KR20110138958A - Insulation material composition for dc power cable and the dc power cable using the same - Google Patents

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KR20110138958A
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Abstract

PURPOSE: An insulation composition for a direct current cable, and the cable using thereof are provided to offer the excellent direct current dielectric breakdown strength and the impulse strength to the cable. CONSTITUTION: An insulation composition for a direct current cable contains the following: 100 parts of low density polyethylene base resin by weight; 0.05-0.5 parts of nanocarbon particles by weight; 1-4 parts of dicumyl peroxide cross-linking agent; and 0.1-1 parts of antioxidant by weight. The nanocarbon particles contain a graphite layer with less than 6 layers, and have the average diameter less than 500nm.

Description

직류용 전력 케이블용 절연 재료 조성물 및 이를 이용하여 제조된 케이블{Insulation Material Composition For DC Power Cable And The DC Power Cable Using The Same}Insulation Material Composition For DC Power Cable And The DC Power Cable Using The Same}

본 발명은 직류용 전력 케이블용 절연 재료 조성물 및 이를 이용하여 제조된 케이블에 관한 것이다. The present invention relates to an insulating material composition for a direct current power cable and a cable manufactured using the same.

현재 국내에서 사용되고 있는 전력 케이블은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 도체(1)를 중심으로 내부 반도전층(2), 절연층(3), 외부 반도전층(4), 납(lead) 시스층(5) 및 폴리에틸렌(PE) 시스층(6)으로 이루어져 있다.Currently, domestic power cables are used as shown in FIGS. 1A and 1B, with an inner semiconducting layer 2, an insulating layer 3, an outer semiconducting layer 4, and lead around a conductor 1. It consists of a sheath layer 5 and a polyethylene (PE) sheath layer 6.

종래부터 전력 케이블을 구성하는 절연층(3)으로서 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 등이 널리 사용되어 왔다. 그런데, 저밀도 폴리에틸렌 등에 의해 제조된 절연체를 포함하는 전력 케이블을 고압 송전선으로 사용할 경우 몇 가지 문제점을 발생시킨다. 그 중 최대의 문제점은, 케이블에 직류 고전압이 인가(印加)될 때 절연체에 전극으로부터의 전하 주입 및 가교 부산물의 영향으로 공간전하(space charge)가 형성되기 용이하다는 것이다. 그리고, 전력 케이블에 인가된 직류전압에 의해 절연체 내에 이와 같은 공간전하가 축적되면, 전력 케이블의 도체 근방의 전계강도가 상승하므로 케이블의 파괴전압이 저하되는 문제점이 생긴다.Conventionally, low density polyethylene (LDPE) or the like has been widely used as the insulating layer 3 constituting the power cable. However, when a power cable including an insulator made of low density polyethylene or the like is used as a high voltage transmission line, some problems occur. The biggest problem among them is that, when DC high voltage is applied to the cable, space charge is easily formed due to the effect of charge injection and crosslinking by-products from the electrodes on the insulator. If such space charge is accumulated in the insulator by the DC voltage applied to the power cable, the electric field strength in the vicinity of the conductor of the power cable increases, which causes a problem that the breakdown voltage of the cable is lowered.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 산화마그네슘, 이산화티탄과 같은 금속 산화물을 공간전하 저감제로 사용하여 절연체를 제조하려는 방안이 제시되었다. 상기 금속 산화물은 통상적으로 친수성이기 때문에 소수성의 저밀도 폴리에틸렌에 분산되기 어려운 문제점이 발생하였다.In order to solve the above problems, a method of manufacturing an insulator using a metal oxide such as magnesium oxide and titanium dioxide as a space charge reducing agent has been proposed. Since the metal oxide is usually hydrophilic, it is difficult to be dispersed in hydrophobic low density polyethylene.

따라서, 저밀도 폴리에틸렌 등의 기본 수지에 대한 공간전하 저감제의 분산성을 개선시키는 동시에, 이들을 이용하여 제조된 절연체를 포함하는 전력 케이블에서 발생할 수 있는 공간전하를 억제할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.
Therefore, there is a need to develop a method capable of improving the dispersibility of space charge reducing agents in basic resins such as low density polyethylene and at the same time suppressing space charges that may occur in power cables including insulators manufactured using the same. .

