KR20170123179A - Transmission line which has CFCC - Google Patents

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KR20170123179A
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Abstract

The present invention relates to an overhead power transmission line using a carbon fiber composite material as a core. The power transmission line with a carbon fiber composite material embedded therein comprises: inner core wires (10) longitudinally formed by twisting multiple strands of cables made of a carbon fiber composite material in a spiral shape; outer conductors (20) longitudinally formed by twisting multiple strands of cables made of a metal conductor in a spiral shape while enclosing the inner core wires (10); and polymer grease (30) filled between the inner core wires (10). The power transmission line is much lighter than but as strong as a conventional steel wire to prevent the slack between power transmission towers. The polymer grease is filled between the inner core wires to prevent galvanic corrosion between the inner core wires and the outer conductors. A copper plating layer is formed to improve conductivity in comparison to a conventional technique, and a photocatalytic layer is coated to reduce external contamination.

Description

탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선{Transmission line which has CFCC}Transmission line which has CFCC (carbon fiber composite material)
본 발명은 송전선에 관한 것으로, 특히 탄소섬유 복합소재가 코어로 사용되는 가공송전선에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission line, and more particularly to a transmission line in which a carbon fiber composite material is used as a core.
송전선은 지중선로와 가공선로로 구분되며, 도시 이외의 지역에서는 주로 가공선로가 이용되어 송전되고 있다. 가공선로의 경우에는 벼락이 전선을 직격할 수 있어서, 전선로의 최상부에 피뢰 역할을 하는 전선이 설치되는데, 이를 가공송전선이라 한다.Transmission lines are divided into underground lines and processing lines. In the regions outside the city, mainly processed lines are used for transmission. In the case of a machined line, a lightning strike can be directly against the wire, and a wire serving as a lightning conductor is installed at the top of the wire line.
종래의 일반적인 가공 송전선에는 장력을 부담하기 위한 강연선의 외주에 도체층인 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 연합한 ACSR(Aluminium conductor steel reinforced) 케이블이 사용되어 왔다. 전력의 장거리 송전을 위한 고압(66~765kV)송전에 사용되는 대표적인 가공송전선인 ACSR은 철탑에 설치되어 운용되는 제품의 특성상 인장강도가 큰 아연도금강선이 코어로 사용된다.In conventional conventional transmission lines, an aluminum conductor steel reinforced (ACSR) cable in which aluminum or aluminum alloy, which is a conductor layer, is combined with the outer periphery of a strand for imparting tensile strength has been used. ACSR, which is a typical transmission line used for high-voltage (66 ~ 765kV) transmission for long-distance transmission of electric power, is a core of galvanized steel wire with high tensile strength due to the characteristics of products installed in a steel tower.
그런데, 코어로 사용되는 강선의 열팽창 계수는 온도에 비례하여 상승하므로, 상기와 같은 ACSR 케이블은 송전량 증가에 수반되는 온도 상승으로 강선이 늘어지는 현상(처짐 현상: sag)이 발생하여, 가공선 전체가 아래로 늘어져 쳐지게 된다.However, since the thermal expansion coefficient of the steel wire used as the core increases in proportion to the temperature, the ACSR cable has a phenomenon in which the steel wire is slacked due to the temperature increase accompanying the increase in the amount of power transmission, And is struck down.
이러한 현상에 대비하여, 충분하게 높은 철탑을 가설하거나 철탑간의 간격을 조밀하게 하기 위해 가설되는 철탑수를 증가시켜야 한다. 그러나 이러한 대안은 문제의 본질적인 해결책이 될 수 없으며, 경제성 등의 측면에서 다른 문제를 야기할 수 있다.To cope with this phenomenon, it is necessary to increase the number of steel towers that are installed in order to set sufficiently high steel towers or to make the distance between steel towers tight. However, these alternatives can not be an intrinsic solution to the problem and can cause other problems in terms of economy.
따라서 기존의 가공송전선의 전도성을 유지하는 상태에서 보다 가벼우면서도 동시에 인장강도가 큰 소재로 이루어지는 송전 케이블의 개발이 요청된다.Therefore, it is required to develop a transmission cable which is made of a material which is lighter but at the same time has a higher tensile strength while maintaining the conductivity of the existing transmission line.
이러한 문제의 해결을 위한 종래기술을 살펴보면, 도 1에 도시된 등록특허공보 제10-0817982(등록일자: 2008. 03. 24)의 '가공 송전선 인장선용 고분자 복합 선재 및 그 제조방법'을 들 수 있다.Conventional techniques for solving such problems are disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0817982 (filed on Mar. 24, 2008), which is incorporated by reference in its entirety, as " Polymer composite wire for processed transmission line tension wire, have.
