KR20120006797A

KR20120006797A - 공간전하 저감 효과를 갖는 직류용 전력 케이블

Info

Publication number: KR20120006797A
Application number: KR1020100067454A
Authority: KR
Inventors: 김윤진; 남진호; 조호숙; 박영호; 하손퉁
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-01-19
Also published as: US20120012362A1; KR101161360B1; US9076566B2; JP5523281B2; CN102332335B; CN102332335A; JP2012023007A

Abstract

본 발명은 도체, 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 포함하는 본 발명의 직류용 전력 케이블에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 상기 내부 반도전층 또는 외부 반도전층은 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지와 탄소나노튜브를 포함하는 반도전성 조성물에 의해 형성되고, 상기 절연층은 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지와 나노 무기 입자를 포함하는 절연 조성물에 의해 형성되어, 최종적으로 제조된 직류용 전력 케이블은 전력 케이블에 요구되는 부피비 저항, 핫세트(Hot set) 등의 물성에서 우수한 효과를 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 상승된 부피비 저항과 우수한 공간전하 저감 효과를 갖는다.

Description

공간전하 저감 효과를 갖는 직류용 전력 케이블{DC Power Cable Having Reduced Space Charge Effect}

본 발명은 우수한 공간전하 저감 효과를 갖는 직류용 전력 케이블에 관한 것이다.

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.

종래부터 전력 케이블을 구성하는 절연층(3)으로서 가교 폴리에틸렌(XLPE)이 널리 사용되어 왔다. 그런데, 환경 규제가 점차 심해지는 국제상황을 감안하면 재활용이 어려운 가교 폴리에틸렌 수지를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 또한, 가교 폴리에틸렌을 사용할 경우에 가교 결합 또는 스코치가 조기에 발생하면 균일한 생산 능력을 발휘할 수 없는 등 장기 압출성 저하를 야기시키기 때문에 바람직하지 않다. 그리고, 가교 폴리에틸렌 수지와 함께 가교제를 사용하여 가교 공정을 거치는 경우, 알파-메틸스티렌(alpha-methylstyrene) 또는 아세토페논(acetophenone)과 같은 가교 부산물이 발생되는 문제점이 있었다. 따라서 이러한 가교 부산물을 제거하기 위한 가스제거(degassing) 공정을 추가로 거쳐야 함에 따라 공정 시간 및 공정 비용이 증가하는 또다른 문제점이 야기되었다.

뿐만 아니라, 가교 폴리에틸렌에 의해 제조된 절연체를 포함하는 전력 케이블을 고압 송전선으로 사용할 경우 발생되는 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 문제점도 발생한다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 산화마그네슘을 포함하여 절연체를 제조하려는 방안이 제시되었다. 상기 산화마그네슘은 기본적으로 면심입방구조(FCC)의 결정 구조를 갖지만 합성 방법에 따라 다양한 형태, 순도, 결정화도, 물성을 가질 수 있다. 상기의 산화마그네슘의 형태는, 도 2a 내지 도 2e에서 표시한 바와 같이 정육면체형(Cubic), 적층형(Terrace), 막대형(Rod), 다공성(Porous), 구형(Spherical)으로 구분되며, 각각의 특이한 물성에 따라 다양하게 이용된다. 상기 산화마그네슘의 형태 중에서, 구형 산화마그네슘은 일본 특허 제2541034호 및 제3430875호에서 제시된 바와 같이 전력 케이블의 공간전하를 억제하기 위하여 사용된다. 이와 같이, 절연체를 구비하는 전력 케이블에서 공간전하를 억제하려는 방법은 지금도 지속적으로 연구되고 있다.

또한, 종래의 직류용 전력 케이블의 내부 반도전층(2), 또는 외부 반도전층(4)을 형성하는 전도성 조성물에는 기본수지에 대하여 많은 양의 카본블랙이 포함되었다. 그로 인해 제조된 직류용 전력 케이블의 부피와 중량이 증가하고, 기본수지와 카본블랙 간의 분산성이 저하되는 문제점이 발생되었다. 이에 따라 카본블랙을 대신하여 전도성 입자로 사용될 수 있는 물질에 관한 연구가 필요하다.