본 발명의 기술적 과제는 기본 수지에 대한 우수한 분산성을 갖는 공간전하 저감제를 개발하고, 이러한 기본 수지와 공간전하 저감제를 이용하여 우수한 공간전하 저감 효과를 갖는 직류용 전력 케이블용 절연 재료 조성물을 제공하는 것이다.The technical problem of the present invention is to develop a space charge reducing agent having excellent dispersibility with respect to the base resin, and by using the base resin and the space charge reducing agent, an insulation material composition for DC power cables having excellent space charge reducing effect is provided. To provide.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 직류용 전력 케이블용 절연 재료 조성물은 저밀도 폴리에틸렌 기본 수지 100 중량부에 대하여, 나노 탄소 입자 0.05 내지 0.5 중량부를 포함한다.In order to achieve such an object, the insulation material composition for direct current power cables of this invention contains 0.05-0.5 weight part of nano carbon particles with respect to 100 weight part of low density polyethylene base resins.

본 발명의 절연 재료 조성물을 이용하여 제조한 절연체를 구비하는 직류용 전력 케이블은 우수한 직류 절연파괴 강도 및 임펄스 강도를 갖는다. The power cable for direct current provided with the insulator manufactured using the insulating material composition of this invention has the outstanding direct current breakdown strength and the impulse strength.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상의 이해를 돕기 위한 것이므로, 본 발명은 아래 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 직류용 전력 케이블의 종단면도를 나타낸다.
도 1b는 직류용 전력 케이블의 횡단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 1 겹의 그래파이트층으로 구성된 나노 탄소 입자의 구조를 나타낸다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings attached to the present specification illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, the present invention is intended to help understand the technical idea of the present invention. No.
1A shows a longitudinal cross-sectional view of a DC power cable.
1b shows a cross-sectional view of a direct current power cable.
Figure 2 shows the structure of the nano-carbon particles composed of one layer of graphite layer as an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 절연 재료 조성물은 저밀도 폴리에틸렌 기본 수지 100 중량부에 대하여, 나노 탄소 입자 0.05 내지 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The insulating material composition of the present invention is characterized by containing 0.05 to 0.5 parts by weight of nano carbon particles, based on 100 parts by weight of the low density polyethylene base resin.

또한, 본 발명에서는 기타 목적에 따라 상기 절연재료 조성물에 디큐밀퍼옥사이드 가교제 1 내지 4 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부가 더 포함될 수 있다.In addition, according to the present invention, the insulating material composition may further include 1 to 4 parts by weight of dicumyl peroxide crosslinking agent and 0.1 to 1 part by weight of antioxidant.

본 발명의 나노 탄소 입자는 10 nm 이하의 두께와 500 nm 이하의 평균 지름을 가지며, 6 겹 이하의 그래파이트(graphite)층을 포함하는 나노 크기의 탄소입자를 의미하는 것으로서, 본 발명에서 공간전하 저감제로서의 기능을 한다. 종래 기술에서 공간전하 저감제로서 사용한 산화마그네슘, 이산화티탄과 같은 유전체성 금속 산화물에 비해, 본 발명의 금속성 입자는 더 큰 퍼텐셜 우물(potential well)을 가진다. 그 결과, 종래의 유전체성 금속 산화물을 사용한 경우에 비해, 훨씬 적은 함량의 나노 탄소 입자를 사용하여도 우수한 공간전하 저감 효과가 발휘된다. 즉, 전계 인가시 본 발명의 저밀도 폴리에틸렌 기본 수지와 나노 탄소 입자의 경계에 보다 큰 퍼텐셜 우물(potential well)이 생김으로써 전하의 이동 및 축적을 억제하는 효과가 발휘된다. 특히 본 발명의 나노 탄소 입자가 2 nm 이하의 두께와 100 nm 이하의 평균 지름을 가질 때, 공간전하의 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.Nano carbon particles of the present invention means a nano-sized carbon particles having a thickness of less than 10 nm and an average diameter of less than 500 nm, including six layers of graphite (graphite), reducing the space charge in the present invention Function as zero. Compared to the dielectric metal oxides such as magnesium oxide and titanium dioxide used in the prior art as space charge reducing agents, the metallic particles of the present invention have a larger potential well. As a result, an excellent space charge reduction effect is exhibited even when using a much smaller amount of nano carbon particles than in the case of using a conventional dielectric metal oxide. That is, when an electric field is applied, a larger potential well is formed at the boundary between the low density polyethylene base resin and the nano carbon particles of the present invention, thereby exhibiting the effect of suppressing charge transfer and accumulation. In particular, when the nano carbon particles of the present invention have a thickness of 2 nm or less and an average diameter of 100 nm or less, it is possible to more effectively suppress the generation of space charges.