상기 종래기술은 가공 송전선 인장선용 고분자 복합 선재(10) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 절연재로 코팅된 고장력 중심 선재(11) 및 중심 선재(11)를 감싸게 배치된 복수개의 외부 선재(13)로 이루어진 가공 송전선 인장선용 복합 선재에 있어서, 외부 선재(13)는 중심 선재(11)와 길이방향으로 평행하거나, 중심 선재(11)를 중심축으로 하여 스파이럴 방식으로 꼬여지게 배치되며, 외부는 절연성 수지의 테이핑재로 감싸여지며, 중심 선재(11) 및 외부 선재(13)는, 열경화성 수지; 산무수물계 또는 아민계의 화합물로서 액상인 경화제; 이미다졸계 화합물 또는 보론 트리플로라이드 에틸아민계 화합물인 촉진제; 스테아린산 아연(Zinc stearate)인 이형제; 및 나노클레이 또는 단척 유리섬유인 충진제;를 포함하여 이루어진 섬유 강화 고분자 복합체 제조용 조성물로 제조되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a polymer composite wire material 10 for a processed transmission line tensile wire and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a high-tensile center wire material 11 coated with an insulating material and a plurality of outer wire materials 13 wrapped around the center wire material 11 Wherein the outer wire member 13 is arranged parallel to the center wire member 11 in the longitudinal direction or twisted in a spiral manner about the center wire member 11 as a central axis, And the center wire rod 11 and the outer wire rod 13 are covered with a taping material of a thermosetting resin; An acid anhydride-based or amine-based compound as a liquid curing agent; An accelerating agent which is an imidazole-based compound or a boron triflouroethylamine-based compound; A release agent that is zinc stearate; And a filler that is a nano-clay or a staple fiberglass; and a composition for fabricating a fiber-reinforced polymer composite.
상기 종래기술은 상기와 같은 구성으로 이루어짐으로써, 고온에서 낮은 열팽창 계수를 가져 열적 특성을 유지하고, 처짐(sag)이 적게 발생하며, 인장강도, 굽힘특성 등 충분한 기계적 강도를 가지는 장점이 있다.The above-mentioned prior art has such a constitution that it has a low thermal expansion coefficient at high temperature, maintains thermal properties, generates less sag, has sufficient mechanical strength such as tensile strength and bending property.
다만, 상기 종래기술은 송전선의 하중을 지탱시키기 위하여 송전선 내부에 들어가는 인장선에 대한 것이고 송전 케이블 자체에 대한 것은 아니다. 또한 도체(15)는 중심선재(11)를 감싸게 배치되어 외부선재(13)와 중심선재(11)는 전기전도와는 무관하다. 따라서 인장선 자체가 종래의 강심 코어와 같은 전도성을 가지는 것은 아니므로 전도성은 종래의 수준이나 그 이상의 수준을 유지하면서 경량이고 강도가 더 높은 송전선 케이블에 관한 기술이 요청된다.However, the above-mentioned prior art refers to a tensile wire that enters the transmission line to support the load of the transmission line, and not to the transmission cable itself. The conductor 15 is disposed so as to surround the center wire rod 11 so that the outer wire rod 13 and the center wire rod 11 are independent of the electric conduction. Therefore, since the tensile wire itself does not have the same conductivity as a conventional cored core, a technique for a light-weight and higher-strength transmission line cable is required while maintaining the conductivity at a level of conventional level or higher.
도 2에 도시된 미국특허 제6,796,365호에 따르면, 섬유 강화 복합체 수지로 알루미늄을 투입한 전선 제조용 복합체가 제시되고 있으나, 이는 복합체의 열팽창 계수가 커서 가공 송전에 적용하는 경우에는 고분자 복합체에 비해 처짐 현상이 크게 발생하는 문제점이 지적되고 있다. According to U.S. Patent No. 6,796,365, which is shown in FIG. 2, there is proposed a composite for producing wires in which aluminum is injected with a fiber reinforced composite resin. However, when the composite has a large thermal expansion coefficient, A problem that occurs in a large amount is pointed out.
