KR20170088408A - 접합형 전력 케이블 및 그 제조 방법 - Google Patents

접합형 전력 케이블 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20170088408A
KR20170088408A KR1020177017458A KR20177017458A KR20170088408A KR 20170088408 A KR20170088408 A KR 20170088408A KR 1020177017458 A KR1020177017458 A KR 1020177017458A KR 20177017458 A KR20177017458 A KR 20177017458A KR 20170088408 A KR20170088408 A KR 20170088408A
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플레밍 크로그
페테르 프리베리
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엔케이티 에이치브이 케이블스 게엠베하
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Abstract

본 개시물은, 복수의 섹션들 (13a, 13b) 을 포함하는 전도체 (13), 및 전도체 (13) 를 인클로징하는 전기 절연 시스템 (11; 11') 을 포함하는 전도성 코어 (9), 및 전도성 코어 (9) 를 인클로징하는 시스 (7) 를 포함하는 전력 케이블 (5) 에 관련되며, 전도체 (13) 의 복수의 섹션들 (13a, 13b) 중 하나는 제 1 전도체 섹션 (13a) 이고, 전도체의 복수의 섹션들 (13a, 13b) 중 다른 하나는 제 2 전도체 섹션 (13b) 이고, 제 1 전도체 섹션 (13a) 은 제 1 전도체 섹션 (13a) 에 대해 제 1 전류용량을 제공하는 제 1 횡단면 레이아웃을 갖고, 제 2 전도체 섹션 (13b) 은 제 2 전도체 섹션 (13b) 에 대해 제 2 전류용량을 제공하는 제 2 횡단면 레이아웃을 가지며, 제 1 전류용량이 제 2 전류용량보다 더 높고, 복수의 섹션들 (13a, 13b) 은 열적으로 접합되고, 전기 절연 시스템 (11) 은 전도체 (13) 의 제 1 전도체 섹션 (13a) 으로부터 제 2 전도체 섹션 (13b) 까지 연속적으로 연장한다. 또한 전력 케이블을 제조하는 방법이 제시된다.

Description

접합형 전력 케이블 및 그 제조 방법{JOINTED POWER CABLE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 개시물은 일반적으로 전력 케이블들에 관한 것이다. 특히, 본 개시물은 서로에 대해 상이한 기하학적 구조를 갖는 전도체 섹션들을 포함하는 전도성 코어를 갖는 접합형 전력 케이블, 및 그러한 전력 케이블의 제조 방법에 관한 것이다.
고전압 전력 케이블 경로의 부분을 따라 핫 스팟들의 존재가 일반적으로 고전압 케이블 설계에서 고려되어야 한다. 핫 스팟들은 전류용량, 즉 전도체 또는 디바이스가, 전력 케이블의 즉각적인 또는 점진적인 열화를 지속하기 전에 반송할 수 있는 전류의 최대 양을 감소시킨다. 전도체 저하보다 더 일반적으로, 보통 전도체에서 생성되는 열은 전도체를 절연하는 전기 절연 시스템을 손상시킬 수도 있다.
핫 스팟들은 전력 케이블의 근방에서 환경적 영향들로 인해 발생한다. 이것은 예를 들어 전력 케이블 경로를 따라 토양의 특정 조성의 결과일 수도 있으며, 이는 일부 영역들에서 불충분한 열 방산 특성들을 가질 수도 있어서, 열 방출 전력 케이블에 대해 더 높은 주위 온도를 초래한다. 또 다른 예는, 예를 들어 몇몇 전력 케이블이 근접하여 위치될 때, 전력 케이블 경로가 외부 열 소스들을 통과하는 위치이다.
역사적으로, 핫 스팟들로 인하여, 전체 고전압 케이블은 고전압 케이블 경로를 따라 발생하는 최악의 조건들에 따라 설계되게 된다. 이것은 보통 전체 케이블의 직경이 최악의 조건들에 기초하여 치수화되어야 하는 것을 의미하게 되며, 케이블의 오버 치수화, 및 이와 연관된 높은 비용을 초래한다.
위의 문제에 대해 알려진 해결방안은, 전력 케이블 경로를 따라 그 조건들에 기초하여 이러한 경로를 따라 고전압 전력 케이블의 전도체를 적응시키는 것이다. 이에 의해 동일한 전력 전송 용량이 케이블의 전체 길이를 따라 달성될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 고전압 전력 케이블의 전도성 코어는 상이한 횡단면 레이아웃 및 기하학적 구조를 갖는 수개의 전도체 섹션들을 포함할 수도 있다. 전도체의 길이의 대부분은 예를 들어, 상대적으로 비용이 저렴한 전도체 구성이지만, 상대적으로 낮은 전류용량을 갖는, 컴팩트형 타입일 수도 있어서, 그것이 주위 열 변동들에 더 민감하게 한다. 핫 스팟들에 위치되는 전도체의 섹션들은 더 높은 전류 용량을 갖고, 이에 따라 일반적으로 비용이 더 높은 타입일 수도 있다. 그러한 전도체의 일 예가 세그먼트형 타입인 전도체, 즉 밀리컨 (Milliken) 전도체이다.
