KR20170111049A - 내화 케이블 - Google Patents

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KR20170111049A
KR20170111049A KR1020160035780A KR20160035780A KR20170111049A KR 20170111049 A KR20170111049 A KR 20170111049A KR 1020160035780 A KR1020160035780 A KR 1020160035780A KR 20160035780 A KR20160035780 A KR 20160035780A KR 20170111049 A KR20170111049 A KR 20170111049A
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KR1020160035780A
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이호균
노영수
이창섭
김상환
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넥쌍
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Abstract

본 발명은 2개 이상의 내화층을 포함하는 내화 케이블에 관한 것으로서, 상기 케이블에 있어서 제1 내화층은 개별 절연된 도체를 둘러서 위치되고, 제2 내화층은 절연된 도체(들) 전체를 둘러싼다. 본 발명에 따른 내화 케이블은 향상된 내화적 특성을 가지고, 화재시 전기적 특성을 유지할 수 있다.

Description

내화 케이블{FIRE RESISTANT CABLE}
본 발명은 내화 케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적어도 2 이상의 내화층을 포함하는 내화 케이블에 관한 것이다.
산업 현장 등 다양한 분야에서 화재 발생 시에 전기 설비 고장으로 인한 재산 및 인명 손실의 위험에 대비하여 일정 시간 그 본래의 기능인 통전 기능을 유지할 수 있도록 하는 내화 케이블이 개발되어 사용되고 있다. 더욱이, 이러한 내화 특성에 대한 요구 수준은 점차 강화되는 추세이며, 특히 육/해상 플랜트, 빌딩 인프라에 사용되는 케이블 제품일수록 고 내화 특성이 요구된다. 플랜트나, 빌딩 등에 화재 발생 시 인력 탈출 및 대피를 위해 최소한의 시간 동안 핵심설비의 비상용 전원이나 화재 경보기, 스프링쿨러 등의 소방/방재 시스템 가동 유지를 위한 케이블이 필요하다.
3kV 이하의 저압급 케이블에 사용되는 내화적 특성을 가지는 케이블로, 종래 도체-내화층-절연층의 구조를 포함하고, 내화층은 마이카 테이프로 구성되는 내화 케이블이 공지되어 있다. 하지만, 이러한 케이블은 1000℃의 온도에서의 내화적 특성을 만족하지 못한다.
또한, 한국 공개특허 10-2013-0059771에서는 실리콘 코팅된 마이카 테이프로 구성된 내화층을 도체와 절연체 사이 및 절연체 외측 중 선택된 하나 이상에 포함하는 내화 케이블이 제시된다. 하지만, 연합된 코어 외측에 내화층이 포함되는 케이블은 개시하고 있지 않다. 또한, 상기 케이블은 약 830℃의 온도의 시험 조건에서 내화적 특성을 만족하지만, 그 이상의 온도, 바람직하게는 1000℃의 시험 조건에서 내화적 특성을 만족하지 않으며, 수분의 침투로 인한 전기적 특성이 저하된다는 문제점을 가진다.
6kV 이상의 중간전압 또는 고전압에 사용되는 내화성 케이블로, 종래 도체-내부 반도전층-내화층-절연층-외부 반도전층의 구조를 포함하는 내화 케이블이 공지되어 있다. 하지만, 내부 반도전과 절연층 사이에 내화층이 적용되는 경우 내부 반도전과 절연층 사이의 표면이 상대적으로 매끄럽지 못하여 트리 발생에 의한 부분 방전 값이 증가하거나 절연 파괴가 쉽게 일어날 수 있으며 케이블의 주요 특성인 내전압 특성, 부분 방전 특성의 규격을 만족시키지 못하는 문제점이 있다.
반면, 한국 공개 특허 10-2014-0065241에서는 도체-내부반도전층-절연층-내화층-외부반도전층-차폐층의 구조를 가지는 내화 케이블을 개시하고 있다. 하지만 중간전압에서 핵심 역할을 수행하는 절연층과 내화층이 인접하는 경우 로트 별 전기적 특성이 균일하지 않은 문제점이 있다.