또한 국제특허공개 WO 03/091008호에 따르면, 섬유 강화 복합체를 연합하지 않고 지름이 큰 단선으로 제조하는 것을 제시하고 있으나, 이는 인장강도 등의 물리적 특성이 요구 조건을 만족하지 못하고 있으며, 그 제조 설비 및 공정이 복잡하여 상용성에 문제가 발생되고 있으며, 섬유 강화 복합체를 연합하지 않고 지름이 큰 단선으로 제조하기 때문에 보관이나 운반이 용이하지 못한 단점이 있다.Also, according to International Patent Publication WO 03/091008, a fiber reinforced composite is proposed not to be associated with a single wire of large diameter, but physical properties such as tensile strength do not satisfy the requirements, And the process is complicated, so that there is a problem in compatibility, and since the fiber reinforced composite is not combined with a single wire having a large diameter, storage and transportation are not easy.
따라서, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 노력이 지속되어 왔으며, 이러한 기술적 배경 하에서 본 발명이 안출되었다.
Accordingly, efforts have been made to solve the above-described problems of the conventional art, and the present invention has been made under such technical background.
등록특허공보 제10-0817982(등록일자: 2008. 03. 24)Patent Registration No. 10-0817982 (Registered Date: Mar. 24, 2008)
US 6,796,365 B1(공개일자: 2004. 09. 28)
US 6,796,365 B1 (open date: September 28, 2004)
이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 종래 송전선 보다 무게가 가벼워 처짐 현상이 방지될 수 있으면서도 종래의 강도와 전도성이 유지될 수 있고, 내부 갈바닉 부식이 방지될 수 있는 소재와 구조로 이루어지는 송전선을 제공하고자 한다.
Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a structure and a method for manufacturing the same, which can prevent the sagging phenomenon, To provide a power transmission line.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선은 탄소 섬유 복합 소재로 이루어지는 케이블 여러 가닥이 나선형으로 연선되어 길게 형성되는 내부 심선과, 금속 도체로 이루어지는 케이블 여러 가닥이 상기 내부 심선을 둘러싸며 나선형으로 연선되어 길게 형성되는 외부 도체 및, 상기 내부 심선 사이에 충전되는 폴리머 그리스로 이루어진다.In order to achieve the above object, a transmission line in which a carbon fiber composite material according to the present invention is embedded is characterized in that an inner core wire in which a plurality of cables made of a carbon fiber composite material are spirally stranded and formed long, An outer conductor surrounding the core wire and extending in a spiral form, and a polymer grease filled between the inner core wires.
여기서 상기 외부 도체의 표면에는 바람직하게는 아크릴 코팅 층이 형성된다.Here, an acrylic coating layer is preferably formed on the surface of the external conductor.
이 경우 상기 외부 도체의 표면과 아크릴 코팅 층 사이에는 바람직하게는 구리 코팅 층이 형성된다.In this case, a copper coating layer is preferably formed between the surface of the external conductor and the acrylic coating layer.
이때 상기 아크릴 코팅 층의 외부 표면에는 바람직하게는 광촉매 코팅 층이 도포된다.At this time, the outer surface of the acrylic coating layer is preferably coated with a photocatalyst coating layer.
한편, 상기 내부 심선의 표면에는 바람직하게는 아연 도금 층이 형성된다.On the other hand, a zinc plating layer is preferably formed on the surface of the inner core wire.
그리고 상기 내부 심선 사이에는 바람직하게는 폴리머 그리스가 충전된다.
Between the inner core wires is preferably filled with polymer grease.
본 발명에 따른 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선은 내부 심선이 탄소 섬유 복합 소재로 이루어짐으로써 종래의 강선에 비하여 현저하게 가벼우면서 강도는 종래 수준으로 유지되어 송전탑 간의 처짐 현상이 방지될 수 있고, 내부 심선 사이에 폴리머 그리스가 충진되어 내부 심선과 외부 도체 사이에 발생될 수 있는 갈바닉 부식 현상이 방지되며, 구리 도금 층이 형성되어 도전성이 종래보다 더 향상되면서, 광촉매 층이 도포되어 외부 오염이 절감되는 효과가 있다.
Since the inner core wire of the transmission line incorporating the carbon fiber composite material according to the present invention is made of the carbon fiber composite material, the inner core wire is remarkably lighter than the conventional steel wire and the strength is maintained at the conventional level, The polymer grease is filled between the core wires to prevent galvanic corrosion phenomena that may occur between the inner core wire and the outer conductor and the copper plating layer is formed to improve the conductivity more than the prior art, It is effective.
