KR102516310B1 - Insulating composition for joint box for electric cable having excellent self healing property and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR102516310B1 KR1020210009355A KR20210009355A KR102516310B1 KR 102516310 B1 KR102516310 B1 KR 102516310B1 KR 1020210009355 A KR1020210009355 A KR 1020210009355A KR 20210009355 A KR20210009355 A KR 20210009355A KR 102516310 B1 KR102516310 B1 KR 102516310B1
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Abstract

본 발명은 자가복원성이 우수한 전력케이블 접속함용 절연조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 전력케이블 접속함용 절연조성물은 수지 매트릭스 97~99.5 중량%; 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 자가복원캡슐 0.5~3 중량%;를 포함하며, 상기 수지 매트릭스는 실리콘계 수지 및 아민계 경화제를 포함하고, 상기 자가복원캡슐은 복원제 및 상기 복원제를 담지하는 외벽을 포함하며, 상기 복원제는 에폭시계 수지를 포함하고, 상기 자가복원캡슐은 상기 수지 매트릭스가 손상되어 발생하는 전기적 트리(tree)에 의해 외벽이 파괴되어 상기 복원제가 방출되어, 상기 경화제와 접촉하여, 수지 매트릭스의 손상을 복원한다.The present invention relates to an insulating composition for a power cable junction box having excellent self-restoration properties and a manufacturing method thereof. In one embodiment, the insulation composition for the power cable junction box includes 97 to 99.5% by weight of a resin matrix; and 0.5 to 3% by weight of a self-healing capsule dispersed in the resin matrix, wherein the resin matrix includes a silicone-based resin and an amine-based curing agent, and the self-healing capsule has a restoring agent and an outer wall supporting the restoring agent. The restoring agent includes an epoxy-based resin, and the outer wall of the self-healing capsule is destroyed by an electrical tree generated when the resin matrix is damaged, so that the restoring agent is released and contacted with the curing agent, Restore damage to the resin matrix.

Description

자가복원성이 우수한 전력케이블 접속함용 절연조성물 및 이의 제조방법 {INSULATING COMPOSITION FOR JOINT BOX FOR ELECTRIC CABLE HAVING EXCELLENT SELF HEALING PROPERTY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Insulation composition for power cable junction box with excellent self-healing properties and manufacturing method thereof

본 발명은 자가복원성이 우수한 전력케이블 접속함용 절연조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an insulating composition for a power cable junction box having excellent self-restoration properties and a manufacturing method thereof.

전력케이블은 지중 및 지상을 통하여, 원하는 장소로 전력을 공급하기 위한 전선이다. 최근에는 전력 수요량의 증가 및 송전 용량의 대용량화 등으로 인해 초고압 전력케이블 사용량이 증가하며, 이들 초고압 전력케이블은 주로 지중에 설치된다.The power cable is a wire for supplying power to a desired place through the ground and the ground. In recent years, the use of extra-high voltage power cables has increased due to an increase in power demand and an increase in transmission capacity, and these extra-high voltage power cables are mainly installed underground.

그리고 이러한 초고압 전력케이블은 총 설치 길이에 따라, 적절한 길이로 구획되며, 각 구간의 전력케이블을 접속하여 설치되는데, 이때 각 전력케이블을 연결하기 위해서 전력선 접속함이 사용된다. 상기 전력케이블 접속함은 전력케이블의 상호 접속을 위한 중간 접속함(joint box) 및 전력케이블의 말단과 가공선을 접속하기 위한 종단 접속함(terminal/end box)등으로 분류할 수 있다. In addition, these extra-high-voltage power cables are divided into appropriate lengths according to the total installation length, and are installed by connecting power cables of each section. At this time, a power line connection box is used to connect each power cable. The power cable junction box can be classified into a joint box for mutual connection of power cables and a terminal/end box for connecting an end of a power cable and an overhead line.

전력케이블은 양쪽 전력케이블 중심에 내장된 도체를 노출시키고, 노출된 양쪽 전력케이블의 도체를 슬리브 등의 접속부재를 통해 전기적으로 연결시켜 접속되며, 접속함은 송배전되는 전력에 의해 절연파괴가 발생되지 않도록 절연성 부재가 삽입된다.The power cable is connected by exposing the conductors embedded in the center of both power cables and electrically connecting the conductors of both exposed power cables through a connection member such as a sleeve. An insulating member is inserted to prevent

한편, 초고압 전력케이블의 접속함에 적용되는 전기절연재료는 절연내력, 유전특성(유전율 ε 및 유전정접 tanδ), 내열성, 내수성, 내후성, 기계적 특성 및 내유성 등이 종합적으로 우수해야 하며, 종래에는 이를 만족하는 소재로 실리콘(silicone) 및 EPR(ethylene-propylene rubber)가 종단접속함 및 중간접속함에 적용되고 있었다.On the other hand, electrical insulating materials applied to junction boxes of extra-high voltage power cables must have comprehensively excellent dielectric strength, dielectric properties (dielectric constant ε and dielectric loss tangent tanδ), heat resistance, water resistance, weather resistance, mechanical properties and oil resistance, and conventionally satisfies these requirements. Silicone and EPR (ethylene-propylene rubber) were being applied to the terminal junction box and the intermediate junction box as the materials used.

최근에는 이러한 실리콘 및 EPR을 절연 소재로 적용한 154kV급 이상의 초고압 지중케이블의 중간접속함에서 절연 파괴 고장이 증가하여 문제가 되고 있다. 이러한 초고압 절력케이블 및 절연체의 고장은 절연체 내외부의 크랙(crack) 또는 동공(void)을 기점으로 한 전기 트리(tree)의 진전이 원인으로 지적되고 있다.In recent years, insulation breakdown failures have increased in intermediate junction boxes of extra-high voltage underground cables of 154 kV or higher to which silicon and EPR are applied as insulating materials, which has become a problem. It is pointed out that the failure of the ultra-high voltage power-cutting cable and the insulator is caused by the progress of an electric tree starting from a crack or a void inside and outside the insulator.

또한 이러한 절연 파괴 고장은 절연 파괴시 큰 폭발 에너지로 인해 고장이 발생한 지점을 확인하기가 어려운 실정이며, 이러한 이유로 절연체 성능을 저하시키지 않으면서 자가 복원/치유 기능을 포함하여 고압 조건에서 발생하는 전기트리를 완화시키기 위한 절연부재가 요구되고 있는 실정이다.In addition, it is difficult to identify the point where the failure occurred due to the large explosion energy at the time of insulation breakdown, and for this reason, the electric tree that occurs under high voltage conditions including self-recovery/healing functions without degrading the performance of the insulator. There is a demand for an insulating member to alleviate the.

본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제1992-7001993호(1992.08.12. 공개, 발명의 명칭: 케이블중의 폴리올레핀계 절연물의 균열을 감소시키는 장치 및 방법)에 개시되어 있다.Background art related to the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 1992-7001993 (published on August 12, 1992, title of the invention: Apparatus and method for reducing cracks in polyolefin insulation in cables).