상이한 전도체 섹션들, 예를 들어 상술한 바와 같은, 컴팩트형 타입의 전도체 및 세그먼트형 타입의 전도체의 접합은 보통 전도체들의 볼트 접속을 수반하며, 접합체는 각각의 전기적 페이즈에 대해 2 개의 접합된 전도체들을 인클로징한다. 외부 슬리브 또는 칼라는 접합형 전력 케이블의 모든 전기적 페이즈들의 접합체들을 인클로징하고, 이로써 단단하고 강건한 접합을 형성한다. 전력 케이블이 아머 (armour) 와이어들을 갖는 경우, 이들은 외부 슬리브에 클래핑되거나 용접된다.
하지만, 위의 타입의 접합 동작들은 시간 소모적이고 비용이 높다. 단단한 접합을 설치하는 것은 보통 매우 상당한 비용과 결합되는데, 이는 예를 들어 부설 선박 및 승무원이 설치로 며칠을 보내야 하기 때문이다.
따라서, 본 개시물의 목적은 종래의 문제들을 해결하거나 적어도 완화시키는 전력 케이블 및 전력 케이블을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이로써, 본 개시물의 제 1 양태에 따라, 복수의 섹션들을 포함하는 전도체, 및 전도체를 인클로징하는 전기 절연 시스템을 포함하는 전도성 코어, 및 전도성 코어를 인클로징하는 시스 (sheath) 를 포함하는 전력 케이블이 제공되고, 전도체의 복수의 섹션들 중 하나는 제 1 전도체 섹션이고, 전도체의 복수의 섹션들 중 다른 하나는 제 2 전도체 섹션이고, 제 1 전도체 섹션은 제 1 전도체 섹션에 대해 제 1 전류용량을 제공하는 제 1 횡단면 레이아웃을 갖고, 제 2 전도체 섹션은 제 2 전도체 섹션에 대한 제 2 전류용량을 제공하는 제 2 횡단면 레이아웃을 가지며, 제 1 전류용량이 제 2 전류용량보다 더 높고, 복수의 섹션들은 열적으로 접합되고, 전기 절연 시스템은 전도체의 제 1 전도체 섹션으로부터 제 2 전도체 섹션까지 연속적으로 연장한다.
열적으로 접합된 복수의 섹션들에 의해, 전력 케이블의 제조 프로세스 동안, 즉 팩토리에서, 접합형 전력 케이블이 달성될 수 있다. 이를 위해서, 전체 접합형 전력 케이블이 단일 피스에서 케이블 부설을 위한 설치의 사이트에 편리하게 이송될 수도 있고, 그 결과 핫 스팟 위치들에서의 온-사이트 (on-site) 접합이 충분히 회피될 수 있다. 특히 접합체들에서, 종래 기술의 단단하거나 경질의 접합 전력 케이블의 취급어려움 (unwieldiness) 으로 인해, 이것이 많은 전송 어려움들 없이 가능하지 않았다. 따라서 온 사이트 설치의 시간이 실질적으로 감소될 수도 있어서, 더 낮은 설치 비용을 초래한다.
일 실시형태에 따라, 제 1 전도체 섹션은 복수의 스트랜드 (strand) 를 포함하고, 제 1 횡단면 레이아웃은 제 1 스트랜드 구성이다.
일 실시형태에 따라, 제 2 전도체 섹션은 복수의 스트랜드들을 포함하고, 제 2 횡단면 레이아웃은 제 2 스트랜드 구성이다.
일 실시형태에 따라, 제 1 전도체 섹션은 세그먼트형 전도체이다.
일 실시형태에 따라, 제 2 전도체 섹션은 컴팩트형 전도체이다.
일 변형에 따라, 복수의 섹션들은 용접에 의해 열적으로 접합된다.
일 변형에 따라, 제 1 전도체 섹션 및 제 2 전도체 섹션은 열적으로 접합된다.
일 실시형태에 따라, 전도체는 복수의 섹션들 중 하나의 섹션을 정의하는 접합 부재를 포함하고, 제 1 전도체 섹션은 접합 부재의 일 단부에서 접합 부재와 열적으로 접합하고, 제 2 전도체 섹션은 접합 부재의 다른 단부에서 접합 부재와 열적으로 접합된다.
일 실시형태에 따라, 전력 케이블은 고전압 전력 케이블이다.
일 실시형태에 따라, 전력 케이블은 해저 케이블이다.