도 1 및 도 2는 종래기술을 나타내는 단면도,
도 3는 본 발명에 따른 송전선의 단면을 나타내는 도면,
도 4은 도 2에서 아크릴 코팅 층이 적용된 도면,
도 5는 도 3에서 구리 코팅 층이 적용된 도면,
도 6는 도 3에서 광촉매 코팅 층이 적용된 도면,
도 7은 도 2에서 아연 도금 층이 적용된 도면,
1 and 2 are cross-sectional views showing the prior art,
3 is a cross-sectional view of a transmission line according to the present invention,
FIG. 4 is a view in which an acrylic coating layer is applied in FIG. 2,
FIG. 5 is a view in which a copper coating layer is applied in FIG. 3,
FIG. 6 is a view showing the application of the photocatalyst coating layer in FIG. 3,
FIG. 7 is a view showing a zinc plating layer in FIG. 2,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 내부 심선(10)과, 외부 도체(20) 및, 폴리머 그리스(30)로 이루어진다.The present invention comprises an inner conductor 10, an outer conductor 20 and a polymer grease 30 as shown in Fig.
내부 심선(10)은 전체 송전선의 강성을 유지 해 주면서 외부 도체(20)의 전기송전을 보조해 주는 작용을 하는 구성이다.The inner core wire 10 serves to assist the electric power transmission of the outer conductor 20 while maintaining the rigidity of the entire transmission line.
내부 심선(10)은 종래에는 전도성과 강성을 갖춘 강선이 주로 사용되어 왔다. 그러나 강선은 앞서 설명된 바와 같이 무게로 인하여 송전탑 간에 처짐 현상을 유발시키는 문제가 있었다.Conventionally, a steel wire having conductivity and rigidity has been mainly used for the inner core wire 10. However, as described above, there is a problem that the steel wire causes sagging phenomenon between transmission towers due to its weight.
따라서 본 발명에서는 내부 심선(10)을 이루는 소재로서 종래의 강선 대신에 탄소 섬유 복합 재료가 채택된다. Therefore, in the present invention, a carbon fiber composite material is adopted as a material forming the inner core wire 10, instead of a conventional steel wire.
탄소섬유는 대표적으로 이용되는 강화재로서 밀도가 낮으면서 높은 비강도와 비강성도 및 높은 열적 전기적 전도성과 낮은 열팽창계수를 가지는 덕분에 기존의 기계적 특성이 필요한 분야뿐만 아니라 전자 패키징 등 열적 특성의 응용분야에서도 금속기지 내에 보강재로 사용되고 있으며 활발한 연구가 진행되는 소재이다.Carbon fiber is a representative reinforcement material. It has low density and high nasal rigidity, non-rigidity, high thermal and electrical conductivity and low thermal expansion coefficient. Therefore, carbon fiber is used not only in fields requiring conventional mechanical properties but also in applications of thermal characteristics such as electronic packaging It is used as a reinforcing material in the base and is a material that is undergoing active research.
따라서 탄소섬유로 이루어지는 복합소재는 종래의 철강 소재에 비하여 현저하게 가볍고 열팽창계수가 낮으면서도 강성과 전도성은 유지되므로 본 발명에서는 내부 심선(10)을 이루는 소재로 탄소섬유 복합 소재를 채택하게 된 것이다.Therefore, the composite material made of carbon fiber is remarkably lighter than the conventional steel material, and the thermal expansion coefficient is low, but the rigidity and conductivity are maintained. Therefore, the carbon fiber composite material is adopted as the material forming the inner core wire 10 in the present invention.
탄소섬유 복합 소재로 이루어지는 내부 심선(10)은 종래와 마찬가지로 여러개의 가닥이 나선형으로 연선되면서 길게 형성된다.The inner core wire 10 made of a carbon fiber composite material is formed by elongating a plurality of strands in a spiral manner as in the conventional manner.
외부 도체(20)는 종래와 마찬가지로 알루미늄이 채택될 수 있다. 알루미늄은 전기 전도도는 구리보다 낮으나 무게는 철강재에 비하여 훨씬 가벼우면서도 전기전도도는 철강재에 비하여 높을 뿐만 아니라 가격은 구리보다 훨씬 저렴하므로 외부 도체(20)로 채택된다. 그리고 외부 도체(20)는 내부 심선(10)과 마찬가지로 여러 가닥으로 형성되면서 내부 심선(10)을 둘러싸며 내부 심선(10)과 같은 방향으로 연선 되어 이루어진다.The outer conductor 20 can be made of aluminum as in the conventional case. Aluminum has a lower electrical conductivity than copper, but its weight is much lighter than steel, its electrical conductivity is higher than steel, and its price is much cheaper than copper, so it is adopted as an external conductor (20). The outer conductor 20 is formed in a plurality of strands like the inner core wire 10 and is surrounded by the inner core wire 10 and twisted in the same direction as the inner core wire 10.
