry out Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, all should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

200 : 전력케이블 300 : 전력케이블용 중간접속시스템200: power cable 300: intermediate connection system for power cable

Claims (21)

도체, 상기 도체를 감싸는 내부반도전층, 상기 내부반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부반도전층을 포함하는 초고압 직류 전력케이블 한 쌍을 서로 접속시키기 위한 중간접속함으로서,
상기 중간접속함은 상온에서 수축가능한 탄성 재질로 이루어지고, 내부에 길이방향으로 관통공이 있는 중공형 슬리브로 형성되며, 상기 중간접속함 외부로 전류가 누설되지 않도록 하는 접속함 절연부를 포함하는 조인트 슬리브를 구비하고,
상기 접속함 절연부는 제1 절연층 및 상기 제1 절연층에 의해 둘러싸이는 제2 절연층을 구비하며,
상기 조인트 슬리브는 최내면의 적어도 일부가 상기 제2 절연층으로 이루어지고,
상기 제2 절연층은 상기 제1 절연층 보다 체적저항률이 낮으며,
상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 체적저항률이 1×1012 내지 1×1018 Ωcm이며, 상기 제2 절연층의 체적저항률은 상기 제1 절연층의 체적저항률에 비해 10배 이상 낮고,
상기 제2 절연층은 베이스 수지 및 저항률 조절용 첨가제를 포함하는 제2 절연 조성물로 형성되며, 상기 저항률 조절용 첨가제는 글리콜 계열의 유기 전도성 필러인 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함.
An intermediate connection box for connecting a pair of ultra-high voltage DC power cables comprising a conductor, an inner semiconducting layer surrounding the conductor, an insulating layer surrounding the inner semiconducting layer, and an outer semiconducting layer surrounding the insulating layer,
The intermediate junction box is made of an elastic material that can be contracted at room temperature, and is formed of a hollow sleeve having a through hole in the longitudinal direction therein, and a joint sleeve including a junction box insulating part to prevent current from leaking to the outside of the intermediate junction box. to provide
The junction box insulating portion includes a first insulating layer and a second insulating layer surrounded by the first insulating layer,
At least a portion of the innermost surface of the joint sleeve is made of the second insulating layer,
The second insulating layer has a volume resistivity lower than that of the first insulating layer,
The first insulating layer and the second insulating layer have a volume resistivity of 1×10 12 to 1×10 18 Ωcm, and the volume resistivity of the second insulating layer is 10 times or more lower than that of the first insulating layer, ,
The second insulating layer is formed of a second insulating composition comprising a base resin and an additive for controlling resistivity, and the additive for controlling resistivity is a glycol-based organic conductive filler.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 베이스 수지는 액상 실리콘 고무(LSR), 불소고무(FR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR) 및 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함.
According to claim 1,
The base resin is a group consisting of liquid silicone rubber (LSR), fluororubber (FR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), and ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber Intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it contains at least one rubber selected from
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 글리콜 계열의 유기 전도성 필러는 폴리글리콜에테르를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함.
According to claim 1,
The glycol-based organic conductive filler is an intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that it contains polyglycol ether.
제1항에 있어서,
상기 절연 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 유기 전도성 필러의 함량이 0.1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함.
According to claim 1,
Based on the total weight of the insulating composition, the content of the organic conductive filler is 0.1 to 5% by weight, characterized in that, ultra-high voltage DC power cable intermediate junction box.
제1항에 있어서,
상기 저항률 조절용 첨가제는 무기 전도성 필러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함.
According to claim 1,
The intermediate junction box for ultra-high voltage DC power cables, characterized in that the additive for controlling the resistivity further comprises an inorganic conductive filler.
제1항에 있어서,
상기 조인트 슬리브는 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측 단부가 라운드진 형상의 제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측으로 일정거리 이격되어 서로 대향하도록 형성되는 한 쌍의 제2 전극을 구비하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 접속함 절연부에 의해 둘러싸이며,
상기 제2 전극은 상기 조인트 슬리브 최내면으로부터의 수직거리가 상기 제1 전극 방향으로 갈수록 점점 증가하고,
상기 제2 절연층은 상기 제1 전극과 상기 접속함 절연부의 계면 및 상기 제2 전극과 상기 접속함 절연부의 계면으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 면을 적어도 부분적으로 감싸는 것을 특징으로 하는 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함.