또한, 일반적인 그래파이트는 1 mm 내지 2.5 cm의 평균 지름을 가지며 매우 단단하고 깨지기 쉬운 구조를 가지기 때문에 절연 재료 조성물에 포함되었을 때, 임펄스 강도 및 압출성 저하가 커지는 문제점이 있다. 그리고, 탄소나노튜브는 매우 큰 종횡비로 인해 부분적으로 통전(通電)의 우려가 있고, 절연 파괴 가능성이 높고, 침상형이기 때문에 저밀도 폴리에틸렌 기본 수지에 분산되기 어려운 문제점이 있다. 그러나, 본 발명의 나노 탄소 입자는 10 nm 이하의 두께와 500 nm 이하의 평균 지름을 가지기 때문에, 일반적인 그래파이트나 탄소나노튜브에 비해 보다 우수한 직류 절연 파괴 강도와 임펄스 강도를 나타낸다. In addition, since general graphite has an average diameter of 1 mm to 2.5 cm and has a very hard and fragile structure, impurity strength and degradation of extrudability are increased when included in an insulating material composition. In addition, the carbon nanotubes may be partially energized due to a very high aspect ratio, have a high possibility of dielectric breakdown, and may be difficult to be dispersed in a low density polyethylene base resin because of its needle shape. However, since the nano carbon particles of the present invention have a thickness of 10 nm or less and an average diameter of 500 nm or less, they exhibit more excellent DC dielectric breakdown strength and impulse strength than general graphite or carbon nanotubes.

뿐만 아니라, 본 발명의 나노 탄소 입자는 종래의 산화마그네슘, 이산화티탄과 같은 금속 산화물에 비해 10 배 이상 가격이 저렴하기 때문에 원가 절감 효과도 기대할 수 있다. In addition, since the nano-carbon particles of the present invention are 10 times lower in price than conventional metal oxides such as magnesium oxide and titanium dioxide, cost reduction effects can be expected.

또한, 일반적으로 절연 재료 조성물에 무기 입자가 많이 첨가될수록 연속 압출량이 감소하는 경향이 있는데, 본 발명에서는 나노 탄소 입자의 함량을 적게 포함함으로써 결과적으로 압출성도 개선시킬 수 있다. 그리고, 본 발명의 나노 탄소 입자는 10 내지 20 GPa의 인장강도를 갖기 때문에, 제조되는 절연 재료 조성물의 유리 전이온도(Tg)의 상승을 유발하여 열적 안정성이 증대되는 등의 물성 향상 효과도 기대할 수 있다.In addition, generally, the more the inorganic particles are added to the insulating material composition, the more the amount of continuous extrusion tends to decrease. In the present invention, the content of the nano carbon particles may be reduced, and as a result, the extrudability may be improved. In addition, since the nano-carbon particles of the present invention have a tensile strength of 10 to 20 GPa, physical property improvement effects such as increasing the thermal stability by increasing the glass transition temperature (Tg) of the insulating material composition to be produced can be expected. have.