그런데 외부 도체(20)인 구리는 내부 심선(10)인 탄소 섬유와 접촉될 경우 탄소 섬유에 비하여 구리가 더욱 활성화 되면서 구리를 양극으로 하는 갈바닉 부식이 발생될 수 있다.However, when the copper, which is the outer conductor 20, is in contact with the carbon fiber, which is the inner core wire 10, copper is more activated than the carbon fiber, and galvanic corrosion with copper as an anode may occur.
전기적으로 접촉하고 있는 서로 다른 금속이 부식성 용액에 노출될 때 발생되는 두 금속간의 전위차로 인하여 더 활성적인 금속에서 일어나는 심한 부식을 갈바닉 부식이라 한다. 이때 서로 다른 금속이 부식성 용액에 노출될 때 어느 금속이 양극 혹은 음극으로 작용되는가는 갈바닉 계열에 의하여 예측될 수 있다. 갈바닉 계열은 주어진 부식성 용액에서 금속 및 합금의 전위를 측정하여 배열한 순서이다.Galvanic corrosion refers to the severe corrosion that occurs in more active metals due to the potential difference between the two metals, which is generated when different metals in electrical contact are exposed to the corrosive solution. At this time, when the different metals are exposed to the corrosive solution, which metal acts as a cathode or anode can be predicted by the galvanic system. The galvanic series is the order in which the potentials of metals and alloys are measured and arranged in a given corrosive solution.
내부 심선(10)인 탄소 섬유 복합 소재와 외부 도체(20)인 알루미늄 간에서는 알루미늄이 희생양극(sacrificial anode)으로 작용되어 부식이 발생된다.In the carbon fiber composite material as the inner core wire 10 and aluminum as the outer conductor 20, aluminum acts as a sacrificial anode, causing corrosion.
따라서 본 발명에서는 내부 심선(10) 사이에 폴리머 그리스(30)가 충진된다.Therefore, in the present invention, the polymer grease 30 is filled between the inner core wires 10.
예로부터 전선의 부식대책 중 하나로서 방식전선이 이용되어 왔다. 방식전선은 전선의 소선 간 틈새에 방식 그리스를 바름으로 인해 해염 등의 부식인자가 전선 내부에 침입하는 것을 방지한 전선이다. 그러나 혹독한 환경에서는 종전의 방식 그리스로서는 충분한 방식효과를 얻지 못하는 경우가 있다.Conventional wires have been used as one of the measures against corrosion of wires. A method wire is a wire that prevents corrosive factors such as sea salt from penetrating into a wire due to the application of a grease to a gap between wires. However, in a harsh environment, conventional grease may not achieve a sufficient system effect.
통상적으로 방식 그리스는 기유(基油:베이스오일), 증강제 및 각종 첨가제로 구성되어 있다. 기유는 금속표면에 방수성 피막을 만들어 방식인자가 금속표면에 접촉되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한 증강제는 기유의 점성을 높여 그리스 안에서 기유를 유지한다.Conventional grease is composed of base oil (base oil), a reinforcing agent and various additives. The base oil forms a waterproof coating on the metal surface to prevent the corrosion agent from contacting the metal surface. In addition, the enhancer enhances the viscosity of the base oil to maintain the base oil in the grease.
종전의 방식전선용 그리스는 기유에 광물유를 이용했는데 시간의 경과에 따라 기유 안에 수분이 침투되는 문제가 있었다. 때문에 장기간 사용할 때에는 해염 등의 부식인자가 빗방울 등의 수분과 함께 그리스 안으로 조금씩 침입해 방식성능이 저하되거나 비바람에 의해 그리스가 조금씩 씻겨져 나가는 등의 결점이 있었다.Former system grease used mineral oil in the base oil, and there was a problem that the moisture penetrated into the base oil over time. Therefore, when used for a long period of time, corrosive factors such as seawater penetrate into grease little by little with moisture such as raindrops, resulting in deterioration of the performance of the system or the grease is gradually washed away by rain and wind.
또한 종전의 그리스는 증강제로서 금속 비누를 이용하였으나 금속 비누는 비교적 산에 약해 산성에 노출된 경우에는 분해되기 쉬운 결점이 있었다. 그 결과 기유를 유지하지 못해 방식성능이 떨어지는 경우가 발생한다.In addition, conventional grease used metal soap as a reinforcing agent, but metal soap has a drawback that it is liable to be decomposed when it is exposed to acid which is relatively weak in acid. As a result, the base oil can not be maintained and the performance of the system may be degraded.