본 발명의 하나의 목적은 내절연성 및 기계적 물성이 우수하고, 부재의 절연 손상 발생시 자가 복원성이 우수한 전력케이블 접속함용 절연 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide an insulation composition for a power cable junction box, which has excellent insulation resistance and mechanical properties, and excellent self-restoration property when insulation damage of a member occurs.

본 발명의 다른 목적은 혼합성 및 분산성이 우수한 전력케이블 접속함용 절연 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an insulation composition for a power cable junction box having excellent mixing and dispersibility.

본 발명의 또 다른 목적은 신뢰성이 우수하며, 유지 및 보수 비용을 최소화할 수 있는 전력케이블 접속함용 절연 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an insulation composition for a power cable junction box that has excellent reliability and can minimize maintenance and repair costs.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 전력케이블 접속함용 절연 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the insulation composition for the power cable junction box.

본 발명의 하나의 관점은 전력케이블 접속함용 절연조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 전력케이블 접속함용 절연조성물은 수지 매트릭스 97~99.5 중량%; 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 자가복원캡슐 0.5~3 중량%;를 포함하며, 상기 수지 매트릭스는 실리콘계 수지 및 아민계 경화제를 포함하고, 상기 자가복원캡슐은 복원제 및 상기 복원제를 담지하는 외벽을 포함하며, 상기 복원제는 에폭시계 수지를 포함하고, 상기 자가복원캡슐은 상기 수지 매트릭스가 손상되어 발생하는 전기적 트리(tree)에 의해 외벽이 파괴되어 상기 복원제가 방출되어, 상기 경화제와 접촉하여, 수지 매트릭스의 손상을 복원할 수 있다.One aspect of the present invention relates to an insulating composition for a power cable junction box. In one embodiment, the insulation composition for the power cable junction box includes 97 to 99.5% by weight of a resin matrix; and 0.5 to 3% by weight of a self-healing capsule dispersed in the resin matrix, wherein the resin matrix includes a silicone-based resin and an amine-based curing agent, and the self-healing capsule has a restoring agent and an outer wall supporting the restoring agent. The restoring agent includes an epoxy-based resin, and the outer wall of the self-healing capsule is destroyed by an electrical tree generated when the resin matrix is damaged, so that the restoring agent is released and contacted with the curing agent, Damage to the resin matrix can be restored.

한 구체예에서 상기 에폭시계 수지는 60Hz에서의 유전율이 2~5일 수 있다.In one embodiment, the epoxy-based resin may have a permittivity of 2 to 5 at 60 Hz.

한 구체예에서 상기 자가복원캡슐은 평균크기가 50~300㎛ 일 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsules may have an average size of 50 to 300 μm.

한 구체예에서 상기 자가복원캡슐은 상기 복원제 및 외벽을 2:1~5:1 중량비로 포함할 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsule may include the restoring agent and the outer wall in a weight ratio of 2:1 to 5:1.

한 구체예에서 상기 외벽은 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드), UF(우레아-포름알데히드), 에폭시, 폴리우레탄 및 실리카 코팅된 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the outer wall may include one or more of MUF (melamine-urea-formaldehyde), UF (urea-formaldehyde), epoxy, polyurethane and silica coated MUF (melamine-urea-formaldehyde). .

한 구체예에서 상기 절연조성물은 하기 식 1에 의한 절연강도 변화율이 15% 이하 일 수 있다:In one embodiment, the insulation composition may have a rate of change in dielectric strength of 15% or less by Equation 1 below:

[식 1][Equation 1]

절연강도 변화율(%) = |((A2-A1)/A1)| X 100Dielectric strength change rate (%) = |((A2-A1)/A1)| X 100

(상기 식 1에서, A1은 IEC 60243 기준에 의거하여 측정된 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 미포함시 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이며, 상기 A2는 IEC 60243 기준에 의거하여 측정된 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 포함한 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이다)(In Equation 1, A1 is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition when the self-healing capsule and the amine-based curing agent are not included, measured in accordance with the IEC 60243 standard, and A2 is the self measured in accordance with the IEC 60243 standard It is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition including the recovery capsule and the amine-based curing agent)

본 발명의 다른 관점은 전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법은 실리콘계 수지 및 자가복원캡슐을 포함하는 제1 혼합물과, 아민계 경화제 및 자가복원캡슐을 포함하는 제2 혼합물을 혼합하는 단계;를 포함하는 전력케이블 접속함용 절연조성물의 제조방법이며, 상기 절연조성물은 수지 매트릭스 97~99.5 중량%; 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 자가복원캡슐 0.5~3 중량%;를 포함하며, 상기 수지 매트릭스는 실리콘계 수지 및 아민계 경화제를 포함하고, 상기 자가복원캡슐은 복원제 및 상기 복원제가 담지된 외벽을 포함하며, 상기 복원제는 에폭시계 수지를 포함하고, 상기 자가복원캡슐은 상기 수지 매트릭스가 손상되어 발생하는 전기적 트리(tree)에 의해 외벽이 파괴되어 상기 복원제가 방출되어, 상기 경화제와 접촉하여, 수지 매트릭스의 손상을 복원한다.Another aspect of the present invention relates to a method for manufacturing an insulation composition for a power cable junction box. In one embodiment, the method for manufacturing an insulation composition for a power cable junction box includes mixing a first mixture including a silicone-based resin and a self-healing capsule with a second mixture including an amine-based curing agent and a self-healing capsule; A method of manufacturing an insulating composition for a cable junction box, wherein the insulating composition comprises 97 to 99.5% by weight of a resin matrix; and 0.5 to 3% by weight of a self-healing capsule dispersed in the resin matrix, wherein the resin matrix includes a silicone-based resin and an amine-based curing agent, and the self-healing capsule includes a restoring agent and an outer wall on which the restoring agent is supported. The restoring agent includes an epoxy-based resin, and the outer wall of the self-healing capsule is destroyed by an electrical tree generated when the resin matrix is damaged, so that the restoring agent is released, and in contact with the curing agent, the resin Restore matrix damage.

한 구체예에서 상기 제1 혼합물 및 제2 혼합물은 1:0.5~1:2 중량비로 포함될 수 있다.In one embodiment, the first mixture and the second mixture may be included in a weight ratio of 1:0.5 to 1:2.

한 구체예에서 상기 에폭시계 수지는 60Hz에서의 유전율이 2~5일 수 있다.In one embodiment, the epoxy-based resin has a dielectric constant at 60 Hz It can be 2-5 days.

한 구체예에서 상기 자가복원캡슐은 평균크기가 50~300㎛일 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsules may have an average size of 50 to 300 μm.

한 구체예에서 상기 자가복원캡슐은 상기 복원제 및 외벽을 2:1~5:1 중량비로 포함할 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsule may include the restoring agent and the outer wall in a weight ratio of 2:1 to 5:1.

한 구체예에서 상기 외벽은 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드), UF(우레아-포름알데히드), 에폭시, 폴리우레탄 및 실리카 코팅된 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the outer wall may include one or more of MUF (melamine-urea-formaldehyde), UF (urea-formaldehyde), epoxy, polyurethane and silica coated MUF (melamine-urea-formaldehyde). .