본 발명의 기술적 과제는 제조 과정에서 발생하는 가교 부산물과 공간전하가 억제되고 압출성이 개선된 절연층을 포함하는 직류용 전력 케이블을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또다른 기술적 과제는 기존의 카본블랙을 대신하는 새로운 전도성 입자를 함유하는 반도전층을 포함하여 개선된 직류용 전력 케이블을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 도체, 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 포함하는 본 발명의 직류용 전력 케이블은, 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지와 탄소나노튜브를 포함하는 반도전성 조성물에 의해 형성된 내부 반도전층 또는 외부 반도전층을 포함하며, 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지와 나노 무기 입자를 포함하는 절연 조성물에 의해 형성된 절연층을 포함한다.

본 발명의 직류용 전력 케이블은 우수한 공간전하의 저감 효과와 개선된 압출성을 가지며, 부피와 중량이 감소되어 다양한 분야에서 활용도가 높아질 수 있다.

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 2a는 정육면체형(Cubic) 산화마그네슘의 SEM 사진을 나타낸다.
도 2b는 적층형(Terrace) 산화마그네슘의 SEM 사진을 나타낸다.
도 2c는 막대형(Rod) 산화마그네슘의 SEM 사진을 나타낸다.
도 2d는 다공성(Porous) 산화마그네슘의 TEM 사진을 나타낸다.
도 2e는 구형(Spherical) 산화마그네슘의 SEM 사진을 나타낸다.
도 3은 정육면체형 산화마그네슘이 포함된 절연체의 TEM 사진을 나타낸다.

이하 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명의 직류용 전력 케이블은 도체(1), 상기 도체를 감싸는 내부 반도전층(2), 상기 내부 반도전층을 감싸는 절연층(3) 및 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층(4)을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 외부 반도전층(4)을 감싸는 외장을 더 포함할 수 있으며, 상기 외장은 납(lead) 시스층(5) 및 폴리에틸렌(PE) 시스층(6)으로 이루어질 수 있다.

상기 내부 반도전층(2) 또는 외부 반도전층(4)은 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지와 탄소나노튜브를 포함하는 반도전성 조성물에 의해 형성된다.

상기 반도전성 조성물은 기본수지 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 1 내지 6 중량부를 포함하며, 카본블랙 0.5 내지 10 중량부 및/또는 산화방지제 0.1 내지 0.5 중량부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 폴리프로필렌 기본수지는 용융 지수(MI)가 1 내지 50인 것으로서, i) C4 내지 C8의 알파 올레핀 및 ii) 에틸렌으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 모노머가 공중합된 것이 바람직하다. 상기 폴리프로필렌 수지는 알파 올레핀 및/또는 에틸렌이 규칙성 없이 중합된 폴리프로필렌 랜덤 코폴리머이다.

본 발명의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 기본수지는 밀도가 0.85 내지 0.95 ㎏/㎥이며 용융 지수(MI)가 1 내지 2인 것이 바람직하다.

상기 반도전성 조성물의 탄소나노튜브는 얇은 다중벽 탄소나노튜브(Thin MWCNT)를 포함하는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)가 사용될 수 있으며, 상기 탄소나노튜브는 통상의 합성법에 의해 제조될 수 있다. 상기의 합성법은 액상 산화를 통해 촉매를 제거하고 고온 열처리를 통해 비정질 카본을 제거하여 98% 이상 100% 이하의 고순도 탄소나노튜브를 수득할 수 있게 한다. 이와 같이 고순도의 탄소나노튜브를 사용함으로써, 제조되는 내부 반도전층 또는 외부 반도전층에 발생되는 돌기의 크기를 줄일 수 있다. 그 결과, 내부 반도전층 또는 외부 반도전층의 수명이 연장되며, 고신뢰성의 케이블을 만들 수 있다. 또한, 종래에 사용되었던 고함량의 카본블랙 대신에 저함량의 탄소나노튜브를 반도전성 조성물에 적용함으로써 좀더 평활한 반도전층을 만들 수 있고 이로 인해 절연층의 두께 저감이 가능하기 때문에 좀더 경량의 케이블을 만들 수 있게 된다.

또한, 상기 반도전성 조성물의 탄소나노튜브는 1 내지 6 중량부만으로도 기본수지와 용이하게 결합할 수 있기 때문에 기본수지와의 분산성이 개선될 수 있다. 특히, 순도가 98% 이상의 탄소나노튜브를 사용하는 것이 바람직하며, 직경이 5 내지 20 nm이고 길이가 수십 마이크로미터인 얇은 다중벽 탄소나노튜브를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에서 탄소나노튜브를 사용함으로써, 카본블랙의 함량을 줄일 수 있게 되었고, 그 결과 반도전성 조성물의 흐름성(Melt flow rate)을 향상시켜 압출부하를 줄일 수 있는 등 개선된 압출성을 발휘할 수 있다. 압출성이 개선되면서, 공정 시간을 단축시킬 수 있게 되어 비용 절감 효과도 기대할 수 있다.