따라서, 저압급 또는 중, 고압급 케이블에서 강화된 내화 성능을 만족시키고 화제시에도 전기적 특성을 유지할 수 있는 케이블 제조의 필요성이 여전히 남아있다.
특허문헌 1. 대한민국 공개특허공보 10-2013-0059771 (2013.06.07 공개) 특허문헌 2. 대한민국 공개특허공보 10-2014-0065241 (2014.05.29 공개)
본 발명의 목적은, 전기 케이블, 보다 바람직하게는 내화성 전기 케이블로서 내화 성능을 만족시키고 화재시 전기적 특성을 유지할 수 있는, 적어도 2개 이상의 내화층을 포함하는 내화 케이블을 제공하는 것에 의해 종래 기술의 단점을 극복하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 하기를 포함하는 내화 케이블을 제공한다:
- 하나 혹은 복수의 절연된 세장형 도체, 및
- 2개 이상의 내화층,
상기에서, 제1 내화층은 개별 절연된 도체를 둘러서 위치되고, 제2 내화층은 절연된 도체(들) 전체를 둘러싼다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에서, 내화 케이블은 하기를 포함한다:
- 2개 이상의 절연된 세장형 도체, 및
- 2개 이상의 내화층,
상기에서, 제1 내화층은 개별 절연된 도체를 둘러서 위치되고, 제2 내화층은 절연된 도체들 전체를 둘러싼다.
본 발명에서, 절연된 도체는 적어도 하나의 절연층에 의해 둘러싸인 도체를 포함하고, 절연층은 특히 하나의 전기적 절연층이다.
본 발명에 따른 케이블은 적어도 두 개의 내화층을 개별 절연된 도체 내, 절연된 도체(들) 전체의 외부에 각각 포함함으로써 향상된 내화적 특성을 가진다.
본 발명에 따른 제1 내화층은 절연된 도체를 둘러서 위치되고, 마이카테이프 또는 실리콘 글라스 테이프 단독, 또는 이들 두 종을 감아서 형성될 있다.
본 발명에 따른 제2 내화층은 케이블의 절연된 도체(들) 전체를 둘러싸며 위치하고, 마이카 테이프, 실리콘 글라스 테이프, 실리콘 계열의 컴파운드 및 이들의 조합에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따를 때, 본 발명은 적어도 하나의 수분 방벽층을 더 포함하는 케이블을 제공하고, 여기에서 (i) 제1 내화층은 개별 절연된 도체의 도체 및 절연층 사이에 위치하고, (ii) 제2 내화층은 절연된 도체(들) 전체를 둘러싸며, (iii) 수분 방벽층은 제2 내화층을 둘러싼다. 상기 제1 실시예에 따른 내화 케이블은 저전압용 내화 케이블에 적합하다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 수분 방벽층은 바람직하게는 구리층 또는 니켈 도금된 구리층으로 이루어진다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연층은 바람직하게는 난연성 가교 폴리 에틸렌 (FR-XLPE) 층 또는 실리콘계열/에틸렌프로필렌 이중층으로 이루어진다.
본 발명의 제2 실시예에서, 본 발명은, 케이블의 절연된 도체 내 차폐층을 더 포함하고, 제1 내화층은 상기 차폐층을 둘러싸는 내화 케이블을 제공한다. 이 경우 내화 케이블은 중간 전압 또는 고전압용 내화 케이블에 적합하다.
바람직한 제2 실시예에 대한 일 대안적인 형태에서, 본 발명에 따른 케이블의 개별 절연된 도체는 하기를 포함한다:
- (a) 도체; (b) 상기 도체 외측에 형성되는 제1 반도전층; (c) 상기 제1 반도전층 외측에 형성되는 절연층; (d) 상기 절연층 외측에 형성되는 제2 반도전층; (e) 상기 제2 반도전층 외측에 형성되는 차폐층; 및 (f) 상기 차폐층 외측에 형성되는 본 발명에 따르는 제1 내화층.