본 발명에 따른 전력케이블 접속함용 절연조성물은 내절연성 및 기계적 물성이 우수하고, 절연 손상 발생시 자가 복원성이 우수하며, 상기 접속함용 절연조성물의 제조시 혼합성 및 분산성이 우수하고, 접속함용 부재의 신뢰성이 우수하며, 유지 및 보수 비용을 최소화할 수 있다.The insulation composition for a power cable junction box according to the present invention has excellent insulation resistance and mechanical properties, excellent self-recovery property when insulation damage occurs, excellent mixing and dispersibility when manufacturing the insulation composition for a junction box, and Reliability is excellent, and maintenance and repair costs can be minimized.

도 1(a)는 본 발명의 수지 매트릭스가 손상되어 발생하는 전기적 트리를 나타낸 모식도이고, 도 1(b)는 수지 매트릭스의 손상이 자가복원되는 것을 나타낸 모식도이다.
도 2(a)는 본 발명의 한 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이며, 도 2(b)는 본 발명의 다른 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이며, 도 2(c)는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이다.
도 3(a)는 본 발명의 한 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이며, 도 3(b)는 본 발명의 다른 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이다.
도 4(a)는 실시예 절연조성물의 전기트리 발생 직후를 나타낸 것이며, 도 4(b)는 실시예 절연조성물에 발생한 전기트리의 자가 복원 후를 나타낸 사진이다.
FIG. 1(a) is a schematic diagram showing an electrical tree generated when the resin matrix of the present invention is damaged, and FIG. 1(b) is a schematic diagram showing self-restoration of damage to the resin matrix.
Figure 2 (a) shows the insulation of the power cable junction box according to one embodiment of the present invention, Figure 2 (b) shows the insulation of the power cable junction box according to another embodiment of the present invention, Figure 2 (c ) represents the insulation of the power cable junction box according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 (a) shows the insulation of the power cable junction box according to one embodiment of the present invention, Figure 3 (b) shows the insulation of the power cable junction box according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 (a) shows the electric tree immediately after generation of the insulating composition of the embodiment, Figure 4 (b) is a photograph showing the self-restoration of the electric tree generated in the insulating composition of the embodiment.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator, so the definitions should be made based on the content throughout this specification describing the present invention.

전력케이블 접속함용 절연조성물Insulation composition for power cable junction box

본 발명의 하나의 관점은 전력케이블 접속함용 절연조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 전력케이블 접속함용 절연조성물은 수지 매트릭스 97~99.5 중량%; 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 자가복원캡슐 0.5~3 중량%;를 포함하며, 상기 수지 매트릭스는 실리콘계 수지 및 아민계 경화제를 포함하고, 상기 자가복원캡슐은 복원제 및 상기 복원제를 담지하는 외벽을 포함하며, 상기 복원제는 에폭시계 수지를 포함한다.One aspect of the present invention relates to an insulating composition for a power cable junction box. In one embodiment, the insulation composition for the power cable junction box includes 97 to 99.5% by weight of a resin matrix; and 0.5 to 3% by weight of a self-healing capsule dispersed in the resin matrix, wherein the resin matrix includes a silicone-based resin and an amine-based curing agent, and the self-healing capsule has a restoring agent and an outer wall supporting the restoring agent. Including, the restoration agent includes an epoxy-based resin.

도 1(a)는 본 발명의 수지 매트릭스가 손상되어 발생하는 전기적 트리를 나타낸 모식도이고, 도 1(b)는 수지 매트릭스의 손상이 자가복원되는 것을 나타낸 모식도이다.FIG. 1(a) is a schematic diagram showing an electrical tree generated when the resin matrix of the present invention is damaged, and FIG. 1(b) is a schematic diagram showing self-restoration of damage to the resin matrix.

상기 절연조성물의 수지 매트릭스에 발생한 전기 트리(T)는 결함의 형상 및 크기, 인가된 전압에 따라 여러 가지 형태로 성장하며, 높은 전기 에너지로 인해 절연조성물이 분해되어 미세한 공간(crack)을 형성하고, 이후 공간 내에서 국부집중방전이 발생되어 트리가 진전하게 된다. 즉, 초기 발생된 전기트리 공간을 제어함으로서 국부방전을 저감할 수 있으며, 전기트리 진전을 방해 또는 정지시킬 수 있다.The electric tree (T) generated in the resin matrix of the insulating composition grows in various forms depending on the shape and size of the defect and the applied voltage, and the insulating composition is decomposed due to high electric energy to form a fine space (crack), After that, a localized discharge occurs in the space and the tree advances. That is, by controlling the initially generated electric tree space, local discharge can be reduced, and the progress of the electric tree can be hindered or stopped.

상기 도 1(a) 및 도 1(b)를 참조하면, 수지 매트릭스(20)가 손상되어 발생하는 전기적 트리(T)에 의해 자가복원캡슐(10) 외벽이 파괴되어 상기 복원제가 방출되어, 상기 경화제와 접촉하여, 수지 매트릭스(20)의 전기적 트리에 의한 손상을 자가복원하게 된다. 즉, 절연조성물의 수지 매트릭스에서 발생된 전기트리가 상기 자가복원캡슐과 접촉하게 되면, 전기에너지에 의해 외벽이 파괴되면서 캡슐 내부의 에폭시계 수지를 포함하는 복원제가 모세관 효과에 의해 상기 전기트리 내부로 이동하여 공간을 충전하게 된다. 상기 절연 조성물의 수지 매트릭스에는 상기 에폭시계 수지를 경화시킬 수 있는 아민계 경화제가 포함되어, 상기 복원제를 연쇄적으로 경화시킬 수 있다.Referring to FIGS. 1(a) and 1(b), the outer wall of the self-healing capsule 10 is destroyed by the electrical tree T generated when the resin matrix 20 is damaged, and the restoring agent is released, In contact with the curing agent, damage caused by the electrical tree of the resin matrix 20 is self-repaired. That is, when the electric tree generated in the resin matrix of the insulating composition comes into contact with the self-healing capsule, the outer wall is destroyed by electric energy, and the restoring agent containing the epoxy-based resin inside the capsule is introduced into the electric tree by the capillary effect. It moves and fills the space. The resin matrix of the insulating composition includes an amine-based curing agent capable of curing the epoxy-based resin, so that the restoring agent can be cured in chain.

한 구체예에서 상기 수지 매트릭스는 상기 절연조성물 전체중량에 대하여 97~99.5 중량% 포함된다. 상기 수지 매트릭스를 97 중량% 미만으로 포함시 상기 절연조성물의 절연강도가 저하되며, 99.5 중량%를 초과하여 포함시 상기 절연조성물의 전기적 손상시 자가복원효과가 저하될 수 있다.In one embodiment, the resin matrix is included in an amount of 97 to 99.5% by weight based on the total weight of the insulating composition. When the resin matrix is included in an amount of less than 97% by weight, the insulation strength of the insulation composition is reduced, and when it is included in an amount exceeding 99.5% by weight, the self-healing effect of the insulation composition when electrically damaged may be deteriorated.