본 개시물의 제 2 양태에 따라, 전력 케이블을 제조하는 방법이 제공되고, 방법은, a) 제 1 전도체를 제공하는 단계로서, 제 1 전도체는 제 1 전류용량을 제공하는 제 1 횡단면 레이아웃을 갖는, 상기 제 1 전도체를 제공하는 단계, b) 제 2 전도체를 제공하는 단계로서, 제 2 전도체는 제 2 전류용량을 제공하는 제 2 횡단면 레이아웃을 갖고, 제 1 전류용량은 제 2 전류용량보다 더 높은, 상기 제 2 전도체를 제공하는 단계, c) 제 1 전도체 및 제 2 전도체를 열적으로 접합하는 단계로서, 이에 의해 제 1 전도체는 전도체의 제 1 전도체 섹션을 형성하고 제 2 전도체는 전도체의 제 2 전도체 섹션을 형성하는, 상기 열적으로 접합하는 단계, 또는 c') 제 1 전도체 및 제 2 전도체 사이에 접합 부재를 제공하고, 제 1 전도체 및 제 2 전도체와 접합 부재를 열적으로 접합하는 단계로서, 제 1 전도체는 전도체의 제 1 전도체 섹션을 형성하고, 제 2 전도체는 전도체의 제 2 전도체 섹션을 형성하는, 상기 접합 부재를 제공하고 열적으로 접합하는 단계, d) 제 1 전도체 섹션으로부터 제 2 전도체 섹션까지 연속적으로 연장하는 전기 절연 시스템에 의해 제 1 전도체 섹션 및 제 2 전도체 섹션을 절연시킴으로써, 전도성 코어를 형성하는 단계, 및 e) 시스에 의해 전도성 코어를 인클로징하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에 따라, 제 1 전도체 섹션은 복수의 스트랜드를 포함하고 제 1 횡단면 레이아웃은 제 1 스트랜드 구성이다.
일 실시형태에 따라, 제 2 전도체 섹션은 복수의 스트랜드를 포함하고, 제 2 횡단면 레이아웃은 제 2 스트랜드 구성이다.
일 실시형태에 따라, 단계 c) 에서, 제 1 전도체 및 제 2 전도체는 용접에 의해 열적으로 접합되고, 또는 단계 c') 에서, 제 1 전도체, 접합 부재 및 제 2 전도체는 용접에 의해 열적으로 접합된다.
일 실시형태에 따라, 제 1 전도체 섹션은 세그먼트형 전도체이다.
일 실시형태에 따라, 제 2 전도체 섹션은 컴팩트형 전도체이다.
일 실시형태에 따라, 전력 케이블은 고전압 전력 케이블이다.
일 실시형태에 따라, 전력 케이블은 해저 케이블이다.
일반적으로, 청구항들에서 사용된 모든 용어들은 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않으면, 기술 분야에서의 그 통상의 의미에 따라 해석되어야 한다. 일(a/an)/엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단 등에 대한 모든 참조들은 달리 명시적으로 언급되지 않으면, 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단 등의 적어도 하나의 경우를 지칭하는 것으로 개방적으로 해석되어야 한다. 게다가, 방법의 단계들은 명시적으로 언급되지 않으면 반드시 나타낸 순서로 수행되어야 할 필요는 없다.
이제 발명의 개념의 구체적인 실시형태들이 첨부 도면들을 참조하여 예시로서 기재될 것이다.
도 1a 는 2 개의 전도체 코어들의 사시도이다.
도 1b 는 상이한 전류용량을 갖는 제 1 전도체 섹션 및 제 2 전도체 섹션을 포함하는 전력 케이블의 일 예의 사시도를 나타낸다.
도 2 는 도 1b 에서의 전력 케이블의 전도체들의 2 개의 예들의 횡단면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3c 는 상이한 전류용량을 갖는 제 1 전도체 섹션 및 제 2 전도체 섹션을 포함하는 전력 케이블의 일 예의 사시도들을 나타낸다.
도 4 는 도 1b 및 도 3b 에서의 전력 케이블들을 제조하는 방법을 나타낸다.
이제 발명의 개념이 예시의 실시형태들이 나타나 있는 첨부 도면들을 참조하여 이후 더 충분히 기재될 것이다. 하지만, 발명의 개념은 많은 상이한 형태들로 구현될 수도 있고 본 명세서에 기술된 실시형태들에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며; 오히려, 이들 실시형태들은 이 개시물이 철저하고 완전하게 되도록 그리고 당업자에게 발명의 개념의 범위를 충분히 전달하도록 예시로서 제공된다. 기재 전체에 걸쳐 같은 번호들은 같은 엘리먼트들을 지칭한다.