본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 내화층은 바람직하게는 마이카테이프, 실리콘 글라스 테이프 또는 이들의 조합으로 이루어지고, 제2 내화층은 바람직하게는 실리콘 계열 컴파운드 또는 실리콘 계열 컴파운드와 마이카테이프의 조합으로 이루어 진다.
본 발명에 따른 케이블은 우수한 내화적 특성을 가진다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블은 1000℃ 이하의 화염온도에서도 저압급 케이블의 내화 성능을 만족시키고, 불을 진화 하기 위하여 물을 뿌리는 것을 가상으로 한 Water spray test에서 수분이 케이블 내로 침투되는 것을 방지하여 도체 간 단락이나 단선이 발생하는 것을 방지함으로써 케이블 자체의 전기적 특징을 유지할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 케이블은 중,고압급 케이블에서 필요로 하는 내화 성능을 만족시키고 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 내화층이 도체 바로 외측 또는 제1 반도전층 바로 외측에 존재하지 않으므로, 내화층을 이루는 마이카 테이프를 감는 곡률 반경이 작아서 발생하는 굴곡, 공극을 방지하고 이로 인한 부분 방전을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 저압용 내화 케이블의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 중간 전압 또는 고 전압용 내화 케이블의 단면도이다.
이하에서는, 첨부한 도면 및 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다. 다만, 하기의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세하게 이해할 수 있도록 예시적으로 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 의미 내에서 다양한 변형을 적용할 수 있을 것이며, 이에 따라 본 발명에서 달성하고자 하는 효과를 얻고 확인할 수 있을 것이다.
본 발명은, 하나 혹은 복수의 절연된 세장형 도체 및 2개 이상의 내화층(2a, 7a, 2b, 7b)을 포함하는, 향상된 내화적 특성을 가지는 내화 케이블에 관한 것이다. 본 발명에 따른 내화 케이블에서 제1 내화층(2a, 2b)은 개별 절연된 도체를 둘러서 위치된다. 바람직하게는, 상기 제1 내화층은 마이카 분말을 폴리에틸렌 필름이나 유리사 직물 위에 접착하여 테이프 형태로 만들어진 마이카테이프 또는 실리콘 글라스 테이프 단독, 또는 이들 두 종을 감아서 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 제2 내화층(7a, 7b)은 절연된 도체(들) 전체를 둘러싼다. 바람직하게는, 상기 제2 내화층은 마이카 테이프, 실리콘 글라스 테이프, 실리콘 계열의 컴파운드 및 이들의 조합에서 선택되는 어느 하나로 구성된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서, 본 발명에 따른 개별 절연된 도체(100a, 100b)는 도체(1) 및 절연층(4)을 포함한다. 상기 도체(1)는 전기 전도성을 가지는 물질로서, 예를 들어 연동연선 또는 주석도금 연동연선이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 절연층(4)은 절연성 및 내충격성을 가지는 물질로 이루어지는 층으로서, 도체(1)를 피복하여 보호하고 내부의 도체와 외부를 절연함으로써 케이블 바깥으로 전류가 흐르지 않게 하는 역할을 수행한다. 바람직하게는, 절연층은 저전압 케이블의 제1 내화층(2a) 외측에 형성되거나, 또는 고 전압 케이블의 제1 반도전층(3b)의 외측에 형성될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 절연층(4)은 실리콘 러버(silicone rubber), 가교 폴리에틸렌(XLPE), 가교 폴리올레핀(XLPO), 에틸렌프로필렌 고무(EPR), 고밀도에틸렌프로필렌고무(h-EPR) 등의 고분자 및 이들의 혼합물에서 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다. 바람직한 또 다른 실시예에서, 상기 절연층(4)은 난연성 가교 폴리 에틸렌(Flame retardant cross-linked polyethylene: FR-XLPE), 또는 실리콘 계열/에틸렌프로필렌 고무(EPR) 이중층으로 이루 질 수 있다. 난연성 가교폴리에틸렌(FR-XLPE)은 무기 난연제를 포함하는 가교폴리에틸렌을 의미한다. 