KR20130070950A - 방수 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방수 케이블에 관한 것이다. 본 발명의 방수 케이블은, 중심으로부터 외측으로, 도체(10); 상기 도체(10)의 외주에 형성되는 PVC 레진 절연층(20); 상기 절연층(20) 외주에 형성되는 TPU 쉬스(30)로 이루어진다. 상기 PVC 레진 절연층(20)은, PVC 재질의 절연체(21)의 표면에 클로로술포네이티드 폴리 레진 고무 코팅층(22)을 입힌 구성으로 이루어진다. 이러한 본 발명은 방수성, 유연성 및 내구성이 우수하여, 특히 해수에 노출이 빈번하고 반복되는 굽힘이 가해지는 작업 환경에서 유용하게 사용할 수 있는 방수 케이블을 구현한다.

Description

방수 케이블{Waterproof Cable}

본 발명은 방수 케이블에 관한 것으로서, 특히 해수에 노출이 빈번하고 반복되는 굽힘이 가해지는 작업 환경에서 사용할 수 있도록 방수성과 내구성이 향상된 방수 케이블에 관한 것이다.

조선소의 도크나 해상 조립장 또는 해양 플랫폼 등과 같이 공정 진행에 따라 동력 발생 장치를 구동하거나 각종의 설비에 전원을 공급하기 위한 이동용 전선이 필요하다. 이때 일반적으로 사용되는 전선의 종류는 FCV 케이블(트레이용 난연케이블)이다.

FCV 케이블을, 송전 용량에 따라 몇 가지의 형태가 있다. 도 1에는 두 가지의 FCV 케이블을 도시하고 있지만, 절연체는 XLPE(가교 폴리에틸렌, Cross-linked Polyethylene)으로 이루어지고, 외피인 절연 쉬스(sheath)는 PVC(폴리염화비닐, Poly Vinyl Chloride)로 이루어져 있다.

이러한 FCV 케이블은 일반적인 환경에서는 10~20년의 사용 수명을 가지지만, 조선소 도크의 크레인에서 작업하는데 사용할 경우에는 길어야 6개월 정도 밖에 사용할 수 없다.

FCV 케이블을 조선소 도크 등에서 사용할 때에는 전선이 바닷물에 잠기기도 하기 때문에, 케이블에 워터 트리(water tree)가 발생하기 쉽고, 이의 워터 트리를 통해 바닷물의 염분이 침투해 절연 쉬스의 수명저하가 가속되므로, 그 결과로 합선 같은 안전사고가 발생하기 쉽다.

이를 보완하기 위해 절연체나 쉬스를 PVC에서 PE(폴리에틸렌)으로 바꾸면, 도 2의 도표에서 비교하는 바와 같이, 차수(遮水) 특성은 좋아지지만 유연성이 나빠져서, 조선소 도크의 작업조건처럼 반복적인 굽힘이 가해지는 환경에서는 사용하기 곤란하다.

광케이블에서는, 방수 아라미드 사(aramid 絲)나 흡습 컴파운드를 절연층과 쉬스 사이에 감아서 방수성 및 내구성을 향상시켜 방수 조건을 만족시키는 제품들이 있다.

상기의 광케이블에서 사용하는 방수층은 수분을 차단하는 것이 아니라 자체적으로 흡수하여 케이블 안쪽으로의 누수를 막는다. 광케이블은 유리섬유로 이루어지기 때문에 물이 닿아도 변하지 않으므로 방수층이 수분을 머금고 있어도 변하지 않는다.

통상적으로 방수에 사용되는 아라미드사의 방수특성(흡수율 및 방수시간)을 시험해 보면, 도 3과 같이 케이블에서 요구되는 규격을 만족한다.

그러나, 위와 같은 방수층을 통신용 케이블에 적용할 경우, 방수층에 흡수된 해수의 염기성 물질에 의해 금속으로 이루어진 도체의 부식이 촉진되기 때문에 해양용 케이블에 사용하기에는 적절치 못하다.

그리고 전력 케이블의 경우에는 구리 테이프와 평각 와이어로 방수처리를 하는 것이 보통이다(예, CNCV 케이블). 하지만 이 경우에는 케이블의 무게가 증가하고 유연성이 나빠 잘 구부려지지 않으므로 시공성이 나빠지며, 구리 테이프가 해수에 노출된 이후 일정시간이 지나면 부식이 발생하기 때문에 방수특성을 떨어뜨리게 된다.

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본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 고안한 것으로서, 바닷물 등에 대한 우수한 방수 특성을 갖춤과 동시에 유연성을 갖추어 조선소 도크나 해상 플랫폼 등과 같이 해수의 접촉이 빈번하고 반복되는 굽힘이 가해지는 작업 환경에서 사용하기에 알맞은 방수 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상술한 목적은, 중심으로부터 외측으로, 도체; 상기 도체의 외주에 형성되는 PVC 레진 절연층; 상기 절연층 외주에 형성되는 TPU 쉬스로 이루어지는 방수 케이블을 제공함으로써 달성된다.

일 실시예에 있어서, 상기 PVC 레진 절연층은, PVC 재질의 절연체의 표면에 클로로술포네이티드 폴리 레진 고무 코팅층을 입힌 구성으로 이루어진다.

본 발명에 따른 방수 케이블에 의하면, 절연체를 PVC로 절연체 구성하여 케이블에 유연성이 확보되고, 절연체의 표면에 클로로술포네이티드 폴리 레진 고무 코팅층을 입혀 방수특성이 보강된다.