한 구체예에서 상기 자가복원캡슐은 상기 절연조성물 전체 중량에 대하여 0.5~3 중량% 포함된다. 상기 자가복원캡슐을 0.5 중량% 미만으로 포함시 상기 절연조성물의 전기적 손상시 전기트리의 진전을 효과적으로 방지하지 못하여, 자가복원 효과가 저하되고, 3 중량%를 초과하여 포함시 상기 절연조성물의 혼합성 및 분산성이 저하되고, 절연조성물의 절연강도가 저하될 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsule is included in an amount of 0.5 to 3% by weight based on the total weight of the insulating composition. When the self-healing capsule is contained in an amount of less than 0.5% by weight, the propagation of the electric tree cannot be effectively prevented when the insulating composition is electrically damaged, and the self-healing effect is reduced. And dispersibility is lowered, and the insulating strength of the insulating composition may be lowered.

한 구체예에서 상기 실리콘계 수지는 실리콘 수지 및 실리콘 엘라스토머 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 수지를 포함시, 절연 성능과 기계적 강도가 우수할 수 있다.In one embodiment, the silicone-based resin may include at least one of a silicone resin and a silicone elastomer. When the silicone-based resin is included, insulation performance and mechanical strength may be excellent.

상기 아민계 경화제는 상기 에폭시계 수지를 포함하는 복원제와 가교반응하여 에폭시계 수지를 경화시킨다. 아민계 경화제와 에폭시계 수지가 반응하여 생성되는 가교 구조에 의해 에폭시가 경화하며 가교반응으로 인해 구조가 치밀해지므로 상기 절연조성물의 절연강도 개선효과가 우수할 수 있다.The amine-based curing agent cures the epoxy-based resin by a cross-linking reaction with the restoring agent containing the epoxy-based resin. Epoxy is hardened by a crosslinking structure generated by the reaction between an amine-based curing agent and an epoxy-based resin, and the structure becomes dense due to the crosslinking reaction, so that the insulating composition may have an excellent effect of improving the insulating strength.

한 구체예에서 상기 실리콘계 수지 및 아민계 경화제는 1:0.5~1:2 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량비로 포함시 본 발명의 절연 성능과 기계적 강도가 우수하며, 에폭시계 수지를 포함하는 복원제를 용이하게 경화시켜 전기적 손상 발생 자가복원 효율성이 우수할 수 있다. 예를 들면 1:1~1:1.5 중량비로 포함될 수 있다.In one embodiment, the silicone-based resin and the amine-based curing agent may be included in a weight ratio of 1:0.5 to 1:2. When included in the above weight ratio, the insulation performance and mechanical strength of the present invention are excellent, and the self-restoration efficiency of electrical damage may be excellent by easily curing the restoration agent containing the epoxy resin. For example, it may be included in a weight ratio of 1:1 to 1:1.5.

상기 자가복원캡슐은 구형, 타원체형, 다면체형 또는 부정형일 수 있다.The self-healing capsule may be spherical, ellipsoidal, polyhedral or irregular.

한 구체예에서 자가복원캡슐은 평균크기가 50~300㎛ 일 수 있다. 상기 평균크기 범위에서 상기 절연조성물의 혼합성 및 성형성이 우수할 수 있다. 본 명세서에서 상기 크기는, 상기 자가복원캡슐의 최대 길이 또는 직경일 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsules may have an average size of 50 to 300 μm. Mixability and moldability of the insulating composition may be excellent within the average size range. In the present specification, the size may be the maximum length or diameter of the self-recovering capsule.

한 구체예에서 상기 에폭시계 수지는 60Hz에서의 유전율이 2~5일 수 있다. 상기 조건에서 절연 성능을 유지하며 전기적 손상을 복원하는 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 에폭시계 수지는 60 Hz에서의 유전율이 2~5일 수 있다.In one embodiment, the epoxy-based resin may have a permittivity of 2 to 5 at 60 Hz. In the above conditions, the effect of restoring electrical damage while maintaining insulation performance may be excellent. For example, the epoxy-based resin may have a permittivity of 2 to 5 at 60 Hz.

한 구체예에서 상기 외벽은 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드), UF(우레아-포름알데히드), 에폭시, 폴리우레탄 및 실리카 코팅된 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 외벽을 포함시, 상기 자가복원캡슐의 내구성이 우수하면서, 전기적 손상시 전기트리에 의해 쉽게 파괴되어 내부의 복원제가 용이하게 방출될 수 있다.In one embodiment, the outer wall may include one or more of MUF (melamine-urea-formaldehyde), UF (urea-formaldehyde), epoxy, polyurethane and silica coated MUF (melamine-urea-formaldehyde). . When the outer wall is included, the durability of the self-healing capsule is excellent, and when electrically damaged, it is easily destroyed by an electric tree and the restoring agent inside can be easily released.

한 구체예에서 상기 자가복원캡슐은 상기 복원제 및 외벽을 2:1~5:1 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시 상기 자가복원캡슐이 용이하게 성형되며, 구조적 안정성 및 내구성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsule may include the restoring agent and the outer wall in a weight ratio of 2:1 to 5:1. When included in the weight ratio, the self-healing capsule can be easily molded, and has excellent structural stability and durability.

한 구체예에서 상기 절연조성물은 하기 식 1에 의한 절연강도 변화율이 15% 이하 일 수 있다:In one embodiment, the insulation composition may have a rate of change in dielectric strength of 15% or less by Equation 1 below:

[식 1][Equation 1]

절연강도 변화율(%) = |((A2-A1)/A1)| X 100Dielectric strength change rate (%) = |((A2-A1)/A1)| X 100

(상기 식 1에서, A1은 IEC 60243 기준에 의거하여 측정된 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 미포함시 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이며, 상기 A2는 IEC 60243 기준에 의거하여 측정된 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 포함한 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이다)(In Equation 1, A1 is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition when the self-healing capsule and the amine-based curing agent are not included, measured in accordance with the IEC 60243 standard, and A2 is the self measured in accordance with the IEC 60243 standard It is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition including the recovery capsule and the amine-based curing agent)

상기 조건에서, 자가복원성이 우수하면서, 상기 전력케이블 접속함용 절연조성물에 사용하기 적합한 절연강도를 확보할 수 있다. 예를 들면 상기 절연강도 변화율은 0.01~5% 일 수 있다.Under the above conditions, it is possible to secure insulation strength suitable for use in the insulation composition for the power cable junction box while being excellent in self-restoration property. For example, the dielectric strength change rate may be 0.01 to 5%.

한 구체예에서 상기 전력케이블 접속함은 한 쌍의 전력케이블 도체의 단부를 둘러싸며, 상기 도체를 전기적으로 연결시키는 접속부; 및 상기 한 쌍의 전력케이블의 도체 및 절연층, 및 접속부와 접촉하는 하나 이상의 반도전성 고무 유닛;을 포함할 수 있다. In one embodiment, the power cable junction box surrounds the ends of a pair of power cable conductors and includes a connection portion electrically connecting the conductors; and at least one semi-conductive rubber unit contacting the conductor and insulating layer of the pair of power cables and the connection part.