또한, 실리콘 계열/에틸렌 프로필렌 고무 이중층은 실리콘 러버로 이루어지는 내층 및 에틸렌 프로필렌 고무로 이루어지는 외부층으로 구성되는 이중층을 의미한다. FR-XLPE 또는 실리콘계열/EPR 이중층으로 구성되는 절연층(4)은 화재 시 절연체가 탄화되더라도 재(ash)가 코어 사이에 존재하여 절연 기능을 유지, 본 발명에 따른 케이블의 내화적 특성을 강화시킨다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 케이블은 바람직하게는 2개 이상의 절연된 도체(100a, 100b)를 포함하고, 상기 절연된 도체들은 서로 연합(twisted)될 수 있고, 필요하다면 여기에 충진제(filler)가 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 케이블은 절연된 도체들 전체를 감싸는 제2 내화층(7a, 7b)을 포함하고, 바람직하게는 내부 시스층(8), 외장층(10), 외부 시스층(11) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 내부 시스층(8)은 제2 내화층(7a, 7b) 또는 저 전압 케이블의 수분방벽층(9a) 외부에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 내부 시스층은 할로겐프리 열가소성 화합물(SHF1), 할로겐프리 열경화성 화합물(SHF2), 클로르설폰화된 폴리에틸렌(chlorosulfonated polyethylene: CSP) 또는 ST2(폴리염화비닐)로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 외장층(10)은 내부 시스층 외부에 형성되거나, 또는 저 전압 케이블의 수분방벽층(9a)의 외부에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 외장층(10)은 구리, 알루미늄, 철 및 구리 합금, 알루미늄 합금 등의 금속재료가 적용되어, 금속 편조, 금속 테이프, 금속 와이어 등의 형태로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 외부 시스층(11)은 외장층 외측에 형성된다. 외부 시스층(11)은 내부 시스층과 마찬가지로 할로겐프리 열가소성 화합물(SHF1), 할로겐프리 열경화성 화합물(SHF2), 클로르설폰화된 폴리에틸렌(chlorsulphonated polyethylene: CSP) 또는 ST2(폴리염화비닐)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제1 실시예로, 본 발명은 적어도 하나의 수분 방벽층을 더 포함하는 케이블을 제공한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블에서, 제1 내화층은 개별 절연된 도체의 도체 및 절연층 사이에 위치되고, 제2 내화층은 절연된 도체들 전체를 둘러싸며, 수분 방벽층은 제2 내화층을 둘러싼다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 세장형 내화 전기 케이블의 개략적인 단면도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블은 3개의 절연된 전기 도체(100a)들을 포함하고, 이들 각각은 전기 도체(1), 상기 도체 외측에 형성되는 본 발명에 따르는 제1 내화층(2a), 및 상기 제1 내화층 외측에 형성되는 절연층(4)을 포함하며, 상기 절연된 도체들 전체를 감싸는 본 발명에 따른 제2 내화층(7a) 및 제2 내화층 외부에 형성되는 본 발명에 따른 수분 방벽층(9a)을 포함한다. 이 경우 내화 케이블은 저전압용 내화 케이블에 적합하다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 수분 방벽층은 바람직하게는 구리 또는 니켈 도금된 구리로 이루어진다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 절연층(4)은 제1 내화층(2a) 외측에 형성된다. 상기 절연층(4)은 바람직하게는 난연성 가교 폴리 에틸렌(Flame retardant cross-linked polyethylene: FR-XLPE), 또는 실리콘 계열/에틸렌프로필렌 고무(EPR) 이중층으로 이루 질 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블은 절연된 도체(100a)를 적어도 2개 이상 포함하고, 이들은 서로 연합(twisted)될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 내화층(7a)은 절연된 도체(100a)들 전체를 감싸며 이들의 외측에 형성된다. 바람직하게는 제2 내화층(7a)은 실리콘 계열의 컴파운드 또는 실리콘 계열의 컴파운드 및 마이카테이프의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 제2 내화층(7a)은 화재 시 내부 코어에 화염 불꽃이 도달되지 않도록 코어 외부에서 불꽃을 차단하는 역할을 수행한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 수분방벽층(9a)은 제2 내화층(7a) 외부에 위치하고, 바람직하게는 제2 내화층(9a)과 내부 시스층 사이 또는 내부 시스층 외부 중에서 선택되는 하나 이상에 형성된다. 상기 수분방벽층(9a)은 화재 시 물 분사에 따른 케이블의 손상을 최소화하여 케이블의 내화적 특성을 향상시킨다. 일 실시예로, 수분 방벽층은 구리로 구성될 수 있다. 