According to claim 1,
As long as the joint sleeve is spaced apart from each other by a predetermined distance to the left and right in the longitudinal direction of the intermediate junction box from the first electrode and the first electrode of a shape in which left and right ends are rounded in the longitudinal direction of the intermediate junction box, the joint sleeve is formed to face each other a pair of second electrodes;
The first electrode and the second electrode are surrounded by the junction box insulation,
In the second electrode, the vertical distance from the innermost surface of the joint sleeve gradually increases in the direction of the first electrode,
The second insulating layer at least partially surrounds at least one surface selected from the group consisting of an interface between the first electrode and the junction box insulating part and an interface between the second electrode and the junction box insulating part. Intermediate connection box for
삭제delete 한 쌍의 초고압 직류 전력케이블과 상기 한 쌍의 전력케이블을 서로 연결하는 중간접속함을 포함하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템으로서,
상기 초고압 직류 전력케이블은 도체, 상기 도체를 감싸는 내부반도전층, 상기 내부반도전층을 감싸는 케이블 절연층 및 상기 절연층을 감싸는 외부반도전층을 포함하는 케이블 코어부를 구비하고, 상기 도체, 내부반도전층, 케이블 절연층 및 외부 반도전층이 순차적으로 노출된 각 단부가 서로 대향하도록 구비되며,
상기 전력 케이블의 단부에서 노출된 한 쌍의 도체를 전기적으로 연결하며 서로 고정시키는 도체 접속부를 포함하고,
상기 중간접속함은,
상온에서 수축가능한 탄성 재질로 이루어지고, 내부에 길이방향으로 관통공이 있는 중공형 슬리브로 형성되며, 상기 중간접속함 외부로 전류가 누설되지 않도록 하는 접속함 절연부를 포함하는 조인트 슬리브를 구비하고,
상기 접속함 절연부는 제1 절연층 및 상기 제1 절연층에 의해 둘러싸이는 제2 절연층을 구비하며,
상기 조인트 슬리브는 최내면의 적어도 일부가 상기 제2 절연층으로 이루어지고,
상기 제2 절연층은 상기 제1 절연층 보다 체적저항률이 낮으며,
상기 제1 절연층과 상기 케이블 절연층은 체적저항률이 1×1014 내지 1×1018 Ωcm이며, 상기 제2 절연층의 체적저항률은 상기 제1 절연층의 체적저항률에 비해 10배 이상 낮고,
상기 제2 절연층은 제2 절연 조성물로 구성되며, 상기 제2 절연 조성물은 70℃에서 아래 수학식 1로 정의되는 최대 체적저항률(Rmax) 이하의 체적저항률을 보유하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
[수학식 1]
Rmax=fmin(aX,bY)
상기 수학식 1에서,
fmin(aX,bY)는 aX와 bY 중 최소값을 의미하고,
X는 상기 케이블 절연층의 70℃에서의 체적저항률이고,
Y는 상기 제1 절연층의 70℃에서의 체적저항률이고,
b는 2a 이상이고,
b는 0.05 내지 0.15이고,
a는 0.025 내지 0.075이다.
An ultra-high voltage DC power cable connection system comprising a pair of ultra-high voltage DC power cables and an intermediate junction box for connecting the pair of power cables to each other,
The ultra-high voltage DC power cable includes a cable core including a conductor, an inner semiconducting layer surrounding the conductor, a cable insulating layer surrounding the inner semiconducting layer, and an outer semiconducting layer surrounding the insulating layer, the conductor, the inner semiconducting layer, Each end of the cable insulation layer and the external semiconducting layer exposed sequentially is provided to face each other,
and a conductor connecting portion for electrically connecting a pair of conductors exposed at the ends of the power cable and fixing them to each other,
The intermediate junction box is
It is made of an elastic material that can be contracted at room temperature, is formed as a hollow sleeve having a through hole in the longitudinal direction therein, and includes a joint sleeve including a junction box insulating part that prevents current from leaking to the outside of the intermediate junction box,
The junction box insulating portion includes a first insulating layer and a second insulating layer surrounded by the first insulating layer,
At least a portion of the innermost surface of the joint sleeve is made of the second insulating layer,
The second insulating layer has a volume resistivity lower than that of the first insulating layer,
The first insulating layer and the cable insulating layer have a volume resistivity of 1×10 14 to 1×10 18 Ωcm, and the volume resistivity of the second insulating layer is 10 times or more lower than that of the first insulating layer,
The second insulating layer is composed of a second insulating composition, and the second insulating composition has a volume resistivity of less than or equal to the maximum volume resistivity (R max ) defined by Equation 1 below at 70° C. system.
[Equation 1]
R max =f min (aX,bY)
In Equation 1 above,
f min (aX,bY) means the minimum value among aX and bY,
X is the volume resistivity at 70° C. of the cable insulation layer,
Y is the volume resistivity at 70° C. of the first insulating layer,
b is 2a or more,
b is 0.05 to 0.15,
a is 0.025 to 0.075;
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 제2 절연 조성물은 베이스 수지 및 저항률 조절용 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
11. The method of claim 10,
The second insulating composition comprises a base resin and an additive for adjusting resistivity, an ultra-high voltage DC power cable connection system.