이러한 종전의 방식용 그리스의 결점을 개선하기 위해서 폴리머 그리스(30)가 개발된 바 있다. 폴리머 그리스(30)는 베이스 오일에 수분 투과율이 작은 액상 폴리머가 적용되어 그리스 내부로의 수분 침투가 억제됨과 동시에 내수성이 향상되는 효과가 있다. 이로써 폴리머 그리스(30)는 종전의 그리스에 비하여 화학적으로 안정되면서 내열성 및 내산성이 뛰어나다.A polymer grease 30 has been developed to improve the drawbacks of this conventional grease. The polymer grease 30 has an effect that a liquid polymer having a low water permeability is applied to the base oil so that the permeation of water into the grease is suppressed and the water resistance is improved. As a result, the polymer grease 30 is chemically stable as compared with the conventional grease, and is excellent in heat resistance and acid resistance.
다만 폴리머 그리스(30) 자체는 본 발명의 출원 이전에 개발된 재료이다. 본 발명에서는 이러한 폴리머 그리스(30)의 특성을 적극 활용하여 가장 적은 비용으로 알루미늄과 탄소 섬유 복합 소재 간의 갈바닉 부식을 방지시키고자 탄소 섬유 복합 소재 주위를 둘러싸서 부식을 방지시키는 구성으로 폴리머 그리스(30)가 채택된다.However, the polymer grease 30 itself is a material developed prior to the filing of the present invention. In the present invention, in order to prevent galvanic corrosion between the aluminum and the carbon fiber composite material by positively utilizing the characteristics of the polymer grease 30 in the present invention, the polymeric grease 30 ) Is adopted.
이 경우 폴리머 그리스(30)로 부식이 현저하게 방지될 수는 있으나 폴리머 그리스(30)는 내부 심선(10)과 외부 도체(20)를 완전히 차단시키지는 못하므로 추가적인 부식 방지 수단으로서 도 4에 도시된 바와 같이 외부 도체(20)인 알루미늄 선재 표면에 아크릴 코팅 층(21)이 형성될 수 있다.In this case, corrosion can be significantly prevented by the polymer grease 30, but since the polymer grease 30 can not completely block the inner core wire 10 and the outer conductor 20, The acrylic coating layer 21 may be formed on the surface of the aluminum wire, which is the outer conductor 20, as shown in FIG.
아크릴 코팅 층(21)은 알루미늄 위에 코팅된 후 자외선으로 응고되어 알루미늄 표면에 고체로 경화됨으로써 고정된 층으로 형성된다. 이처럼 아크릴 코팅 층(21)이 형성됨으로써 전위차가 다른 알루미늄과 탄소 섬유 복합 소재 간의 접촉이 차단되어 더욱 효과적인 부식 방지가 이루어질 수 있다.The acrylic coating layer 21 is formed as a fixed layer by coating on aluminum, then solidifying with ultraviolet light and curing to solid on the aluminum surface. Since the acrylic coating layer 21 is formed as described above, the contact between the aluminum and the carbon fiber composite material having different potential difference is cut off, thereby more effectively preventing corrosion.
이 경우 내부 심선(10) 사이에 충진된 그리스와 아크릴 코팅 층(21)으로 인하여 외부 도체(20)와 내부 심선(10)의 접촉은 이중으로 방지된다.In this case, the contact between the outer conductor 20 and the inner core wire 10 is prevented by the grease and the acrylic coating layer 21 filled between the inner core wires 10.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 알루미늄의 전도성을 높이기 위하여 외부 도체(20) 표면에 아크릴 코팅 층(21)을 형성시키기 전에 구리 코팅 층(23)이 먼저 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5, the copper coating layer 23 may be formed before the acrylic coating layer 21 is formed on the surface of the external conductor 20 in order to increase the conductivity of the aluminum.
구리는 알루미늄 보다 약 1.7배가량 전기전도도가 더 높고, 인장강도는 약 두 배 높은 소재이지만 가격이 알루미늄의 세 배 이상이므로 알루미늄을 대체하기에는 무리가 있다.Copper is about 1.7 times higher in electrical conductivity than aluminum and has a tensile strength of about twice that of aluminum, but its price is more than three times that of aluminum.
그런데 수십 Mhz 이상의 높은 주파수의 전류가 흐르는 케이블에서는 표면효과로 알려진 현상에 따라 전류는 케이블의 표면에서 집중적으로 흐르게 된다. 따라서 값비싼 소재인 구리로 케이블을 제작 할 필요 없이 외부 도체(20)의 표면에 구리 코팅 층(23)을 형성시킴으로써 전도도를 높일 수 있다. 이 경우 아크릴 코팅 층(21)은 도 5에 도시된 바와 같이 구리 코팅 층(23)이 형성된 이후에 구리 코팅 층(23)의 표면에 형성된다.However, in high-frequency currents of more than tens of Mhz, current flows intensively at the surface of the cable, depending on the phenomenon known as surface effect. Therefore, it is possible to increase the conductivity by forming the copper coating layer 23 on the surface of the outer conductor 20 without the need to fabricate the cable with expensive copper. In this case, the acrylic coating layer 21 is formed on the surface of the copper coating layer 23 after the copper coating layer 23 is formed as shown in FIG.