구리는 1000℃의 높은 온도에서도 우수한 가공성 및 저항성을 가진다. 또 다른 일 실시예로, 수분 방벽층은 니켈로 도금된 구리로 구성될 수 있고, 도금된 와이어 전체 중량 대비 바람직하게는 5 내지 15중량%, 바람직하게는 10중량%의 니켈로 도금된 구리, 바람직하게는 기준 ASTM B 355 class 10 에 규정된 10중량% 니켈 도금 구리로 구성될 수 있다. 니켈로 도금된 구리는 높은 화염 온도에서의 저항성을 향상시키고, 고온에서 구리가 구부러지는 현상을 방지한다. 본 발명에 따른 수분 방벽층(9a)이 제2 내화층과 내부 시스층 사이에 위치하는 경우, 수분방벽층은 드레인와이어를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 내화 케이블은 3V 이하의 저 전압용 내화 케이블에 적합하다. 상기 제1 실시예에 따른 내화 케이블은 1000℃ 이하의 화염온도에서 저압급 케이블의 내화 성능을 만족시키고, 불을 진화하기 위하여 물을 뿌리는 것을 가상으로 한 Water spray test에서 수분이 케이블 내로 침투되는 것을 방지하여 도체 간 단락이나 단선이 발생하는 것을 방지함으로써 케이블 자체의 전기적 특징을 유지할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서, 본 발명은 개별 절연된 도체가 차폐층을 더 포함하고, 제1 내화층이 상기 차폐층을 둘러싸는 내화 케이블을 제공한다.
바람직한 제2 실시예에 대한 일 대안적인 형태에서, 본 발명에 따른 케이블의 개별 절연된 도체는
- (a) 도체; (b) 상기 도체 외측에 형성되는 제1 반도전층; (c) 상기 제1 반도전층 외측에 형성되는 절연층; (d) 상기 절연층 외측에 형성되는 제2 반도전층; (e) 상기 제2 반도전층 외측에 형성되는 차폐층; 및 (f) 상기 차폐층 외측에 형성되는 제1 내화층;을 포함한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세장형 내화 전기 케이블의 개략적인 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 내화 케이블은, 3개의 절연된 전기 도체(100b)를 포함하고, 상기 절연된 전기 도체(100b) 각각은 전기적 도체(1), 상기 도체 외측에 형성되는 제1 반도전층(3b), 상기 제1 반도전층 외측에 형성되는 절연층(4), 상기 절연층 외측에 형성되는 제2 반도전층(5), 상기 제2 반도전층 외측에 형성되는 차폐층(6) 및 상기 차폐층 외측에 형성되는 본 발명에 따른 제1 내화층(2b)을 포함하며, 상기 절연된 도체들 전체를 감싸는 본 발명에 따른 제2 내화층(7b)을 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 반도전층(3b)은 도체(1)의 외측에 형성되고 반도전 컴파운드를 압출 또는 반도전성 테이프를 권선하여 형성되며, 이들이 동시에 적용되어 복합층으로 형성될 수도 있다. 상기 제1 반도전층(3b)은 도체 표면의 전하 분포를 균일하게 하여 케이블 내부의 전계 집중을 완화시키고 도체와 절연체 간 갭(gap)을 메워 전리현상에 의한 절연체 열화를 최소화하는 역할을 수행한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 절연층 ( 4)은 바람직하게는 고전압 및 중간 전압 케이블에 적합하게 제조된 에틸렌프로필렌고무(EPR)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 반도전층 (5)은 절연체 내의 전기 스트레스를 균일화하고 외부 코로나를 최소화하는 역할을 수행한다. 상기 제2 반도전층은 반도전 컴파운드를 압출 또는 반도전성 테이프를 권선하여 형성하며, 이들을 동시에 적용하여 복합층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 차폐층은 구리, 알루미늄, 구리 또는 알루미늄 합금 등의 재료를 적용하여 금속 테이프 형태이거나 금속 편조 형태로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 주석도금 전기용 연동선 편조 또는 연동 테이프가 바람직하다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 내화층은 바람직하게는 마이카 테이프 또는 실리콘 글라스 테이프 단독, 또는 이들 두 종을 함께 감아서 사용할 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 내화층은 바람직하게는 차폐층 외측에 형성된다. 중간 전압 또는 고압용 케이블에 있어서, 제1 내화층이 도체 바로 외측 또는 제1 반도전층 바로 외측에 형성되면, 마이카 테이프가 감기는 곡률 반경이 작아지기 때문에 마이카 테이프의 손상이 발생 될 수 있다. 또한, 권선 후에 생기는 굴곡과 공극이 생길 가능성이 크므로 부분방전의 문제가 발생 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 일 대안적인 형태에서, 제1 반도전층과 절연층은 서로 인접하여 생성된다.