제12항에 있어서,
상기 베이스 수지는 액상 실리콘 고무(LSR), 불소고무(FR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR) 및 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
13. The method of claim 12,
The base resin is a group consisting of liquid silicone rubber (LSR), fluororubber (FR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), and ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber Ultra-high voltage DC power cable connection system, characterized in that it contains at least one rubber selected from
제12항에 있어서,
상기 저항률 조절용 첨가제는 글리콜 계열의 유기 전도성 필러인 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
13. The method of claim 12,
The resistivity control additive is a glycol-based organic conductive filler, characterized in that the ultra-high voltage DC power cable connection system.
제14항에 있어서,
상기 글리콜 계열의 유기 전도성 필러는 폴리글리콜에테르를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
15. The method of claim 14,
The glycol-based organic conductive filler comprises a polyglycol ether, an ultra-high voltage DC power cable connection system.
제15항에 있어서,
상기 제2 절연 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 유기 전도성 필러의 함량이 0.1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
16. The method of claim 15,
Based on the total weight of the second insulating composition, the content of the organic conductive filler is 0.1 to 5% by weight, characterized in that the ultra-high voltage DC power cable connection system.
제14항에 있어서,
상기 제2 절연 조성물은 무기 전도성 필러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
15. The method of claim 14,
The second insulating composition, characterized in that it further comprises an inorganic conductive filler, ultra-high voltage DC power cable connection system.
제10항에 있어서,
상기 조인트 슬리브는 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측 단부가 라운드진 형상의 제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 상기 중간접속함의 길이방향으로 좌측 및 우측으로 일정거리 이격되어 서로 대향하도록 형성되는 한 쌍의 제2 전극을 구비하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 접속함 절연부에 의해 둘러싸이며,
상기 제2 전극은 상기 조인트 슬리브 최내면으로부터의 수직거리가 상기 제1 전극 방향으로 갈수록 점점 증가하고,
상기 제2 절연층은 상기 제1 전극과 상기 접속함 절연부의 계면 및 상기 제2 전극과 상기 접속함 절연부의 계면으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 면을 적어도 부분적으로 감싸는 것을 특징으로 하는 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
11. The method of claim 10,
As long as the joint sleeve is spaced apart from each other by a predetermined distance to the left and right in the longitudinal direction of the intermediate junction box from the first electrode and the first electrode of a shape in which left and right ends are rounded in the longitudinal direction of the intermediate junction box, the joint sleeve is formed to face each other a pair of second electrodes;
The first electrode and the second electrode are surrounded by the junction box insulation,
In the second electrode, the vertical distance from the innermost surface of the joint sleeve gradually increases in the direction of the first electrode,
The second insulating layer at least partially surrounds at least one surface selected from the group consisting of an interface between the first electrode and the junction box insulating part and an interface between the second electrode and the junction box insulating part. connection system.
삭제delete 제18항에 있어서,
상기 제2 절연층은 상기 제1 전극, 상기 접속함 절연부 및 상기 케이블 절연층이 만나는 삼중점; 상기 제2 전극, 상기 접속함 절연부 및 상기 케이블 절연층이 만나는 삼중점; 또는 이들 모두를 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
19. The method of claim 18,
The second insulating layer may include a triple point where the first electrode, the junction box insulating part, and the cable insulating layer meet; a triple point where the second electrode, the junction box insulating part, and the cable insulating layer meet; Or, characterized in that it is formed to surround all of them, ultra-high voltage DC power cable connection system.
제10항에 있어서,
상기 제2 절연층의 체적저항률은 상기 제1 절연층의 체적저항률과 상기 케이블 절연층의 체적저항률 각각에 비해 10배 이상 낮을 수 있고, 상기 제1 절연층의 체적저항률은 상기 케이블 절연층의 체적저항률에 비해 10배 이상 높을 수 있으며, 상기 케이블 절연층과 상기 제2 절연층의 체적저항률은 아래 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는, 초고압 직류 전력케이블 접속시스템.
[수학식 2]
(케이블 절연층의 체적저항률 / 제2 절연층의 체적저항률) ≥ 20
11. The method of claim 10,
The volume resistivity of the second insulating layer may be 10 times or more lower than the volume resistivity of the first insulating layer and the volume resistivity of the cable insulating layer, respectively, and the volume resistivity of the first insulating layer is the volume resistivity of the cable insulating layer It may be more than 10 times higher than the resistivity, and the volume resistivity of the cable insulating layer and the second insulating layer is characterized in that it satisfies Equation 2 below, the ultra-high voltage DC power cable connection system.
[Equation 2]
(Volume resistivity of cable insulation layer / Volume resistivity of second insulation layer) ≥ 20
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