또한, 본 발명의 나노 탄소 입자는 1.8 내지 2.2 g/cm3의 밀도를 가지는 것이 바람직하며, 이와 같이 높은 밀도로 인해 절연 재료의 기계적 강도 및 열적 특성이 개선된다. 또한, 본 발명의 나노 탄소 입자는 1 × 10-5 내지 8 × 10-5 Ω·cm의 전기 전도도를 가지는 것이 바람직하며, 이러한 높은 전기 전도도로 인해 상대적으로 큰 퍼텐셜 우물(potential well)을 가지게 되며, 우수한 공간전하 저감 효과가 발휘된다. In addition, the nano-carbon particles of the present invention preferably has a density of 1.8 to 2.2 g / cm 3 , this high density improves the mechanical strength and thermal properties of the insulating material. In addition, the nano-carbon particles of the present invention preferably has an electrical conductivity of 1 × 10 -5 to 8 × 10 -5 Ω · cm, and has a relatively large potential well due to this high electrical conductivity. Excellent space charge reduction effect is exhibited.

본 발명의 나노 탄소 입자의 함량과 관련하여, 저밀도 폴리에틸렌 기본 수지 100 중량부에 대하여 0.05 내지 0.5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 0.05 중량부 미만으로 포함될 경우에는 공간전하 저감 효과가 적으며, 0.5 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 공간전하 저감 효과는 뛰어나지만 비저항의 저하로 인해 직류 절연 파괴 강도가 감소하는 문제점이 발생한다. 따라서 본 발명의 나노 탄소 입자는 상기의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.Regarding the content of the nano-carbon particles of the present invention, it is preferable to include 0.05 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the low density polyethylene base resin. When the amount is less than 0.05 parts by weight, the effect of reducing the space charge is small, and when it is included by the amount exceeding 0.5 parts by weight, the effect of reducing the space charge is excellent, but the DC insulation breakdown strength is reduced due to the decrease in the resistivity. Therefore, the nano carbon particles of the present invention is preferably included in the above content.

본 발명의 나노 탄소 입자로서, 예시적으로 1 겹의 그래파이트층으로 구성된 경우를 도 2에 나타냈다. 본 발명의 나노 탄소 입자가 2 겹 이상의 그래파이트 층으로 구성되는 경우에는, 적층되는 그래파이트층 사이의 간격이 약 0.34 nm를 이룬다.As an example of the nano carbon particles of the present invention, a case composed of one layer of graphite layers is shown in FIG. 2. When the nano carbon particles of the present invention are composed of two or more ply graphite layers, the spacing between the laminated graphite layers is about 0.34 nm.

본 발명의 산화방지제로서, 아민계, 페놀계, 황계 및 인계 산화방지제로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 상기 황계 산화방지제로서, 디스테아릴 디설파이드, 디라우릴 3,3'-티오디프로피오네이트, 라우릴 스테아릴 3,3'-티오 디프로피오네이트, 디스테아릴 3,3'-티오디프로피오네이트 등이 사용될 수 있다. 상기 인계 산화방지제로서, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 디-(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 테트라키스(2,4-디-t-부틸페닐)4,4'-디페닐렌 디포스파이트 등이 사용될 수 있다. As the antioxidant of the present invention, any one or more selected from the group consisting of amine, phenol, sulfur and phosphorus antioxidants may be used. As the sulfur-based antioxidant, distearyl disulfide, dilauryl 3,3'-thiodipropionate, lauryl stearyl 3,3'-thio dipropionate, distearyl 3,3'-thiodiprop Cypionate and the like can be used. As the phosphorus antioxidant, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, di- (2,4-di-t-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite, tetrakis (2,4-di -t-butylphenyl) 4,4'-diphenylene diphosphite and the like can be used.

본 발명에 따른 전력 케이블의 절연 재료 조성물을 이용하여 제조된 절연체는 직류용 전력 케이블의 제조시에 사용될 수 있다.
The insulator manufactured using the insulating material composition of the power cable according to the present invention can be used in the manufacture of a power cable for direct current.

[실시예][Example]

이하 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 본 발명이 속하는 분야의 평균적 기술자는 아래 실시예에 기재된 실시 태양 외에 여러 가지 다른 형태로 본 발명을 변경할 수 있으며, 이하 실시예는 본 발명을 예시할 따름이지 본 발명의 기술적 사상의 범위를 아래 실시예 범위로 한정하기 위한 의도라고 해석해서는 아니된다. The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. The average person skilled in the art to which the present invention pertains may change the present invention in various other forms in addition to the embodiments described in the following examples, and the following examples merely illustrate the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is given below. It is not to be construed as limiting the scope of the examples.