또한, 탄소나노튜브와 기본수지의 분산성을 더욱 개선하기 위하여 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다. 먼저, 초임계 유체법, 액상산화-랩핑(Wrapping) 등의 방법을 사용하여 탄소나노튜브의 표면을 관능화하고 헨셀 믹서(mixer) 등을 이용하여 본 발명의 기본수지와 혼합함으로써 분산성을 개선시킬 수 있다. 상기 액상산화-랩핑(Wrapping) 방법은 탄소나노튜브에 산성 용액을 처리한 후 정제하여 탄소나노튜브의 표면을 카르복실기 등으로 관능화하는 방법을 의미한다.

탄소나노튜브와 기본수지의 분산성을 더욱 개선하기 위한 또다른 방법은 다음과 같다. 본 발명의 기본수지를 ortho-1,2-디클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠과 같은 클로로벤젠류의 좋은 용매(Good Solvent)에 녹인 후 물, 메탄올과 같은 극성 용매인 빈 용매(Poor Solvent)에 방사하여 마이크로 크기의 구형 기본수지를 만든 후 Hybridizer(Nara Michinery), Nobilta(Hosokawa Micron), Q-mix(Mitsui Mining) 등의 설비를 사용하여 탄소나노튜브와 혼성하여 혼성 입자를 제조함으로써 분산성을 개선시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 탄소나노튜브와 함께 카본블랙 0.1 내지 10 중량부를 혼합하여 사용할 수 있다. 카본블랙 입자는 40 내지 200 m²/g의 높은 비표면적을 가지기 때문에 카본블랙의 함량을 조금 감소시켜도 배합(compounding), 배합 속도, 부피비 저항, 압출성 및 재현성의 관점에서 개선된 효과를 발휘할 수 있고 스코치 용적을 감소시킬 수 있게 된다. 이와 같이, 본 발명에서는 탄소나노튜브를 사용함으로써, 카본블랙을 사용하지 않거나 적은 양을 사용하게 되어 평활한 반도전층을 제조할 수 있게 된다. 그 결과 내부 반도전층 및/또는 외부 반도전층의 두께 저감이 가능하게 되어 경량의 전력 케이블을 제공할 수 있다. 그 결과, 전력 케이블의 물류 및 시공 비용을 절감할 수 있다.

상기 반도전성 조성물의 산화방지제로서, 아민류 및 그 유도체, 페놀류 및 그 유도체 또는 아민류와 케톤류의 반응 생성물을 1종 또는 2종 이상 혼용하여 사용할 수 있다. 또한, 내열 특성을 향상시키기 위해서 디페닐아민과 아세톤의 반응물, 징크 2-머캅토벤지미다조레이트, 4,4'-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐아민을 1종 또는 2종 이상 혼용하여 사용할 수 있다. 또한 펜타에리스리톨-테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시-페닐)-프로피오네이트], 펜타에리스리톨-테트라키스-(β-라우릴-시오프로피오네이트, 2,2'-시오디에틸렌비스-[3-(3,5-디-터트,부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온에이트], 비,비'-시오디프로피오닉엑시드의 디스테아릴-에스터를 1종 또는 2종 혼용하여 사용할 수 있다.

상기 절연층(3)은 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지와 나노 무기 입자를 포함하는 절연 조성물에 의해 형성된다. 본 발명의 절연 조성물은 가교제를 포함하지 않기 때문에 제조 과정에서 가교 부산물이 발생하지 않는다. 따라서, 종래 기술과 달리, 가교 부산물을 제거하기 위한 공정을 거칠 필요가 없어서 공정 시간 및 공정 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 절연 조성물은 기본수지 100 중량부에 대하여, 산화규소(SiO₂), 이산화티탄(TiO₂), 카본블랙, 그래파이트 분말 및 표면 개질된 정육면체형 산화마그네슘으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 나노 무기 입자 0.1 내지 5 중량부를 포함한다. 상기의 수치 범위와 관련하여, 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 공간 전하의 저감 효과를 발휘하지만 DC 절연 파괴 강도가 상대적으로 낮아지며, 5 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 기계적 성능 및 연속 압출성을 저하시킨다.