또한, 중간 전압 또는 고 전압용 케이블에 있어서, 제1 내화층이 절연층과 제2 반도전층 사이에 형성되는 경우, 중간전압에서 가장 중요한 역할을 수행하는 절연층과 인접되기 때문에 전기적 특성이 불안정하고, 케이블 로트별 전기적 특성이 균일하지 않다는 문제가 발생 될 수 있다. 따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 일 대안적인 형태에서 절연층과 제2 반도전층은 서로 인접하여 형성된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 내화층(7b)은 절연된 도체(100b)(들) 전체를 둘러싼다. 바람직하게는, 상기 제2 내화층(7b)은, 실리콘 계열의 컴파운드 또는 실리콘 계열의 컴파운드 및 마이카테이프의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 실리콘 계열의 컴파운드는 고체상 실리콘 러버(silicon rubber)를 의미하고, 상기 제2 내화층은 화재 시 내부 코어에 화염불꽃이 도달되지 않도록 외부층에서 불꽃을 차단하는 역할을 수행한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 내화 케이블은 6V 이상의 중간 전압 또는 고 전압용 내화 케이블에 적합하다. 상기 제2 실시예에 따른 내화 케이블은 중,고압급 케이블에서 필요로 하는 내화 성능을 만족시키고 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 케이블은 내화층이 도체 바로 외측 또는 제1 반도전층 바로 외측에 형성되지 않으므로, 내화층을 이루는 마이카 테이프를 감는 곡률 반경이 작아서 발생하는 굴곡, 공극을 방지하고 이로 인한 부분 방전을 억제할 수 있다.
실시예
내화 케이블의 제조
하기 표 1 내지 표 3에 나타난 사양으로 내화케이블 샘플을 제조하였다. 하기 표에서, "*"로 표시된 실시예는 본 발명의 범위에 속하지 않는 비교 실시예를 의미하고, "*"로 표시되지 않은 실시예는 본 발명에 따른 케이블에 대한 실시예를 의미한다.