한편, 송전선은 외부 환경에 노출되어 각종 먼지와 날씨 변화로 인하여 오염되기 쉽다. 또한 송전선의 피복은 환경에 나쁜 영향을 끼치므로 송전선의 피복은 송전선을 설치하거나 유지 보수 작업을 하는 작업자에게 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.On the other hand, the transmission line is exposed to the external environment and is susceptible to contamination due to various dust and weather changes. Also, since the covering of the transmission line has a bad influence on the environment, the covering of the transmission line may have an adverse effect on workers installing or maintaining the transmission line.
광촉매 코팅 층(25)은 이러한 화학 물질로부터 발생되는 나쁜 영향을 제거시켜 주며, 외부에 노출되는 송전선의 특성상 자외선을 받게 될 경우 광촉매 물질이 활성화 되어 송전선을 오염시키는 물질을 제거시키는 자정 작용이 촉진된다.The photocatalytic coating layer 25 removes the bad influence generated from the chemical substance. When the ultraviolet rays are received due to the characteristic of the transmission line exposed to the outside, the photocatalytic material is activated and the self-cleaning action for removing the material contaminating the transmission line is promoted .
이러한 광촉매 코팅 층(25)을 이루는 물질은 Ti[OCH(CH3 )2 ]4 와 (CH3 )2 CHOH로 제조한 TiO2 졸(sol) 0.57mol/ℓ, C 8H20 O4 Si와 (CH3 )2 CHOH로 제조한 SiO2 졸(sol) 0.44mol/ℓ, Zn(C 2 H3 O2 )2 로부터 제조한 ZnO 졸(sol) 0.5mol/ℓ 에 Ag, Zn, Cu 중 1종 이상의 금속이온을 담지하여 이를 중량대비 TiO 2 졸(sol) 50%, SiO 2 졸(sol) 40%, ZnO 졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합처리한 수용액 또는 분말상태로 이루어진다.The material constituting the photocatalyst coating layer 25 was 0.57 mol / l of a TiO2 sol (sol) prepared from Ti [OCH (CH3) 2] 4 and (CH3) 2 CHOH, with C8H20O4 Si and (CH3) 2CHOH One or more metal ions of Ag, Zn, and Cu were supported on 0.5 mol / l of a ZnO sol (sol) prepared from 0.44 mol / l of the SiO2 sol and 0.1% of Zn2 sol prepared from Zn (C2H3O2) In the form of an aqueous solution or a powder in which the TiO 2 sol (50% sol), the SiO 2 sol (40% sol), the ZnO sol (9% sol) and the at least one metal ion (1% .
상기 조성으로 이루어지는 광촉매 물질은 도 6에 도시된 바와 같이 아크릴 코팅 층(21) 표면에 코팅된 후 건조 및 열처리됨으로써 광촉매 코팅 층(25)으로 형성된다. 다만 도 6에서는 구리 코팅 층(23)이 없는 것으로 도시되어 있으나 도 5와 같이 구리 코팅 층(23)이 형성되는 경우에도 아크릴 코팅 층(21) 표면에 광촉매 코팅 층(25)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the photocatalyst material having the above composition is coated on the surface of the acrylic coating layer 21, followed by drying and heat treatment, thereby forming the photocatalytic coating layer 25. Although the copper coating layer 23 is not shown in FIG. 6, the photocatalyst coating layer 25 may be formed on the surface of the acrylic coating layer 21 even when the copper coating layer 23 is formed as shown in FIG. 5 .
한편, 외부 도체(20)와 별개로 내부 심선(10)의 표면에도 부식 방지를 위한 구성이 추가될 수 있다.On the other hand, a structure for preventing corrosion may be added to the surface of the inner core wire 10 separately from the outer conductor 20.
도 7에 도시된 바와 같이 내부 심선(10)의 표면에는 아연 도금 층(11)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 7, a zinc plated layer 11 may be formed on the surface of the inner core wire 10.