본 발명의 직류용 전력 케이블용 절연 재료 조성물의 성능을 살펴보기 위하여 아래 표 1에 나타낸 조성으로 실시예와 비교예의 절연 재료 조성물을 제조하였다. In order to examine the performance of the insulation material composition for DC power cables of the present invention, the insulation material compositions of Examples and Comparative Examples were prepared with the compositions shown in Table 1 below.

성분
ingredient
실시예Example 비교예Comparative example
1One 22 1One 22 33 44 저밀도 폴리에틸렌
기본 수지 함량
Low density polyethylene
Base resin content
100 중량부100 parts by weight


공간
전하
저감제


space
Majesty
Reducer
성분ingredient 나노 탄소 입자Nano carbon particles 나노 탄소 입자Nano carbon particles 나노 탄소 입자Nano carbon particles


무첨가No additives
산화Oxidation
마그네슘magnesium
이산화티탄Titanium dioxide
함량content 0.1
중량부
0.1
Parts by weight
0.5
중량부
0.5
Parts by weight
1One
중량부Parts by weight
0.1
중량부
0.1
Parts by weight
0.1
중량부
0.1
Parts by weight
D50(nm)D50 (nm) 100100 100100 100100 7070 100100 D99(nm)D99 (nm) 200200 200200 200200 110110 150150 순도(%)water(%) 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 두께(nm)Thickness (nm) 1010 1010 1010 -- -- 가교제 함량Crosslinker content 2 중량부2 parts by weight 산화방지제 함량Antioxidant content 0.5 중량부0.5 parts by weight

[표에 사용한 성분의 설명][Description of Components Used in Table]

* 산화마그네슘 : 비닐실란으로 표면개질된 정육면체형 산화마그네슘을 분쇄한 것으로서, 분산성을 개선하기 위하여 D99(단, D99는 이 입자의 최대 크기를 나타냄)가 D50(단, D50은 이 입자의 평균 크기를 나타냄)의 세 배가 넘지 않도록 혼련한 것을 사용함.* Magnesium Oxide: Crushed cube-type magnesium oxide surface-modified with vinylsilane, in order to improve dispersibility, D99 (where D99 represents the maximum size of this particle) is D50 (where D50 is the average of these particles). Kneaded to not more than three times the size).

* 이산화티탄 : 비닐실란으로 표면개질된 이산화티탄을 분쇄한 것으로서, 분산성을 개선하기 위하여 D99(단, D99는 이 입자의 최대 크기를 나타냄)가 D50(단, D50은 이 입자의 평균 크기를 나타냄)의 세 배가 넘지 않도록 혼련한 것을 사용함.* Titanium dioxide: Titanium dioxide surface-modified with vinyl silane, pulverized to improve dispersibility, D99 (where D99 represents the maximum size of this particle) is D50 (where D50 is the average size of this particle). Kneaded less than three times).

* 가교제 : 디큐밀퍼옥사이드* Crosslinking agent: Dicumyl peroxide

* 산화방지제 : 테트라키스(2,4-디-t-부틸페닐)4,4'-비페닐렌 디포스파이트
* Antioxidant: Tetrakis (2,4-di-t-butylphenyl) 4,4'-biphenylene diphosphite

물성 측정 및 평가Measurement and evaluation of physical properties

상기 실시예(1~2) 및 비교예(1~4)에 따르는 절연 재료 조성물을 이용하여 마스터 뱃치(Master batch) 컴파운드를 제조하고 스크루 직경이 25 mm(L/D = 60)인 2축 압출기를 사용하여 압출 공정하였다. 이에 따라 제조된 절연체를 열간 가압하여 직류 절연 파괴 강도 측정용 0.1 mm 두께의 시편과 임펄스 강도 측정용 1 mm 두께의 시트 형태의 시편을 각각 제조하고, 직류 절연 파괴 강도(ASTM D149), 임펄스 강도를 시험하여 그 결과를 아래 표 2에 정리하였다. 간략한 실험 조건은 다음과 같다.A master batch compound was prepared using the insulating material composition according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 4, and a twin screw extruder having a screw diameter of 25 mm (L / D = 60). Was extruded using. The insulator thus prepared was hot pressed to prepare 0.1 mm thick specimens for measuring DC dielectric breakdown strength and 1 mm thick sheet specimens for measuring impulse strength, and to determine DC dielectric breakdown strength (ASTM D149) and impulse strength. The test results are summarized in Table 2 below. Brief experimental conditions are as follows.