바람직하게 상기 산화마그네슘은 비닐실란, 스테아린산, 올레인산, 아미노폴리실록산 등으로 표면개질하는 것이 바람직하다. 통상적으로 산화 마그네슘은 고표면 에너지를 갖는 친수성인 반면, 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지는 저표면 에너지를 갖는 소수성이기 때문에, 산화마그네슘이 상기 기본수지에 대한 분산성이 좋지 않고 전기적 특성에도 악영향을 미치는 문제점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 산화마그네슘을 표면개질하는 것이 바람직하다.

산화마그네슘 입자를 표면개질 하지 않을 경우, 산화마그네슘과 폴리프로필렌 수지 사이에 갭(gap)이 생겨 기계적 물성을 저하시킴은 물론 절연파괴강도 등의 전기절연특성의 저하를 유발할 수 있다.

반면, 본 발명의 산화마그네슘은 비닐실란으로 표면개질 됨으로써 기본수지에 대해 더욱 우수한 분산성을 보이며 개선된 전기적 특성을 나타낸다. 비닐실란의 가수분해기가 축합반응에 의해 산화마그네슘의 표면에 화학 결합을 하여 표면개질된 산화마그네슘이 형성된다. 그 후, 상기 비닐실란으로 표면개질된 산화마그네슘의 실란기가 기본수지와 반응하여 우수한 분산성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 상기 산화마그네슘은 순도 99.9% 이상 100% 이하이며, 평균 입경이 500 nm 이하인 것이 바람직하며, 단결정 또는 다결정의 결정 형태를 모두 가질 수 있다.

상기 절연 조성물은, 상기 기본수지 100 중량부에 대하여, 산화방지제 0.1 내지 0.5 중량부를 더 포함할 수 있다.

[실시예]

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.

본 발명의 직류용 전력 케이블을 제조하기 위하여 사용되는 반도전성 조성물 및 절연 조성물의 조성에 따른 성능 변화를 살펴보기 위하여 하기의 표 1에 나타낸 조성으로 실시예와 비교예의 조성물을 제조하였다. 표 1의 각각의 성분의 함량의 단위는 중량부이며, 본 발명의 수치범위를 벗어나는 함량에 대해서는 이탤릭체로 표시하였다.

	성분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
반도전성 조성물	기본수지		100	100	100	100	100
	탄소나노튜브		6	4	4	0	0
	카본블랙		0	5	10	28	33
	산화방지제		0.4			0.4

절연 조성물	기본수지		100	100	100	100	100
	산화 마그네슘	함량	2.0	2.0	2.0	무첨가	2.0
		형상	정육면체	정육면체	정육면체		적층형
		순도(%)	99.95	99.95	99.95		99.95
	산화방지제		0.4	0.4	0.4	0.4	0.4

[표에 사용한 성분의 설명]

* 기본수지 : 저밀도 폴리에틸렌(밀도 : 0.85 ~ 0.95 ㎏/㎥, 용융지수(MI) : 1 ~ 2)

* 산화마그네슘 : 비닐실란으로 표면개질된 산화마그네슘을 분쇄한 것

* 산화방지제 : 테트라키스-(메틸렌-(3,5-디-(tert)-부틸-4-히드로시나메이트))메탄 (tetrakis-(methylene-(3,5-di-(tert)-butyl-4-hydrocinnamate))methane)

물성 측정 및 평가

상기 실시예(1~3) 및 비교예(1~2)에 따르는 반도전성 조성물을 이용하여, 반도전체 시편을 제조하였다. 이렇게 얻은 실시예와 비교예 시편에 대하여 반도전 특성으로서 부피비 저항, 핫세트(Hot set)를 측정하고, 그 결과를 아래 표 2에 정리하였고, 기준치를 만족하지 못하는 경우에는 이탤릭체로 표시하였다. 간략한 실험 조건은 하기에 기재한 바와 같다.

또한, 상기 실시예(1~3) 및 비교예(1~2)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. 그 결과 제조된 본 발명의 절연체 내에 정육면체 산화마그네슘이 함유되어 있음을 확인하기 위하여 도 3에 절연체의 TEM 사진을 나타냈다.