상기 반도전성 고무 유닛은 접속부 및 전력케이블의 도체와 전기적으로 연결되는 고압전극(electrode) 역할 또는 전계가 국부적으로 집중되지 않고 분산되도록 하는 역할을 할 수 있다.The semi-conductive rubber unit may serve as a high-voltage electrode electrically connected to the connection part and the conductor of the power cable or to disperse the electric field without local concentration.

한 구체예에서 상기 반도전성 고무 유닛의 외주면에 형성되는 절연 고무 유닛;을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, an insulating rubber unit formed on an outer circumferential surface of the semiconductive rubber unit may be further included.

본 발명의 절연조성물은, 상기 반도전성 고무 유닛의 표면, 이격 배치된 반도전성 고무 유닛 사이의 공간에 도포되어 절연층을 형성할 수 있다.The insulating composition of the present invention may be applied to the surface of the semiconductive rubber unit and to the space between the spaced apart semiconductive rubber units to form an insulating layer.

도 2(a)는 본 발명의 한 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이며, 도 2(b)는 본 발명의 다른 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이며, 도 2(c)는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이다.Figure 2 (a) shows the insulation of the power cable junction box according to one embodiment of the present invention, Figure 2 (b) shows the insulation of the power cable junction box according to another embodiment of the present invention, Figure 2 (c ) represents the insulation of the power cable junction box according to another embodiment of the present invention.

상기 도 2(a)를 참조하면, 절연부(200)는 반도전성 고무 유닛(100), 반도전성 고무 유닛(100)의 표면에 절연조성물을 도포하여 형성된 절연층(110), 및 절연층(110)의 외주면에 형성된 절연 고무 유닛(120)을 포함할 수 있다. 상기와 같이 절연조성물을 도포시, 사용량을 최소화할 수 있다.Referring to FIG. 2(a), the insulating unit 200 includes a semiconductive rubber unit 100, an insulating layer 110 formed by applying an insulating composition on the surface of the semiconductive rubber unit 100, and an insulating layer ( 110) may include an insulating rubber unit 120 formed on an outer circumferential surface thereof. When applying the insulating composition as described above, the amount of use can be minimized.

상기 도 2(b)를 참조하면 절연부(201)는, 서로 이격 배치된 반도전성 고무 유닛 사이(100)의 공간인 전계 집중부위(E)에 절연조성물을 도포하여 절연층(110)이 형성되며, 절연층(110) 및 반도전성 고무 유닛(110)의 외주면에 절연 고무 유닛(120)이 형성될 수 있다. 상기 전계 집중부위는, 고장 발생 가능성이 높은 부위이다.Referring to FIG. 2(b), in the insulating part 201, an insulating layer 110 is formed by applying an insulating composition to an electric field concentration region E, which is a space between semiconducting rubber units 100 spaced apart from each other. In addition, the insulating rubber unit 120 may be formed on the outer circumferential surfaces of the insulating layer 110 and the semiconductive rubber unit 110 . The electric field concentration region is a region with a high possibility of occurrence of failure.

상기 도 2(c)를 참조하면 절연부(202)는, 반도전성 고무 유닛(100) 및 반도전성 고무 유닛을을 감싸도록 절연조성물을 도포하여 형성된 절연층(110)을 포함할 수 있다. 상기와 같이 형성시 성형 편의성이 우수할 수 있다.Referring to FIG. 2(c), the insulation unit 202 may include a semiconductive rubber unit 100 and an insulation layer 110 formed by applying an insulation composition to surround the semiconductive rubber unit. Molding convenience may be excellent when formed as described above.

또한 도 3(a)는 본 발명의 한 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이며, 도 3(b)는 본 발명의 다른 구체예에 따른 전력케이블 접속함의 절연부를 나타낸 것이다.In addition, FIG. 3 (a) shows an insulation portion of a power cable junction box according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 (b) shows an insulation portion of a power cable junction box according to another embodiment of the present invention.

상기 도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 전력케이블 중간 접속함의 절연부(300)는, 반도전성 고무 유닛(102), 반도전성 고무 유닛(102)의 표면에 형성된 절연고무 유닛; 및 상기 절연고무 유닛의 표면에 절연조성물을 도포하여 형성된 절연층(112)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3(a), the insulator 300 of the power cable junction box of the present invention includes a semiconductive rubber unit 102, an insulating rubber unit formed on the surface of the semiconductive rubber unit 102; and an insulating layer 112 formed by applying an insulating composition to a surface of the insulating rubber unit.

상기 도 3(b)를 참조하면, 본 발명의 전력케이블 종단 접속함의 절연부(301)는 반도전성 고무 유닛(102), 반도전성 고무 유닛(102)의 표면에 형성된 절연고무 유닛; 및 상기 절연고무 유닛의 표면에 절연조성물을 도포하여 형성된 절연층(112)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3(b), the insulator 301 of the power cable termination box of the present invention includes a semiconductive rubber unit 102, an insulating rubber unit formed on the surface of the semiconductive rubber unit 102; and an insulating layer 112 formed by applying an insulating composition to a surface of the insulating rubber unit.

한 구체예에서 본 발명의 절연조성물은, 중간접속함의 유닛 및 종단 접속함의 응력 스트레스 콘의 절연부위 등에 적용할 수 있다.In one specific embodiment, the insulating composition of the present invention can be applied to the insulation portion of the unit of junction box and the stress stress cone of termination box.

전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법Manufacturing method of insulation composition for power cable junction box

본 발명의 다른 관점은 상기 전력케이블 접속함용 절연조성물의 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 전력케이블 접속함용 절연조성물의 제조방법은 실리콘계 수지 및 자가복원캡슐을 포함하는 제1 혼합물과, 아민계 경화제 및 자가복원캡슐을 포함하는 제2 혼합물을 혼합하는 단계;를 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a method for manufacturing the insulating composition for the power cable junction box. In one embodiment, a method of manufacturing an insulation composition for a power cable junction box includes mixing a first mixture including a silicone-based resin and a self-healing capsule with a second mixture including an amine-based curing agent and a self-healing capsule.

상기 절연조성물은 수지 매트릭스 97~99.5 중량%; 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 자가복원캡슐 0.5~3 중량%;를 포함하며, 상기 수지 매트릭스는 실리콘계 수지 및 아민계 경화제를 포함하고, 상기 자가복원캡슐은 복원제 및 상기 복원제가 담지된 외벽을 포함하며, 상기 복원제는 에폭시계 수지를 포함한다.The insulating composition comprises 97 to 99.5% by weight of a resin matrix; and 0.5 to 3% by weight of a self-healing capsule dispersed in the resin matrix, wherein the resin matrix includes a silicone-based resin and an amine-based curing agent, and the self-healing capsule includes a restoring agent and an outer wall on which the restoring agent is supported. And, the restoration agent includes an epoxy resin.