도 1a 는 전력 케이블의 단일 전도체를 형성하기 위한 그 열적 접합 전의 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 의 일 예를 도시한다. 제 1 전도체 (1) 는 제 1 횡단면 레이아웃, 즉 제 2 횡단면 기하학적 구조를 갖는다. 제 1 횡단면 레이아웃은 제 1 전도체 (1) 의 제 1 전류용량에 대한 상승을 제공 또는 부여한다. 제 2 전도체 (3) 는 제 2 횡단면 레이아웃, 즉 제 2 횡단면 기하학적 구조를 갖는다. 제 2 횡단면 레이아웃은 제 2 전도체 (3) 의 제 2 전류용량에 대한 상승을 제공 또는 부여한다. 따라서, 제 1 횡단면 레이아웃 및 제 2 횡단면 레이아웃은 상이하다. 제 1 전류용량은 제 2 전류용량보다 크다. 따라서, 제 1 전도체 (1) 는 제 2 전도체 (3) 보다 더 높은 전류 반송 용량을 갖는다. 이러한 특성은, 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 의 횡단면 레이아웃들에 의해 반영되는, 전도체 설계에 기인하여 획득된다.
도 1a 및 도 1b 에서의 예에 따라, 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 양자는 동일하거나 또는 본질적으로 동일한 직경을 갖는다.
제 1 전도체 (1) 는 일 변형에 따라 제 2 전도체 (3) 와 열 접합하기 전에 전기 절연 시스템 (1a) 을 포함할 수도 있다. 제 2 전도체 (3) 는 일 변형에 따라 제 1 전도체 (1) 와 열 접합하기 전에 전기 절연 시스템 (3a) 을 포함할 수도 있다. 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 에 의해 형성된 전력 케이블의 제조 프로세스의 추가적인 상세들 및 변형들은 도 4 를 참조하여 기재될 것이다.
도 1b 는 내부가 노출된, 전력 케이블 (5) 의 사시도를 나타낸다. 전력 케이블 (5) 은 시스 (7), 즉 외부 시스, 전기 절연 시스템 (11), 및 전도체 (13) 를 포함한다. 전기 절연 시스템 (11) 은 전도체 (13) 를 전기적으로 절연하기 위해 배열된다. 따라서, 전기 절연 시스템 (11) 은 전도체 (13) 를 인클로징, 즉 전도체 (13) 주위에 배열된다.
시스 (7) 는 전기 절연 시스템 (11) 을 인클로징하고 이로써 전도체 (13) 를 또한 인클로징한다. 시스 (7) 는 환경적 영향으로부터 전기 절연 시스템 (11) 의 보호를 제공한다. 시스 (7) 는 예를 들어 열가소성 또는 열경화성 폴리머로 이루어질 수도 있다.
전력 케이블 (5) 또는 그 변형들은, 부가 층들, 예를 들어 아머층, 예를 들어 아머 와이어들, 및/또는 금속성 시스, 예를 들어 골이진 (corrugated) 시스를 포함할 수도 있다. 게다가, 전기 절연 시스템 (11) 은 하나 이상의 층들, 예를 들어 내부 반전도체층, 중간 폴리머층, 및 외부 반전도체층을 포함할 수도 있다.
전도체 (13) 는 복수의 섹션들을 포함한다. 도 1b 에 나타낸 변형에 따라, 복수의 섹션들은 제 1 전도체 섹션 (13a) 및 제 2 전도체 섹션 (13b) 으로 구성된다. 제 1 전도체 섹션 (13a) 은 도 1a 에 나타낸 제 1 전도체 (1) 에 의해 정의되고, 제 2 전도체 섹션 (13b) 은 또한 동일한 도면에 나타낸 제 2 전도체 (3) 에 의해 정의된다. 이들이 열적으로 접합될 때, 이들은 전도체 (13) 를 형성한다.
전기 절연 시스템 (11) 은 제 1 전도체 섹션 (13a) 으로부터 제 2 전도체 섹션 (13b) 까지 연속적으로 연장한다. 이로써 전기 절연 시스템 (11) 은 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 의 열적 접합에 의해 형성된 접합을 커버한다. 전도체 (13) 및 전기 절연 시스템은 전도성 코어 (9) 를 정의한다.
복수의 섹션들의 부분들은 열적으로 접합된다. 따라서, 복수의 섹션들이 제 1 전도체 (13a) 및 제 2 전도체 (13b) 로 구성되는, 도 1b 에서의 예에 따라, 제 1 전도체 섹션 (13a) 및 제 2 전도체 섹션 (13b) 이 열적으로 접합된다. 제 1 전도체 섹션 (13a) 및 제 2 전도체 섹션 (13b) 은 예를 들어 용접 또는 브레이징에 의해 열적으로 접합될 수도 있다.