실시예1* 실시예2* 실시예3* 실시예4 실시예5
도체 주석도금 연동연선 주석도금 연동연선 주석도금 연동연선 주석도금 연동연선 주석도금 연동연선
제1내화층 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)		 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)		 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)		 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)		 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)
절연층 XLPE XLPE XLPE FR-XLPE FR-XLPE
연합 충진제 충진제 충진제 충진제 충진제
제2 내화층 적용하지 않음 적용하지 않음 적용하지 않음 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)		 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)
내부시스 SHF1 SHF1 SHF1 SHF1 SHF1
수분방벽층 적용하지 않음 적용하지 않음 구리
(제품명Cu/ps 테이프/ 삼환사제)		 적용하지 않음 구리
(제품명Cu/ps 테이프/ 삼환사제)
외장 아연도금연강선 편조 아연도금연강선 편조 아연도금 연강선 편조 아연도금연강선 편조 아연도금연강선 편조
외부시스 SHF1 SHF1 SHF1 SHF1 SHF1
실시예6* 실시예7* 실시예8* 실시예9 실시예10
도체 주석도금 연동연선 주석도금 연동연선 주석도금 연동연선 주석도금 연동연선 주석도금 연동연선
내화층 마이카테이프 마이카테이프 마이카테이프 마이카테이프 마이카테이프
절연층
(Inner)		 EPR SR SR SR SR
절연층
(Outer)		 EPR EPR EPR EPR
연합 충진제 충진제 충진제 충진제 충진제
제2내화층 적용하지 않음 적용하지 않음 마이카테이
(제품명SA 684G/SWECO사제)프		 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)		 마이카테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)
내부 시스 XLPO XLPO XLPO SR(실리콘러버) SR(실리콘러버)
수분방벽층 적용하지 않음 적용하지 않음 적용하지 않음 적용하지 않음 구리
(제품명Cu/ps 테이프/ 삼환사제)
외장 주석도금연동선 편조 주석도금연동선 편조 주석도금연동선 편조 주석도금연동선 편조 주석도금연동선 편조
외부시스 SHF2 SHF2 SHF2 SHF2 SHF2
실시예11* 실시예 12
도체 주석도금 전기용 연동연선 주석도금 전기용 연동연선
제1반도전층 반도전성 테이프 반도전 테이프
제1내화층 마이카 테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)		 적용하지 않음
절연 EPR EPR
제2반도전층 반도전성 컴파운드 반도전성 컴파운드
차폐층 주석도금 전기용 연동선 편조
(Taesung electric wire사제) 		주석도금 전기용 연동선 편조
(Taesung electric wire사제)
제1 내화층 적용하지 않음 마이카 테이프
(제품명SA 684G/SWECO사제)
연합 충진제 충진제
제2 내화층 적용하지 않음 실리콘 계열의 컴파운드
(제품명 HR-7027/ HRS사제)
내부시스 SHF2 : SHF2
외장 주석도금 연동선 편조 주석도금 연동선 편조
외부시스 SHF2 SHF2
저압용 케이블의 내화적 특성 평가 방법
저압용 케이블의 내화적 특성은 기준 IEC 60331-1/2(Fire resistance test), IEC 60331-1/2(Fire resistance test)및 BS EN 50200 Annex E(Water spray test)(1000℃에서 120분간), IEC 60331-1/2(Fire resistance test) 및 BS 6387(Water spray test)(1000℃에서 120분간)에 따라 시험되어졌다.
중간전압 또는 고전압용 케이블의 내화적 특성 및 전기적 특성 평가 방법
중간 또는 고 전압용 케이블의 내화적 특성은 기준 IEC 60331-21(Procedures and requirements: Cables of rated voltage up to and including 0,6/1,0 kV)에 따라 시험되었고, 시험온도는 750℃ 이상이며, 시험시간은 90분으로 수행되었다.
또한, 전기적 특성을 평가하기 위하여 내전압 및 부분방전 값을 IEC 60092-354(Part 354: Single- and three-core power cables with extruded solid insulation for rated voltages 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV)) 및 IEC 60092-350:2014, (Part 350: General construction and test methods of power, control and instrumentation cables for shipboard and offshore applications)에 따라 측정하였다.
실시예1 내지 10에 따른 내화 케이블의 내화 특성 평가 결과
평가 결과를 하기 표 4 내지 5에 나타내었다. 하기 표에서, "*"로 표시된 실시예는 본 발명의 범위에 속하지 않는 비교 실시예를 의미하고, "*"로 표시되지 않은 실시예는 본 발명에 따른 케이블에 대한 실시예를 의미한다.