㉠ 직류 절연 파괴 강도㉠ DC dielectric breakdown strength

90 ℃에서 직류 파괴 강도(kV)를 측정한다.The DC breaking strength (kV) is measured at 90 ° C.

㉡ 임펄스(impulse) 강도㉡ impulse strength

1 mm 두께의 시트 형태의 시편에 전극을 연결하여 50 ㎸에서 5 ㎸씩 승압하여 파괴가 될 때까지 측정하여, 임펄스 강도를 측정한다.
Impulse strength is measured by connecting electrodes to a sheet-shaped specimen of 1 mm thickness and increasing the pressure by 5 kPa at 50 kPa until it is broken.

성분
ingredient
실시예Example 비교예Comparative example
1One 22 1One 22 33 44 직류 절연 파괴 강도
(kV/mm)
DC dielectric breakdown strength
(kV / mm)
120120 115115 5050 5555 8080 6565
임펄스 강도(kV/mm)Impulse Strength (kV / mm) 115115 105105 8080 120120 110110 100100

표 2에 정리한 바와 같은 물성 측정 결과, 본 발명의 실시예 1 내지 2의 시편은 비교예 1(과량의 나노 탄소 입자 사용), 비교예 2(공간전하 저감제를 사용하지 않음), 비교예 3(산화마그네슘 사용), 비교예 4(이산화티탄 사용)의 시편에 비해 직류 절연 파괴 강도가 다소 높았다. 즉, 적절한 함량의 나노 탄소 입자를 사용한 본 발명의 실시예 1 내지 2의 시편은 우수한 전기 절연 특성을 보인다는 것을 알 수 있다. As a result of measuring the physical properties as summarized in Table 2, the specimens of Examples 1 to 2 of the present invention are Comparative Example 1 (using an excess of nano carbon particles), Comparative Example 2 (without using a space charge reducing agent), and Comparative Examples. Compared with the specimens of 3 (using magnesium oxide) and Comparative Example 4 (using titanium dioxide), the DC dielectric breakdown strength was somewhat higher. That is, it can be seen that the specimens of Examples 1 to 2 of the present invention using an appropriate amount of nano carbon particles exhibit excellent electrical insulation properties.

한편, 임펄스 강도는 공간전하 저감제로 사용한 무기 입자의 함량이 적을수록 일반적으로 우수한 경향이 있다. 따라서, 0.5 중량부의 나노 탄소 입자를 사용한 실시예 2 보다 0.1 중량부의 나노 탄소 입자를 사용한 실시예 1의 임펄스 강도가 더 우수하게 나타났다. 한편, 실시예 1, 비교예 3 및 비교예 4는 동일한 함량의 공간전하 저감제를 사용하였으나, 본 발명의 실시예 1에서 가장 우수한 임펄스 강도가 나타났다.On the other hand, the impulse strength generally tends to be excellent as the content of the inorganic particles used as the space charge reducing agent decreases. Thus, the impulse strength of Example 1 using 0.1 parts by weight of nano carbon particles was better than Example 2 using 0.5 parts by weight of nano carbon particles. On the other hand, Example 1, Comparative Example 3 and Comparative Example 4 used the same amount of the space charge reducing agent, but in Example 1 of the present invention showed the most excellent impulse strength.