또한, 쉬스를 TPU 쉬스로 구성하는 것에 의해, 케이블 표면부의 내마모성과 유연성을 향상시킬 수 있고 방수성도 양호하게 유지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 방수 케이블은, 전선이 바닷물에 잠기기도 하고 반복적인 굽힘이 가해지는 등의 열악한 작업 조건에서도 우수한 성능을 발휘하고 내구연한 및 사용연한을 연장할 수 있다.

도 1은 일반적인 FCV 케이블의 단면 구조를 보인 도면이다.
도 2는 케이블의 쉬스 재료인 PVC와 PE의 특성을 비교하여 나타낸 도표이다.
도 3은 해양 환경에서 사용하는 케이블의 요구 방수 특성과 아라미드 사의 방수 시험 결과를 나타낸 도표이다.
도 4는 본 발명에 따른 방수 케이블의 단면 구조를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방수 케이블의 제조 과정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 방수 케이블의 쉬스 재료가 가진 특성들을 나타내는 도표이다.
도 7은 기존의 FCV 케이블과 본 발명에 따른 방수 케이블의 반복 굽힘 시험 결과를 비교하여 나타낸 도표이다.
도 8은 본 발명의 방수 케이블과 기존의 FCV 케이블에 대한 절연저항상수 시험결과를 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 방수 케이블과 기존의 FCV 케이블에 대한 흡수율 시험결과를 비교하여 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 4에는 본 발명에 따른 방수 케이블의 단면 구조를 보인 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방수 케이블은, 중심으로부터 외측으로 도체(10), 절연층(20), TPU(Thermoplastic PolyUrethane) 쉬스(30)로 이루어진다.

일 실시예에 있어서, 상기 절연층(20)은 PVC 레진으로 이루어진다. 즉, 일반적인 FCV 케이블에서 XLPE로 절연층을 구성하는 것을 채용하지 않고 PVC 레진 절연층으로 구성한 것이다.

PVC 레진 절연층(20)은, 바람직하게 PVC로 소정 두께의 절연체(21)를 구성하고, 그 PCV 절연체(21)의 표면에 클로로술포네이티드 폴리 레진(Chlorosulfonated Poly Resin) 고무 코팅층(22)을 입힌 것이다.

PVC로 절연체(21)로 케이블에 유연성을 확보하고(예를 들어, 도 2 참조), 클로로술포네이티드 폴리 레진 고무 코팅층(22)으로 PVC 절연체(21)의 방수특성을 보강하게 된다.

도 5의 도표에서 알 수 있는 바와 같이, 쉬스를 TPU 쉬스(30)로 구성하는 것에 의해, 케이블 표면부의 내마모성과 유연성을 향상시킬 수 있고 차수성도 양호하게 유지할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 방수 케이블의 제조 과정은, 도체(10)를 제작한 다음, 도체(10) 위에 PVC로 절연체(21)를 일정 두께 형성한다. 이어서, PVC 절연체(21)의 표면에 폴리 클로로술포네이티드를 입혀 경화시켜 고무 코팅층(22)을 형성하고, 마지막으로 TPU 쉬스 작업을 행하여 제조한다.

도 7은 기존의 FCV 케이블과 본 발명에 따른 방수 케이블의 반복 굽힘 시험 결과를 비교하여 나타낸 도표이고, 도 8은 본 발명의 방수 케이블과 기존의 FCV 케이블에 대한 흡수율 시험결과를 비교하여 나타내는 그래프이고, 도 9는 절연저항상수 시험결과를 비교하여 나타내는 그래프이다.

기존의 XLPE 절연 PVC 시스의 FCV 케이블과 동일한 두께로, PVC 절연 후 폴리 클로로술포네이티드 고무로 표면을 코팅하고 그 위에 TPU 쉬스를 행하여 30SQ 케이블을 만든 후, 서로 물성을 비교 평가하였다.

그 결과, 도 7에 나타낸 도표와 같이, 45도로 반복적으로 굽혔을 때, 기존의 FCV 케이블 제품의 경우에는 300회 이후에 표면에서 크랙이 발견되었으나, 본 발명에 따른 PVC 레진 절연 TPU 쉬스 케이블의 경우에는 기존 FCV 대비 70% 이상인 500회 이상에서 표면 크랙이 발견되었다.

이는 바다에서 전선이 노출되었을 때나 이동용 케이블을 움직였을 때 기존 케이블에 비해 도체가 해수에 노출될 위험성이 줄어든 것이다.

또한, 고온(약 75℃)의 염수에 상기의 두 케이블을 침수시켜 놓고 흡수율(도 8 참조)과 절연저항상수(도 9 참조)도 본 발명에 따른 케이블이 낮게 측정되었으며, 이로써 본 발명에 따른 케이블의 방수능력이 크게 향상된 것을 알 수 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

10 : 도체
20 : 절연층
21 : 절연체
22 : 고무 코팅층
30 : 쉬스

Claims (2)

1. 중심으로부터 외측으로, 도체(10);
   상기 도체(10)의 외주에 형성되는 PVC 레진 절연층(20);
   상기 절연층(20) 외주에 형성되는 TPU 쉬스(30)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수 케이블.
2. 제1항에 있어서,
   상기 PVC 레진 절연층(20)은,
   PVC 재질의 절연체(21)의 표면에 클로로술포네이티드 폴리 레진 고무 코팅층(22)을 입힌 것을 특징으로 하는 방수 케이블.

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