제 1 전도체 섹션 (13a) 및 제 2 전도체 섹션 (13b) 중 적어도 하나는 스트랜드된다. 따라서, 제 1 전도체 섹션 (13a) 및 제 2 전도체 섹션 (13b) 중 적어도 하나는 스트랜드형 구성인 횡단면 레이아웃을 갖는다. 스트랜드형 전도체는 전도체를 정의하는 복수의 스트랜드들을 포함한다. 스트랜드들은 복수의 방식들로 배열될 수도 있다. 스트랜드형 전도체는 예를 들어, 컴팩트되고, 세먼트되고, 원형 스트랜드되거나, 키스톤 또는 사다리꼴 전도체일 수도 있다.
도 2 는 제 1 전도체 (1), 즉 제 1 전도체 섹션 (13a) 및 제 2 전도체 (3), 즉 제 2 전도체 섹션 (13b) 의 가능한 횡단면들의 예들을 나타낸다. 예에 따라, 제 1 전도체 섹션 (13a) 은 세그먼트되는 제 1 횡단면 레이아웃을 가지며, 제 2 전도체 섹션 (13b) 은 컴팩트되는 제 2 횡단면 레이아웃을 갖는다. 양자의 전도체들이 동일한 재료로 이루어지는 경우, 컴팩트형 전도체는 일반적으로 컴팩트형 전도체의 직경과 본질적으로 동일한 직경을 갖는 세그먼트형 전도체 보다 낮은 전류용량을 갖는다. 따라서, 일 실시형태에 따라, 제 1 전도체 섹션 (13a) 은 세그먼트형 전도체이고 제 2 전도체 섹션 (13b) 은 컴팩트형 전도체이다.
일 변형에 따라, 제 1 전도체 섹션 (13a) 및 제 2 전도체 섹션 (13b) 중 하나는 고체일 수도 있다. 이 경우, 고체가 아닌 섹션이 스트랜드된다.
도 3a 내지 도 3c 는 전력 케이블의 또 다른 예를 나타낸다. 전력 케이블 (5') 은 복수의 섹션들, 즉 제 1 전도체 섹션 (13a'), 제 2 전도체 섹션 (13b') 을 갖는 전도체 (13'), 및 전도체 (13') 의 섹션으로서 보여질 수도 있는 접합 부재 (8) 를 포함한다. 접합 부재 (8) 는 전기 전도성이고 제 1 전도체 섹션 (13a') 과 제 2 전도체 섹션 (13b') 사이에 배열된다. 따라서, 전력 케이블 (5') 은 제 1 전도체 섹션 (13a') 을 형성하는 제 1 전도체 (1'), 제 2 전도체 섹션 (13b') 을 형성하는 제 2 전도체 (3'), 및 접합 부재 (8) 로부터 제조된다. 복수의 섹션들은 열적으로 접합된다. 특히, 제 1 전도체 (1') 는 접합 부재 (8) 의 일 단부에서 접합 부재 (8) 와 열적으로 접합되고 제 2 전도체 (3') 는 접합 부재 (8) 의 다른 단부에서 접합 부재 (8) 와 열적으로 접합되어 전도체 (13') 를 형성한다.
제 1 전도체 섹션 (13a') 은 제 1 횡단면 레이아웃을 갖고 제 2 전도체 섹션 (13b') 는 제 1 횡단면 레이아웃과 상이한 제 2 횡단면 레이아웃을 갖는다. 도 1b 에서의 전력 케이블 (5) 에 비교하여 차이는, 제 1 전도체 섹션 (13a') 이 제 2 전도체 섹션 (13b") 의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다는 것이다. 이것은 또한 제 1 전도체 섹션 (13a') 의 전류용량을 증가시킨다.
접합 부재 (8) 는 상이한 직경들을 갖는 2 개의 전도체들을 접합하는 브리지로서 작용하도록 배열된다. 접합 부재 (8) 는 제 1 전도체 (1') 의 직경에 대응하는 직경을 갖는 제 1 단부 및 제 2 전도체 (3') 의 직경에 대응하는 제 2 단부를 갖는다. 따라서, 접합 부재 (8) 는 접합 부재 (8) 의 제 1 단부로부터 접합 부재 (8) 의 제 2 단부까지의 방향으로 테이퍼링하는, 테이퍼링 형상을 갖는다. 접합 부재 (8) 의 제 1 단부는 제 1 전도체 (1') 와 열적으로 접합되도록 배열되고 제 2 단부는 제 2 전도체 (3') 와 열적으로 접합되도록 배열된다. 접합 부재 (8) 는 예를 들어 고체 금속으로 이루어질 수도 있다.
제 1 전도체 섹션 (13a') 을 정의하는 제 1 전도체 (1') 는 일 변형에 따라 접합 부재 (8) 와, 그리고 이에 따라 제 2 전도체 (3') 와 열 접합하기 전에 전기 절연 시스템 (1a') 을 포함할 수도 있다. 제 2 전도체 (3') 는 일 변형에 따라 접합 부재 (8) 와 그리고 이에 따라 제 1 전도체 (1') 와 열 접합하기 전에 전기 절연 시스템 (3a') 을 포함할 수도 있다. 제 1 전도체 (1') 및 제 2 전도체 (3') 에 의해 형성된 전력 케이블의 제조 프로세스의 추가적인 상세들 및 변형들은 도 4 를 참조하여 기재될 것이다.