상기 절연조성물의 구성성분은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.Since the components of the insulating composition may be the same as those described above, a detailed description thereof will be omitted.

상기 자가복원캡슐은 상기 수지 매트릭스가 손상되어 발생하는 전기적 트리(tree)에 의해 외벽이 파괴되어 상기 복원제가 방출되어, 상기 경화제와 접촉하여, 수지 매트릭스의 손상을 복원한다.The outer wall of the self-healing capsule is destroyed by an electrical tree generated when the resin matrix is damaged, and the restoring agent is released to contact the curing agent to restore damage to the resin matrix.

한 구체예에서 상기 제1 혼합물 및 제2 혼합물은 1:0.5~1:2 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량비로 포함시 본 발명의 절연 성능과 기계적 강도가 우수하며, 에폭시계 수지를 포함하는 복원제를 용이하게 경화시켜 전기적 손상 발생 자가복원 효율성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 혼합물 및 제2 혼합물은 1:1~1:1.5 중량비로 포함될 수 있다.In one embodiment, the first mixture and the second mixture may be included in a weight ratio of 1:0.5 to 1:2. When included in the above weight ratio, the insulation performance and mechanical strength of the present invention are excellent, and the self-restoration efficiency of electrical damage may be excellent by easily curing the restoration agent containing the epoxy resin. For example, the first mixture and the second mixture may be included in a weight ratio of 1:1 to 1:1.5.

한 구체예에서 상기 에폭시계 수지는 60Hz에서의 유전율이 2~5일 수 있다.In one embodiment, the epoxy-based resin may have a permittivity of 2 to 5 at 60 Hz.

상기 자가복원캡슐은 통상적인 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들면 상기 자가복원캡슐은 물, 요소(urea), 외벽강화제, 암모늄 및 에틸 메타아크릴레이트(EMA)를 포함하는 혼합물의 pH를 조절하여 외벽을 형성하고; 상기 혼합물에 에폭시계 수지를 포함하는 복원제를 첨가하여 교반하여 1차 교반물을 제조하고; 상기 교반물에 포름알데히드를 첨가하고 교반하여 2차 교반물을 제조하고; 그리고 상기 2차 교반물에 침전된 자가복원캡슐을 수득하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.The self-healing capsule can be prepared using a conventional method. For example, the self-healing capsule forms an outer wall by adjusting the pH of a mixture containing water, urea, an outer wall reinforcing agent, ammonium and ethyl methacrylate (EMA); preparing a first stirring product by adding and stirring a restoring agent containing an epoxy resin to the mixture; adding formaldehyde to the agitated product and stirring to prepare a secondary agitated product; And obtaining a self-restoring capsule precipitated in the secondary agitation; can be prepared including.

상기 자가복원캡슐은 구형, 타원체형, 다면체형 또는 부정형일 수 있다.The self-healing capsule may be spherical, ellipsoidal, polyhedral or irregular.

한 구체예에서 자가복원캡슐은 평균크기가 50~300㎛ 일 수 있다. 상기 평균크기 범위에서 상기 절연조성물의 혼합성 및 성형성이 우수할 수 있다. 본 명세서에서 상기 크기는, 상기 자가복원캡슐의 최대 길이 또는 직경일 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsules may have an average size of 50 to 300 μm. Mixability and moldability of the insulating composition may be excellent within the average size range. In the present specification, the size may be the maximum length or diameter of the self-recovering capsule.

한 구체예에서 상기 에폭시계 수지는 60Hz에서의 유전율이 2~5일 수 있다. 상기 조건에서 절연 성능을 유지하며 전기적 손상을 복원하는 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 에폭시계 수지는 60 Hz에서의 유전율이 2~5일 수 있다.In one embodiment, the epoxy-based resin may have a permittivity of 2 to 5 at 60 Hz. In the above conditions, the effect of restoring electrical damage while maintaining insulation performance may be excellent. For example, the epoxy-based resin may have a permittivity of 2 to 5 at 60 Hz.

한 구체예에서 상기 외벽은 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드), UF(우레아-포름알데히드), 에폭시, 폴리우레탄 및 실리카 코팅된 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 외벽을 포함시, 상기 자가복원캡슐의 내구성이 우수하면서, 전기적 손상시 전기트리에 의해 쉽게 파괴되어 내부의 복원제가 용이하게 방출될 수 있다.In one embodiment, the outer wall may include one or more of MUF (melamine-urea-formaldehyde), UF (urea-formaldehyde), epoxy, polyurethane and silica coated MUF (melamine-urea-formaldehyde). . When the outer wall is included, the durability of the self-healing capsule is excellent, and when electrically damaged, it is easily destroyed by an electric tree and the restoring agent inside can be easily released.

한 구체예에서 상기 자가복원캡슐은 상기 복원제 및 외벽을 2:1~5:1 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시 상기 자가복원캡슐이 용이하게 성형되며, 구조적 안정성 및 내구성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the self-healing capsule may include the restoring agent and the outer wall in a weight ratio of 2:1 to 5:1. When included in the weight ratio, the self-healing capsule can be easily molded, and has excellent structural stability and durability.

본 발명에 따른 전력케이블 접속함용 절연조성물은 내절연성 및 기계적 물성이 우수하고, 절연 손상 발생시 자가 복원성이 우수하며, 상기 접속함용 절연조성물의 제조시 혼합성 및 분산성이 우수하고, 접속함용 부재의 신뢰성이 우수하며, 유지 및 보수 비용을 최소화할 수 있다.The insulation composition for a power cable junction box according to the present invention has excellent insulation resistance and mechanical properties, excellent self-recovery property when insulation damage occurs, excellent mixing and dispersibility when manufacturing the insulation composition for a junction box, and Reliability is excellent, and maintenance and repair costs can be minimized.

전력케이블 접속함의 제조시 발생할 수 있는 내부 및 외부 스크래치 등과 같은 Human Error에 대한 대책 기술 확보가 가능하여, 전기트리 현상을 최소화할 수 있는 자가 복원성이 우수한 자가복원캡슐을 수지 매트릭스 내에 포함시킴으로써 고기능성, 고안정성 송전계통의 케이블 시스템을 구축할 수 있다. 특히, PMJ(Premolded Joint)와 같이 공장에서 사전에 품질 신뢰성을 평가한 후 현장에서 간편하게 조립할 수 있는 새로운 형태의 접속함에 대한 기술력에 본 발명의 절연조성물을 적용시, 송전망의 품질 신뢰성 및 유지 보수 측면에서 또한 유리할 것으로 예상된다.It is possible to secure technology for countermeasures against human errors such as internal and external scratches that may occur during the manufacture of power cable junction boxes, and by including self-healing capsules with excellent self-healing properties that can minimize the electric tree phenomenon in the resin matrix, high functionality, A cable system of a high-stability transmission system can be constructed. In particular, when the insulation composition of the present invention is applied to the technology of a new type of junction box that can be easily assembled on site after evaluating the quality reliability in advance at the factory, such as PMJ (Premolded Joint), the quality reliability and maintenance aspects of the transmission network is also expected to benefit from

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention by this in any sense. Contents not described herein can be technically inferred by those skilled in the art, so descriptions thereof will be omitted.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예Example

60Hz에서의 유전율이 2~5인 에폭시계 수지(Epon826, Hexion)를 포함하는 복원제와, 상기 복원제를 담지하는 외벽(우레아-포름알데히드 포함)을 포함하는, 평균입경: 300㎛인 구형의 자가복원캡슐(복원제:외벽=2:1~5:1 중량비)을 공지된 방법으로 제조하였다.A spherical shape having an average particle diameter of 300 μm, including a restoring agent containing an epoxy-based resin (Epon826, Hexion) having a permittivity of 2 to 5 at 60 Hz, and an outer wall (including urea-formaldehyde) supporting the restoring agent. Self-healing capsules (restoring agent: outer wall = 2: 1 to 5: 1 weight ratio) were prepared by a known method.