내화특성


 실시예1* 실시예2* 실시예3* 실시예4 실시예5
IEC 60331-1/2 Fail Fail Fail Pass Pass
IEC 60331-1/2 및 BS EN 50300 Annex E Fail Fail Fail Fail Pass
IEC 60331-1/2 및 BS 6387 Fail Fail Fail Fail Pass
내화특성


 실시예6* 실시예7* 실시예8 실시예9 실시예10
IEC 60331-1/2 Fail Fail Pass Pass Pass
IEC 60331-1/2 및 BS EN 50300 Annex E Fail Fail Fail Fail Pass
IEC 60331-1/2 및 BS 6387 Fail Fail Fail Fail Pass
표 4 및 5에서 보는 바와 같이, 2개 이상의 내화층을 포함하는 본 발명의 실시예 4 내지 5, 8 내지 10에 따른 케이블이 비교 실시예 1 내지 3 및 6 내지 7의 케이블보다 향상된 내화적 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 수분 방벽층을 포함하는 실시예 5 및 10에 따른 케이블은 water spray 테스트에서도 내화적 특성을 유지하고 있음을 확인할 수 있다.
실시예 11 내지 12에 따른 내화 케이블의 내화적 특성 및 전기적 특성 평가
실시예11 내지 12에 따른 내화 케이블 시편의 내화특성 및 전기적 특성 평가 결과는 하기 표 6에 나타내었다. 하기 표에서, "*"로 표시된 실시예는 본 발명의 범위에 속하지 않는 비교 실시예를 의미하고, "*"로 표시되지 않은 실시예는 본 발명에 따른 케이블에 대한 실시예를 의미한다.
내화특성

 실시예 11* 실시예 12
IEC 60331-21
750℃, 90분		 Pass(90분) Pass (90분)
내전압 Pass Pass
부분방전 ≤5pC Fail (7.4pC) Pass (2pC)
상기 표 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 12의 내화 케이블은 전기적 특성과 내화성능을 모두 만족한다. 반면에 비교 실시예 11의 경우 전기적 성능을 만족하지 못함을 확인할 수 있다.
1: 도체
2a, 2b: 제1 내화층 3b: 제1 반도전층
4: 절연층 5: 제2 반도전층
7a, 7b: 제2 내화층 6: 차폐층
8: 내부 시스층
9a: 수분 방벽층
10: 외장층
11: 외부 시스층

Claims (7)

  1. 하기를 포함하는 내화 케이블:
    - 하나 혹은 복수의 절연된 세장형 도체, 및
    - 2개 이상의 내화층,
    상기에서, 제1 내화층은 개별 절연된 도체를 둘러서 위치되고; 및 제2 내화층은 절연된 도체(들) 전체를 둘러싼다.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 수분 방벽층을 더 포함하는 내화 케이블로,
    제1 내화층은 개별 절연된 도체의 도체와 절연층 사이에 위치하고,
    제2 내화층은 절연된 도체(들) 전체를 둘러싸며, 및
    수분 방벽층은 제2 내화층을 둘러싸는, 내화 케이블.
  3. 제2항에 있어서,
    수분 방벽층은 구리 또는 니켈 도금된 구리로 이루어지는, 내화 케이블.
  4. 제2항에 있어서,
    절연층은 난연성 가교 폴리 에틸렌(Flame retardant cross-linked polyethylene: FR-XLPE) 층, 또는 실리콘 계열/에틸렌프로필렌 고무(EPR) 이중층으로 이루어는 내화 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    개별 절연된 도체가 차폐층을 더 포함하는 내화 케이블로, 제1 내화층이 상기 차폐층을 둘러싸는 내화 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    개별 절연된 도체는 하기를 포함하는 내화 케이블:
    - (a) 도체; (b) 상기 도체 외측에 형성되는 제1 반도전층; (c) 상기 제1 반도전층 외측에 형성되는 절연층; (d) 상기 절연층 외측에 형성되는 제2 반도전층; (e) 상기 제2 반도전층 외측에 형성되는 차폐층; 및 (f) 상기 차폐층 외측에 형성되는 제1 내화층.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    제1 내화층은 마이카테이프, 실리콘 글라스 테이프 또는 이들의 조합으로 구성되고, 제2 내화층은 실리콘 계열 컴파운드 또는 실리콘 계열 컴파운드와 마이카 테이프의 조합으로 구성되는 내화 케이블.
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CN110517811A (zh) * 2019-09-17 2019-11-29 远程电缆股份有限公司 一种线型感温探测器用感温电缆
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