아연 도금 층(11)의 부식 방지 원리는 앞서 설명된 갈바닉 부식의 원리를 역으로 이용한 것이다. 즉 아연 도금 층(11)은 희생양극으로 작용됨으로써 아연 도금 층(11)과 접촉되는 알루미늄의 부식을 방지시키는 작용을 한다. 이 경우 아연 도금 층(11) 자체의 내식성 향상을 위하여 아연 도금 후에 크로메이트(chromate)처리를 추가적으로 실시할 수 있다. 이로써 아연 자체의 내식성은 더욱 증가되고 아연 도금 층(11)의 표면은 도장 하지용으로도 이용될 수 있으므로 아연도금층 표면에 추가적인 내식용 도장(미도시)이 실시될 수도 있다
The corrosion prevention principle of the zinc plated layer 11 reverses the principle of the galvanic corrosion described above. That is, the zinc plating layer 11 serves as a sacrificial anode to prevent the corrosion of aluminum which is in contact with the zinc plating layer 11. In this case, in order to improve the corrosion resistance of the zinc plating layer 11 itself, a chromate treatment may be additionally performed after zinc plating. As a result, the corrosion resistance of the zinc itself is further increased, and the surface of the zinc plated layer 11 can also be used for coating, so that an additional corrosion resistant coating (not shown) may be applied to the surface of the zinc plated layer
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
10: 내부 심선 11: 아연 도금 층
20: 외부 도체 21: 아크릴 코팅 층
23: 구리 코팅 층 25: 광촉매 코팅 층
30: 폴리머 그리스
10: inner core wire 11: zinc plated layer
20: external conductor 21: acrylic coating layer
23: copper coating layer 25: photocatalyst coating layer
30: polymer grease

Claims (6)

  1. 탄소 섬유 복합 소재로 이루어지는 케이블 여러 가닥이 나선형으로 연선되어 길게 형성되는 내부 심선(10)과;
    금속 도체로 이루어지는 케이블 여러 가닥이 상기 내부 심선(10)을 둘러싸며 나선형으로 연선되어 길게 형성되는 외부 도체(20); 및
    상기 내부 심선(10) 사이에 충전되는 폴리머 그리스(30);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선.
    An inner core wire 10 having a plurality of cables made of a carbon fiber composite material formed in a spiral shape so as to be elongated;
    An outer conductor 20 in which a plurality of cables made of metal conductors surround the inner core wire 10 and are formed in a spiral shape so as to be elongated; And
    And a polymer grease (30) filled between the inner core wires (10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 도체(20)의 표면에는 아크릴 코팅 층(21)이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선.
    The method according to claim 1,
    Wherein an acrylic coating layer (21) is formed on a surface of the outer conductor (20).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외부 도체(20)의 표면과 아크릴 코팅 층(21) 사이에는 구리 코팅 층(23)이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선.
    3. The method of claim 2,
    Wherein a copper coating layer (23) is formed between the surface of the outer conductor (20) and the acrylic coating layer (21).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아크릴 코팅 층(21)의 외부 표면에는 광촉매 코팅 층(25)이 도포되는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선.
    The method of claim 3,
    And a photocatalyst coating layer (25) is applied to the outer surface of the acrylic coating layer (21).
  5. 제4 에 있어서,
    상기 광촉매 코팅 층(25)을 이루는 조성물은 Ti[OCH(CH3 )2 ]4 와 (CH3 )2 CHOH로 제조한 TiO2 졸(sol) 0.57mol/ℓ, C 8H20 O4 Si와 (CH3 )2 CHOH로 제조한 SiO2 졸(sol) 0.44mol/ℓ, Zn(C 2 H3 O2 )2 로부터 제조한 ZnO 졸(sol) 0.5mol/ℓ 에 Ag, Zn, Cu 중 1종 이상의 금속이온을 담지하여 이를 중량대비 TiO 2 졸(sol) 50%, SiO 2 졸(sol) 40%, ZnO 졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합처리한 수용액 또는 분말상태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선.
    In the fourth aspect,
    The composition of the photocatalytic coating layer 25 was composed of 0.57 mol / L TiO2 sol prepared by Ti [OCH (CH3) 2] 4 and (CH3) 2 CHOH, C8H20O4 Si and (CH3) 2 CHOH One or more metal ions of Ag, Zn, and Cu were supported on 0.5 mol / l of a ZnO sol (sol) prepared from 0.44 mol / l of the SiO2 sol and 0.1% of Zn2 sol prepared from Zn (C2H3O2) In the form of an aqueous solution or a powder in which the TiO 2 sol (50% sol), the SiO 2 sol (40% sol), the ZnO sol (9% sol) and the at least one metal ion (1% Wherein the carbon fiber composite material is embedded.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부 심선(10)의 표면에는 아연 도금 층(11)이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선.
    The method according to claim 1,
    Wherein a zinc plated layer (11) is formed on a surface of the inner core wire (10).
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