상기 실시예(1~3) 및 비교예(1~2)에 따라 제조된 절연체를 열간 가압하여 부피비 저항 및 직류 절연 파괴 강도 측정용 0.1mm 두께의 시편을 각각 제조하고, 부피비 저항, 직류 절연 파괴 강도(ASTM D149)를 시험하여 그 결과를 아래 표 2에 정리하였다. 간략한 실험 조건은 다음과 같다.

㉠ 내부 및 외부 반도전체의 부피비 저항

반도전체 시편에 대하여, 직류 인가 전계 80 kV/mm일 때의 부피비 저항(Ω·㎝)을 25 ℃, 90 ℃에서 각각 측정하였다.

㉡ 핫세트(Hot set)

반도전체 시편에 대한 핫세트 시험은 인장 시험 시편으로 150℃ 공기 조건에서 15분간 노출시킨 후, IECA T-562로 평가하였다.

㉢ 절연체의 부피비 저항

절연체 시편에 대하여 직류 인가 전계 80 kV/mm일 때의 부피비 저항(×10¹⁴Ω·㎝)을 측정하였다.

㉣ 직류 절연 파괴 강도

절연체 시편에 대하여 90 ℃에서 직류 파괴 강도(kV)를 측정하였다.

	시험 항목		실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
반도전체	부피비 저항 (Ω·㎝)	25 ℃	329.3	489.5	430.5	482.4	35
	부피비 저항 (Ω·㎝)	90 ℃	107.3	210	130	120000	1244
	핫세트(%)		60	70	65	90	90
절연체	부피비 저항 (×10¹⁴ Ω·㎝)		10	8	8	4	5
절연체	직류 절연 파괴 강도 (kV/mm)		127	115	110	85	90

표 2에 정리한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 반도전성 조성물을 이용하여 제조된 반도전체 시편은 부피비 저항 및 핫세트에서 모두 기준치를 만족하였다.

그러나 비교예 1의 반도전체 시편은 부피비 저항에서 기준치를 만족하지 못하였고, 비교예 2의 반도전체 시편은 부피비 저항 및 핫세트에서 모두 기준치를 만족하지 못하였다. 이와 같은 결과는, 비교예 1 내지 2의 반도전성 조성물이 카본나노튜브를 포함하지 않고 다량의 카본블랙을 포함하여 제조되었기 때문에 기인된 것이다.

또한, 표 2에 정리한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 절연체는 비교예 1(산화마그네슘을 사용하지 않음), 비교예 2(적층형 산화마그네슘 사용함)의 시편에 비해 부피비 저항 및 직류 절연 파괴 강도가 다소 높았다. 즉, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 절연체 시편은 정육면체형 산화마그네슘을 공간전하 저감제로 사용하였기 때문에 우수한 전기 절연 특성을 보인다는 것을 알 수 있다.

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.

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

Claims

도체, 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 포함하는 케이블에 있어서,
상기 내부 반도전층 또는 외부 반도전층은 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지와 탄소나노튜브를 포함하는 반도전성 조성물에 의해 형성된 것이며,
상기 절연층은 폴리프로필렌 기본수지 또는 저밀도 폴리에틸렌 기본수지와 나노 무기 입자를 포함하는 절연 조성물에 의해 형성된 것을
특징으로 하는 직류용 전력 케이블.
제 1항에 있어서,
상기 반도전성 조성물은 기본수지 100 중량부에 대하여,
탄소나노튜브 1 내지 6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 반도전성 조성물은 기본수지 100 중량부에 대하여,
카본블랙 0.1 내지 10 중량부, 및
산화방지제 0.1 내지 0.5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 탄소나노튜브는 5 내지 20 nm의 직경을 가지며, 순도가 98%이상인 다중벽 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블.
제 1항에 있어서,
상기 절연 조성물은 기본수지 100 중량부에 대하여,
산화규소(SiO₂), 이산화티탄(TiO₂), 카본블랙, 그래파이트 분말 및 표면 개질된 정육면체형 산화마그네슘으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 나노 무기 입자 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 절연 조성물은 기본수지 100 중량부에 대하여,
산화방지제 0.1 내지 0.5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블.
제 5항에 있어서,
상기 산화마그네슘은 순도 99.9% 이상이며, 평균 입경이 500nm 이하인 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블.
제 5항에 있어서,
상기 산화마그네슘은 단결정 또는 다결정인 것을 특징으로 하는 직류용 전력 케이블.