그 다음에, 실리콘계 수지로(액상의 실리콘 엘라스토머)(SL8640, KCC) 및 상기 자가복원캡슐을 믹서로 혼합하여 제조된 제1 혼합물과, 아민계 경화제(Jeffamine, HUNTSMAN) 및 상기 자가복원캡슐을 믹서로 혼합하여 제조된 제2 혼합물을 1:1 중량비로 스테틱 믹서(Static Mixer)를 이용하여 혼합하여 절연조성물을 제조하였다. 상기 제조된 절연조성물은 수지 매트릭스 97~99.5 중량%; 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 자가복원캡슐 0.5~3 중량%;를 포함하며, 상기 수지 매트릭스는 상기 실리콘계 수지 및 아민계 경화제를 1:1 중량비로 포함하였다.Then, a first mixture prepared by mixing a silicone-based resin (liquid silicone elastomer) (SL8640, KCC) and the self-healing capsules with a mixer, an amine-based curing agent (Jeffamine, HUNTSMAN) and the self-healing capsules in a mixer The insulating composition was prepared by mixing the second mixture prepared by mixing with a static mixer in a weight ratio of 1: 1 using a static mixer. The prepared insulating composition includes 97 to 99.5% by weight of a resin matrix; and 0.5 to 3% by weight of self-healing capsules dispersed in the resin matrix, wherein the resin matrix includes the silicone-based resin and the amine-based curing agent in a weight ratio of 1:1.

비교예 1Comparative Example 1

자가복원 캡슐과 아민계 경화제를 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 절연조성물을 제조하였다.An insulating composition was prepared in the same manner as in the above example, except that the self-healing capsule and the amine-based curing agent were not included.

비교예 2Comparative Example 2

상기 절연조성물 전체 중량에 대하여 자가복원캡슐 5.0 중량%를 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 절연조성물을 제조하였다.An insulating composition was prepared in the same manner as in the above example, except that 5.0% by weight of the self-healing capsule was applied to the total weight of the insulating composition.

비교예 3Comparative Example 3

상기 절연조성물 전체 중량에 대하여 자가복원캡슐 10.0 중량%를 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 절연조성물을 제조하였다.An insulating composition was prepared in the same manner as in the above example, except that 10.0% by weight of the self-healing capsule was applied to the total weight of the insulating composition.

상기 실시예 및 비교예 1~3에 대하여 하기와 같은 방법으로 물성을 측정하였다.The physical properties of the Examples and Comparative Examples 1 to 3 were measured in the following manner.

(1) 절연강도(절연파괴강도)(kV/mm) 및 절연강도 변화율(%): IEC 60243 기준에 의거하여 측정하였으며, 하기 식 1에 의한 절연강도 변화율을 계산하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다:(1) Dielectric strength (dielectric breakdown strength) (kV/mm) and dielectric strength change rate (%): Measured in accordance with IEC 60243 standards, and calculated the dielectric strength change rate according to Equation 1 below, and the results are shown in Table 1 below showed:

[식 1][Equation 1]

절연강도 변화율(%) = |((A2-A1)/A1)| X 100Dielectric strength change rate (%) = |((A2-A1)/A1)| X 100

(상기 A1은 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 미포함시 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이며, 상기 A2는 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 포함하는 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이다).(A1 is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition when the self-healing capsule and amine-based curing agent are not included, and A2 is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition including the self-healing capsule and the amine-based curing agent. ).

(2) 전기트리 평균 진전속도(mm/min): 실시예 및 비교예 1~3의 절연조성물의 전기적 트리(tree) 발생시, 전기 트리의 평균 진전 속도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.(2) Average propagation speed of electric tree (mm/min): When an electric tree is generated in the insulating compositions of Examples and Comparative Examples 1 to 3, the average propagation speed of the electric tree is measured and shown in Table 1 below.

Figure 112021008790775-pat00001
Figure 112021008790775-pat00001

하기 도 4(a)는 실시예 절연조성물의 전기트리 발생 직후를 나타낸 것이며, 도 4(b)는 실시예 절연조성물에 발생한 전기트리의 자가 복원 후를 나타낸 사진이다. 상기 표 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예의 절연 조성물은 실리콘계 수지만을 적용한 비교예 1과, 본 발명의 자가복원캡슐 함량 조건을 벗어난 비교예 2~3에 비해 절연내력 성능과 전기트리 진전속도의 지연효과가 우수함을 알 수 있었다.FIG. 4(a) is a picture immediately after the electric tree is generated in the insulating composition of the example, and FIG. 4(b) is a photograph showing the self-restoration of the electric tree generated in the insulating composition of the example. Referring to Table 1 and FIG. 4, the insulating composition of the embodiment of the present invention has dielectric strength performance and electrical strength compared to Comparative Example 1 using only a silicone-based resin and Comparative Examples 2 to 3 outside the self-healing capsule content condition of the present invention. It was found that the delay effect of the tree propagation speed was excellent.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at mainly through embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.

10: 자가복원캡슐 20: 수지 매트릭스
100, 102: 반도전성 고무 유닛 110, 112: 절연층
120: 절연 고무 유닛 200, 201, 202: 절연부
300, 301: 절연부
10: self-healing capsule 20: resin matrix
100, 102: semi-conductive rubber unit 110, 112: insulating layer
120: insulating rubber unit 200, 201, 202: insulator
300, 301: insulator

Claims (12)