도 1b 에 나타낸 예와 유사하게, 전력 케이블 (5') 은 제 1 전도체 섹션 (13a') 으로부터 제 2 전도체 섹션 (13b') 까지 연속적으로 연장하는, 전기 절연 시스템 (11'), 및 시스 (7'), 즉 외부 시스를 포함한다. 전기 절연 시스템 (11') 은 하나 이상의 층들을 포함하고 전도체 (13') 와 함께 전도성 코어 (9') 를 형성할 수도 있다. 게다가, 전력 케이블 (5') 은 또한 도 1b 에 개시되지 않은 하나 이상의 부가 층들, 예를 들어 아머층 및/또는 골이진 시스를 포함할 수도 있다.
이제 전력 케이블 (5, 5') 을 제조하는 방법들이 도 4 를 참조하여 더 상세하게 기재될 것이다.
단계 a) 에서, 제 1 전도체 (1, 1') 가 제공된다. 제 1 전도체는 제 1 전도체 섹션 (13a, 13a') 에 제 1 전류용량을 제공하는 제 1 횡단면 레이아웃을 갖는다.
단계 a) 에서, 제 1 전도체 (1, 1') 에는 일 변형에 따라 예를 들어 압출 프로세스로 전기 절연 시스템이 제공될 수도 있다. 대안으로, 제 1 전도체 (1, 1') 는 네이크 (nake) 될 수도 있으며, 즉 제조 프로세스에서의 그 시점에서 전기 절연 시스템이 없을 수도 있다.
단계 a) 에서 제 1 전도체 (1, 1') 에 전기 절연 시스템이 제공되고, 이로써 제 1 전도성 코어를 형성하는 경우, 전기 절연 시스템의 일 부분이 제 1 전도성 코어의 일 단부에서 제거될 수도 있어서, 단계 c) 에서 제 2 전도체 (3, 3') 와 열 접합하는 것을 가능하게 한다.
단계 b) 에서, 제 2 전도체 (3, 3') 가 제공된다. 제 2 전도체 (3, 3') 는 제 2 전도체 섹션에 대해 제 2 전류용량을 제공하는 제 2 횡단면 레이아웃을 갖는다. 제 1 전류용량은 제 2 전류용량보다 더 높다.
단계 b) 에서, 제 2 전도체 (3, 3') 에는 일 변형에 따라, 예를 들어 압출 프로세스로 전기 절연 시스템이 제공될 수도 있다. 대안으로, 제 1 전도체 (1, 1') 는 네이크될 수도 있으며, 즉 제조 프로세스에서의 그 시점에서 전기 절연 시스템이 없을 수도 있다.
제 2 전도체 (3, 3') 에 단계 b) 에서 전기 절연 시스템이 제공되고, 이로써 제 2 전도성 코어를 형성하는 경우, 전기 절연 시스템의 일 부분이 제 2 전도성 코어의 일 단부에서 제거될 수도 있어서, 단계 c) 에서 제 1 전도체 (1, 1') 와 열 접합하는 것을 가능하게 한다.
제 1 전도체 (1) 의 직경 및 제 2 전도체 (3) 의 직경이 본질적으로 동일한 경우, 단계 c) 에서 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 는 열적으로 접합된다. 이들은 예를 들어 용접 또는 브레이징에 의해 열적으로 접합될 수도 있다. 따라서, 제 1 전도체 (1) 는 전도체 (13) 의 제 1 전도체 섹션 (13a) 을 형성하고 제 2 전도체 (3) 는 전도체 (13) 의 제 2 전도체 섹션 (13b) 을 형성한다.
단계 d) 에서, 제 1 전도체 섹션 및 제 2 전도체 섹션은 제 1 전도체 섹션으로부터 제 2 전도체 섹션까지 연속적으로 연장하는 전기 절연 시스템에 의해 절연되고, 이로써 전도성 코어를 형성한다.
제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 가 네이크되는, 즉 전기 절연 시스템이 없는 이벤트에서, 단계 c) 전에, 단계 d) 에서, 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 를 열적으로 접합하는 것에 의해 획득된 접합형 전도체의 절연은 압출을 수반할 수도 있다. 따라서, 전체 접합형 전도체 (13) 는 전기 절연 시스템을 정의하는 코팅을 획득하기 위해 압출 프로세스 처리될 수도 있다.