이와 같은 결과로부터 본 발명의 직류용 전력 케이블의 절연 재료 조성물에 의해 제조된 절연체가 직류 절연 파괴 강도, 임펄스 강도에서 우수한 효과를 발휘할 수 있었던 것은 다음과 같은 이유 때문이다. 즉, i) 나노 탄소 입자를 공간전하 저감제로 사용하였고, ii) 상기 나노 탄소 입자를 적절한 함량으로 사용하였기 때문이다.From these results, the insulator manufactured by the insulating material composition of the direct current power cable of the present invention was able to exert excellent effects in the DC insulation breakdown strength and the impulse strength for the following reason. That is, i) nano carbon particles were used as a space charge reducing agent, ii) the nano carbon particles were used in an appropriate amount.

위와 같이 본 발명의 최적 실시예들을 개시하였다. 본 실시예를 포함하는 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아님을 밝혀 둔다.
As described above, optimal embodiments of the present invention have been disclosed. Although specific terms have been used in the specification including the present embodiment, it is only used for the purpose of describing the present invention to those skilled in the art in detail and used to limit the meaning or limit the scope of the present invention described in the claims. Make it clear.

도 1a 및 도 1b에 표시된 부호는 다음을 의미한다.
1 … 도체
2 … 내부 반도전층
3 … 절연층
4 … 외부 반도전층
5 … 납(lead) 시스층
6 … 폴리에틸렌(PE) 시스층
Reference numerals shown in Figs. 1A and 1B mean the following.
One … Conductor
2 … Inner semiconducting layer
3…. Insulating layer
4 … Outer semiconducting layer
5 ... Lead sheath layer
6 ... Polyethylene (PE) sheath layer

Claims (6)

저밀도 폴리에틸렌 기본 수지 100 중량부에 대하여,
나노 탄소 입자 0.05 내지 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블의 절연 재료 조성물.
Per 100 parts by weight of the low density polyethylene base resin,
An insulation material composition of a power cable for direct current, comprising 0.05 to 0.5 parts by weight of nano carbon particles.
제 1항에 있어서,
저밀도 폴리에틸렌 기본 수지 100 중량부에 대하여,
디큐밀퍼옥사이드 가교제 1 내지 4 중량부; 및
산화방지제 0.1 내지 1 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블의 절연 재료 조성물.
The method of claim 1,
Per 100 parts by weight of the low density polyethylene base resin,
1 to 4 parts by weight of dicumyl peroxide crosslinking agent; And
Insulation material composition of a direct-current power cable, characterized in that it further comprises 0.1 to 1 parts by weight of antioxidant.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 나노 탄소 입자는 6 겹 이하의 그래파이트(graphite)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블의 절연 재료 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
The nano-carbon particles are insulated material composition of the power cable for direct current, characterized in that it comprises a graphite layer of six layers or less.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 나노 탄소 입자는 10 nm 이하의 두께와 500 nm 이하의 평균 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블의 절연 재료 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
The nano-carbon particles have a thickness of less than 10 nm and an average diameter of less than 500 nm, the insulating material composition of the power cable for direct current.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 나노 탄소 입자는 1.8 내지 2.2 g/cm3의 밀도와 1 × 10-5 내지 8 × 10-5 Ω·cm의 전기 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블의 절연 재료 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
The nano carbon particles have a density of 1.8 to 2.2 g / cm 3 and an electrical conductivity of 1 × 10 -5 to 8 × 10 -5 Ω · cm insulated material composition of the power cable for direct current.
제 1항 또는 제 2항의 직류용 전력 케이블의 절연 재료 조성물을 이용하여 제조된 절연체를 포함하는 직류용 전력 케이블. A direct current power cable comprising an insulator manufactured using the insulating material composition of the direct current power cable according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60235304A (en) * 1984-05-08 1985-11-22 株式会社フジクラ Dc power cable
JP2563504B2 (en) * 1988-08-10 1996-12-11 株式会社フジクラ DC power cable
JP3901790B2 (en) * 1997-03-25 2007-04-04 株式会社フジクラ DC cross-linked polyethylene insulated power cable
JP2003197044A (en) 2001-12-27 2003-07-11 Mitsubishi Cable Ind Ltd Aerial distribution line

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101318481B1 (en) * 2012-09-19 2013-10-16 엘에스전선 주식회사 Insulating composition for dc power cable and dc power cable prepared by using the same
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