수지 매트릭스 97~99.5 중량%; 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 자가복원캡슐 0.5~3 중량%;를 포함하며,
상기 수지 매트릭스는 실리콘계 수지 및 아민계 경화제를 1:1~1:1.5 중량비로 포함하고,
상기 자가복원캡슐은 복원제 및 상기 복원제를 담지하는 외벽을 포함하며,
상기 복원제는 에폭시계 수지를 포함하고,
상기 자가복원캡슐은 상기 수지 매트릭스가 손상되어 발생하는 전기적 트리(tree)에 의해 외벽이 파괴되어 상기 복원제가 방출되어, 상기 경화제와 접촉하여, 수지 매트릭스의 손상을 복원하는 전력케이블 접속함용 절연조성물이며,
상기 절연조성물은 하기 식 1에 의한 절연강도 변화율이 5% 이하인 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물:
[식 1]
절연강도 변화율(%) = |((A2-A1)/A1)| X 100
(상기 식 1에서, A1은 IEC 60243 기준에 의거하여 측정된 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 미포함시 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이며, 상기 A2는 IEC 60243 기준에 의거하여 측정된 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 포함한 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이다).
97-99.5% by weight of a resin matrix; And 0.5 to 3% by weight of self-healing capsules dispersed in the resin matrix;
The resin matrix includes a silicone-based resin and an amine-based curing agent in a weight ratio of 1:1 to 1:1.5,
The self-healing capsule includes a restoring agent and an outer wall supporting the restoring agent,
The restoring agent includes an epoxy-based resin,
The self-healing capsule is an insulating composition for a power cable junction box in which the outer wall is destroyed by an electrical tree caused by damage to the resin matrix, the restoring agent is released, and it contacts the curing agent to restore damage to the resin matrix. ,
The insulation composition for a power cable junction box, characterized in that the change rate of the insulation strength by the following formula 1 is 5% or less:
[Equation 1]
Dielectric strength change rate (%) = |((A2-A1)/A1)| X 100
(In Equation 1, A1 is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition when the self-healing capsule and the amine-based curing agent are not included, measured in accordance with the IEC 60243 standard, and A2 is the self measured in accordance with the IEC 60243 standard It is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition including the recovery capsule and the amine-based curing agent).
제1항에 있어서, 상기 에폭시계 수지는 60Hz에서의 유전율이 2~5인 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물.
The method of claim 1, wherein the epoxy-based resin has a dielectric constant at 60Hz Insulation composition for power cable junction box, characterized in that 2 to 5.
제1항에 있어서, 상기 자가복원캡슐은 평균입경이 50~300㎛인 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물.
The insulation composition for a power cable junction box according to claim 1, wherein the self-healing capsule has an average particle diameter of 50 to 300 μm.
제1항에 있어서, 상기 자가복원캡슐은 상기 복원제 및 외벽을 2:1~5:1 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물.
The insulation composition for a power cable junction box according to claim 1, wherein the self-healing capsule contains the restoring agent and the outer wall in a weight ratio of 2:1 to 5:1.
제1항에 있어서, 상기 외벽은 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드), UF(우레아-포름알데히드), 에폭시, 폴리우레탄 및 실리카 코팅된 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물.
The method of claim 1, wherein the outer wall comprises at least one of MUF (melamine-urea-formaldehyde), UF (urea-formaldehyde), epoxy, polyurethane, and silica-coated MUF (melamine-urea-formaldehyde). Insulation composition for power cable junction box, characterized in that.
삭제delete 실리콘계 수지 및 자가복원캡슐을 포함하는 제1 혼합물과, 아민계 경화제 및 자가복원캡슐을 포함하는 제2 혼합물을 혼합하는 단계;를 포함하는 전력케이블 접속함용 절연조성물의 제조방법이며,
상기 절연조성물은 수지 매트릭스 97~99.5 중량%; 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 자가복원캡슐 0.5~3 중량%;를 포함하며,
상기 수지 매트릭스는 실리콘계 수지 및 아민계 경화제를 1:1~1:1.5 중량비로 포함하고,
상기 자가복원캡슐은 복원제 및 상기 복원제가 담지된 외벽을 포함하며,
상기 복원제는 에폭시계 수지를 포함하고,
상기 자가복원캡슐은 상기 수지 매트릭스가 손상되어 발생하는 전기적 트리(tree)에 의해 외벽이 파괴되어 상기 복원제가 방출되어, 상기 경화제와 접촉하여, 수지 매트릭스의 손상을 복원하는 것이며,
상기 절연조성물은 하기 식 1에 의한 절연강도 변화율이 5% 이하인 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법:
[식 1]
절연강도 변화율(%) = |((A2-A1)/A1)| X 100
(상기 식 1에서, A1은 IEC 60243 기준에 의거하여 측정된 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 미포함시 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이며, 상기 A2는 IEC 60243 기준에 의거하여 측정된 자가복원캡슐 및 아민계 경화제를 포함한 절연조성물의 절연강도(kV/mm)이다).
Mixing a first mixture containing a silicone-based resin and a self-healing capsule with a second mixture containing an amine-based curing agent and a self-healing capsule; A method for manufacturing an insulation composition for a power cable junction box,
The insulating composition comprises 97 to 99.5% by weight of a resin matrix; And 0.5 to 3% by weight of self-healing capsules dispersed in the resin matrix;
The resin matrix includes a silicone-based resin and an amine-based curing agent in a weight ratio of 1:1 to 1:1.5,
The self-healing capsule includes a restoring agent and an outer wall on which the restoring agent is supported,
The restoring agent includes an epoxy resin,
The outer wall of the self-healing capsule is destroyed by an electrical tree generated when the resin matrix is damaged, and the restoring agent is released to contact the curing agent to restore damage to the resin matrix,
The method of manufacturing an insulating composition for a power cable junction box, characterized in that the insulating composition has a change rate of 5% or less in insulation strength according to the following formula 1:
[Equation 1]
Dielectric strength change rate (%) = |((A2-A1)/A1)| X 100
(In Equation 1, A1 is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition when the self-healing capsule and the amine-based curing agent are not included, measured according to the IEC 60243 standard, and A2 is the self measured according to the IEC 60243 standard. It is the dielectric strength (kV/mm) of the insulating composition including the recovery capsule and the amine-based curing agent).
제7항에 있어서, 상기 제1 혼합물 및 제2 혼합물은 1:0.5~1:2 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법.
The method of claim 7, wherein the first mixture and the second mixture are included in a weight ratio of 1:0.5 to 1:2.
제7항에 있어서, 상기 에폭시계 수지는 60Hz에서의 유전율이 2~5인 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법.
The method of claim 7, wherein the epoxy-based resin has a permittivity of 2 to 5 at 60 Hz.
제7항에 있어서, 상기 자가복원캡슐은 평균입경이 50~300㎛인 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법.
The method of claim 7, wherein the self-healing capsule has an average particle diameter of 50 to 300 μm.
제7항에 있어서, 상기 자가복원캡슐은 상기 복원제 및 외벽을 2:1~5:1 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법.
The method of claim 7, wherein the self-healing capsule contains the restoring agent and the outer wall in a weight ratio of 2:1 to 5:1.
제7항에 있어서, 상기 외벽은 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드), UF(우레아-포름알데히드), 에폭시, 폴리우레탄 및 실리카 코팅된 MUF(멜라민-우레아-포름알데히드) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력케이블 접속함용 절연조성물 제조방법.
The method of claim 7, wherein the outer wall is MUF (melamine-urea-formaldehyde), UF (urea-formaldehyde), epoxy, polyurethane and silica coated MUF (melamine-urea-formaldehyde) comprising one or more of Method for manufacturing an insulating composition for a power cable junction box, characterized in that.
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