대안으로, 이전에 언급된 바와 같이, 단계 c) 전에, 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 에 각각의 전기 절연 시스템이 이미 제공될 수도 있다. 이 경우 단계 d) 는 열적 접합에 의해 획득된 접합 주위에, 그리고 전기 절연 시스템에 의해 커버되지 않은 임의의 영역 주위에 절연 재료의 하나 이상의 층들을 와인딩하는 것에 의해 제 1 전도체 섹션 (13a) 및 제 2 전도체 섹션 (13b) 을 절연시키고, 그 후 이 절연 재료를 경화시키는 것을 수반하여 제 1 전도체 섹션 (13a) 로부터 제 2 전도체 섹션 (13b) 까지 연속적으로 연장하는 전기 절연 시스템 (11) 을 획득할 수도 있다.
단계 c) 에 대한 대안으로서, 도 3a 내지 도 3c 의 예들에서와 같이, 제 1 전도체 (1') 의 직경 및 제 2 전도체 (3') 의 직경이 상이한 경우, 대안의 단계 c') 에서, 제 1 전도체 (1') 는 접합 부재 (8) 의 일 단부와 열적으로 접합될 수도 있고 제 2 전도체 (3') 는 접합 부재 (8) 의 다른 단부와 열적으로 접합될 수도 있다. 특히, 제 1 전도체 (1') 의 직경에 대응하는 접합 부재 (8) 의 단부가 제 1 전도체 (1') 와 열적으로 접합되고 다른 단부, 즉 제 2 전도체 (3') 의 직경에 대응하는 단부는 제 2 전도체 (3') 와 열적으로 접합된다.
단계 c') 가 수행되어야 하는 경우, 제 1 전도체 (1) 및 제 2 전도체 (3) 에는 이롭게 단계 c') 전에, 각각의 전기 절연 시스템이 이미 제공될 수도 있다. 이 경우, 단계 d) 는 제 1 전도체 섹션 (13a'), 제 2 전도체 섹션 (13b'), 및 이 사이에 배열된 접합 부재 (8) 를, 열 접합에 의해 획득된 접합 주위에, 그리고 전기 절연 시스템에 의해 커버되지 않은 임의의 영역 주위에 절연 재료의 하나 이상의 층들을 와인딩하는 것에 의해 절연시키고, 그 후 이 절연 재료를 경화시키는 것을 수반하여 제 1 전도체 섹션 (13a') 로부터 제 2 전도체 섹션 (13b') 까지 연장하고, 또한 접합 부재 (8) 를 커버하는 전기 절연 시스템 (11') 을 획득할 수도 있다.
단계 e) 에서 전도성 코어 (9, 9') 는 시스 (7, 7') 에 의해 인클로징된다.
전력 케이블의 전기적 페이즈들의 수에 의존하여, 다수의 전도성 코어들이 시스 내에 배열될 수도 있으며, 예를 들어 전력 케이블이 DC 케이블인 경우 하나의 전도성 코어, 전력 케이블이 3-페이즈 AC 케이블인 경우 3 개의 전도성 코어들이 배열될 수도 있다. 각각의 것은 위에 기재된 방식들로 제작될 수도 있다.
본 명세서에 제시된 전력 케이블은 예를 들어 해저 어플리케이션들 또는 육상 어플리케이션들에서, 예를 들어 전력 송신 또는 전력 분산을 위해 활용될 수도 있다는 것이 예상된다. 제 1 전도체 및 제 2 전도체는 예를 들어 구리 또는 알루미늄으로 이루어질 수도 있다.
발명의 개념은 주로 몇몇 예들을 참조하여 위에 기재되었다. 하지만, 당업자에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, 위에 개시된 예들 이외에 다른 실시형태들이 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 발명의 개념의 범위 내에서 동등하게 가능하다.

Claims (18)

  1. 전력 케이블 (5; 5') 로서,
    복수의 섹션들 (13a, 13b; 13a', 13b', 8) 을 포함하는 전도체 (13; 13'), 및 상기 전도체 (13; 13') 를 인클로징하는 전기 절연 시스템 (11; 11') 을 포함하는 전도성 코어 (9; 9'), 및
    상기 전도성 코어 (9; 9') 를 인클로징하는 시스 (7; 7') 를 포함하고,
    상기 전도체 (13; 13') 의 복수의 섹션들 (13a, 13b; 13a', 13b', 8) 중 하나는 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 이고, 상기 전도체의 복수의 섹션들 (13a, 13b; 13a', 13b', 8) 중 다른 하나는 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 이고, 상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 은 상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 에 대해 제 1 전류용량을 제공하는 제 1 횡단면 레이아웃을 갖고, 상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 은 상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 에 대해 제 2 전류용량을 제공하는 제 2 횡단면 레이아웃을 가지며, 상기 제 1 전류용량이 상기 제 2 전류용량보다 더 높고,
    상기 복수의 섹션들 (13a, 13b; 13a', 13b', 8) 은 열적으로 접합되고, 상기 전기 절연 시스템 (11; 11') 은 상기 전도체 (13; 13') 의 상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 으로부터 상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 까지 연속적으로 연장하는, 전력 케이블 (5; 5').
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 은 복수의 스트랜드 (strand) 를 포함하고, 상기 제 1 횡단면 레이아웃은 제 1 스트랜드 구성인, 전력 케이블 (5; 5').
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 은 복수의 스트랜드를 포함하고, 상기 제 2 횡단면 레이아웃은 제 2 스트랜드 구성인, 전력 케이블 (5; 5').
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 은 세그먼트형 전도체인, 전력 케이블 (5; 5').
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 은 컴팩트형 전도체인, 전력 케이블 (5; 5').
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 섹션들은 용접에 의해 열적으로 접합되는, 전력 케이블.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전도체 섹션 (13a) 및 상기 제 2 전도체 섹션 (13b) 은 열적으로 접합되는, 전력 케이블 (5).
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도체는 상기 복수의 섹션들 (13a', 13b', 8) 중 하나의 섹션을 정의하는 접합 부재 (8) 를 포함하고, 상기 제 1 전도체 섹션 (13a') 은 상기 접합 부재 (8) 의 일 단부에서 상기 접합 부재 (8) 와 열적으로 접합하고, 상기 제 2 전도체 섹션 (13b') 은 상기 접합 부재 (8) 의 다른 단부에서 상기 접합 부재 (8) 와 열적으로 접합되는, 전력 케이블 (5').
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 케이블은 고전압 전력 케이블인, 전력 케이블 (5; 5').
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 케이블은 해저 케이블인, 전력 케이블 (5; 5').
  11. 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법으로서,
    a) 제 1 전도체 (1; 1') 를 제공하는 단계로서, 상기 제 1 전도체 (1; 1') 는 제 1 전류용량을 제공하는 제 1 횡단면 레이아웃을 갖는, 상기 제 1 전도체 (1; 1') 를 제공하는 단계;
    b) 제 2 전도체 (3; 3') 를 제공하는 단계로서, 상기 제 2 전도체 (3; 3') 는 제 2 전류용량을 제공하는 제 2 횡단면 레이아웃을 갖고, 상기 제 1 전류용량은 상기 제 2 전류용량보다 더 높은, 상기 제 2 전도체 (3; 3') 를 제공하는 단계;
    c) 상기 제 1 전도체 (1) 및 상기 제 2 전도체 (3) 를 열적으로 접합하는 단계로서, 이에 의해 상기 제 1 전도체 (1) 는 전도체 (13) 의 제 1 전도체 섹션 (13a) 을 형성하고 상기 제 2 전도체 (3) 는 상기 전도체의 제 2 전도체 섹션 (13b) 을 형성하는, 상기 열적으로 접합하는 단계; 또는
    c') 상기 제 1 전도체 (1') 및 상기 제 2 전도체 (3') 사이에 접합 부재 (8) 를 제공하고, 상기 제 1 전도체 (1') 및 상기 제 2 전도체 (3') 와 상기 접합 부재 (8) 를 열적으로 접합하는 단계로서, 상기 제 1 전도체 (1') 는 전도체 (13') 의 제 1 전도체 섹션 (13a') 을 형성하고, 상기 제 2 전도체는 상기 전도체 (13') 의 제 2 전도체 섹션 (13b') 를 형성하는, 상기 접합 부재 (8) 를 제공하고 열적으로 접합하는 단계;
    d) 상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 으로부터 상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 까지 연속적으로 연장하는 전기 절연 시스템 (11; 11') 에 의해 상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 및 상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 을 절연시킴으로써, 전도성 코어 (9; 9') 를 형성하는 단계; 및
    e) 시스 (7; 7') 에 의해 상기 전도성 코어 (9; 9') 를 인클로징하는 단계를 포함하는, 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a) 은 복수의 스트랜드를 포함하고 상기 제 1 횡단면 레이아웃은 제 1 스트랜드 구성인, 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 은 복수의 스트랜드를 포함하고, 상기 제 2 횡단면 레이아웃은 제 2 스트랜드 구성인, 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 c) 에서, 상기 제 1 전도체 (1) 및 상기 제 2 전도체 (3) 는 용접에 의해 열적으로 접합되거나, 또는 단계 c') 에서, 상기 제 1 전도체 (1'), 상기 접합 부재 (8) 및 상기 제 2 전도체 (3') 는 용접에 의해 열적으로 접합되는, 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전도체 섹션 (13a; 13a') 은 세그먼트형 전도체인, 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전도체 섹션 (13b; 13b') 은 컴팩트형 전도체인, 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법.
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 케이블 (5; 5') 은 고전압 전력 케이블인, 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법.
  18. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 케이블 (5; 5') 은 해저 케이블인, 전력 케이블 (5; 5') 을 제조하는 방법.
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