WO2024076212A1 - 유연성이 우수한 케이블용 도체 - Google Patents

유연성이 우수한 케이블용 도체 Download PDF

Info

Publication number
WO2024076212A1
WO2024076212A1 PCT/KR2023/015449 KR2023015449W WO2024076212A1 WO 2024076212 A1 WO2024076212 A1 WO 2024076212A1 KR 2023015449 W KR2023015449 W KR 2023015449W WO 2024076212 A1 WO2024076212 A1 WO 2024076212A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
conductor
ratio
composite
cable
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/015449
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김현수
Original Assignee
엘에스전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230131663A external-priority patent/KR20240049169A/ko
Application filed by 엘에스전선 주식회사 filed Critical 엘에스전선 주식회사
Publication of WO2024076212A1 publication Critical patent/WO2024076212A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables

Definitions

  • the present invention relates to a conductor for a cable with excellent flexibility, and more specifically, to a conductor for a cable with excellent flexibility that satisfies the basic electrical characteristics required as a conductor and ensures flexibility while suppressing excessive use of unnecessary conductors. .
  • Aluminum and aluminum alloy wires have different mechanical/electrical characteristics from copper wires, so their application frequency is increasing in certain fields. From the perspective of securing the required current of the conductor, aluminum has an electrical conductivity of about 60% compared to copper, so it must have a unit area of about 170% compared to copper. When the unit area of the conductor, that is, the outer diameter of the conductor, is increased, the bending rigidity (EI) or reaction torque, which are usually one of the measures of flexibility, increases, resulting in a decrease in the flexibility of the finished product.
  • EI bending rigidity
  • reaction torque which are usually one of the measures of flexibility
  • the thickness of the wires is made thinner or the ratio of the aggregate pitch and complex pitch is designed to be small as a way to ensure the flexibility of the wire.
  • the manufacturing cost of the product increases, and if the ratio of the aggregate pitch and composite pitch is reduced, the resistance of the final product increases, which leads to the use of more overlapping conductors than necessary.
  • the technical problem of the present invention was conceived in this regard, and the purpose of the present invention is to provide a highly flexible cable conductor that satisfies the basic electrical characteristics required as a conductor and can secure flexibility while suppressing excessive use of unnecessary conductors. It is provided.
  • a cable conductor according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above is a cable conductor formed of a composite wire formed by twisting a plurality of bundled wires formed by twisting a plurality of element wires, wherein the conductor is formed by twisting a plurality of wires. It includes a central conductor including a line and one or more outer conductor layers formed to surround the outer periphery of the central conductor,
  • n is a natural number.
  • n layer collective pitch ratio / n + 1 layer collective pitch ratio is the ratio of the composite pitch ratio of the n layer and the n+1 layer (n layer composite pitch ratio/n+1 layer composite pitch ratio)
  • the collective pitch of each layer of the central conductor and the outer conductor layers may be 24 mm to 96 mm.
  • the composite pitch of each layer of the central conductor and the outer conductor layers may be 65 mm to 465 mm.
  • the diameter of the wires constituting the set of wires may be 0.55 mm or less.
  • the number of wires constituting the set of lines may be 7 or more.
  • the wires constituting the bundled wires may contain 99.7% or more of aluminum (Al).
  • the wires constituting the assembly wire are aluminum (Al), silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), and chromium (Cr). ) and zinc (Zn).
  • the cable conductor according to the present invention can increase the flexibility of the cable while minimizing the amount of conductor used by adjusting the pitch ratio of the central conductor and the outer conductor layer surrounding the central conductor.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a conductor for a cable according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing the 3 Point Bend Test facility.
  • pitch ratio used in the present invention can be defined by Equation 1 below.
  • the “pitch ratio” may mean the pitch value (mm) relative to the layer depth (mm).
  • layer diameter means the diameter of a virtual circle connecting the centers of the small lines placed on the outermost layer of the group line in the case of a group line, and the diameter of a virtual circle connecting the centers of the lines placed on the outermost layer of the composite line in the case of a composite line. means the diameter of the circle.
  • a set wire refers to a form of conductor in which several wires are placed in parallel and then twisted in one direction. Each wire has the same cross-sectional area, and the area of the set wire is equal to the sum of the cross-sectional areas cut perpendicular to the twist angle of each wire.
  • a composite wire refers to a form of conductor in which several bundled wires are placed in parallel and then twisted in one direction.
  • the cross-sectional area of the composite wire is equal to the total cross-sectional area cut perpendicularly to the twist angles of the wires that make up the bundled wire. Therefore, the “composite line pitch ratio” described later can be defined as the collective pitch value (mm) relative to the composite line layer depth (mm), and the “composite line pitch ratio” is the composite pitch relative to the composite line layer depth (mm). It can be defined as a value (mm).
  • the "composite pitch ratio" of the layer may be defined as the composite pitch value (mm) relative to the composite wire layer diameter (mm) of the first layer in the case of the first layer, In the case of the second floor, it can be defined as the composite pitch value (mm) for the composite line depth diameter (mm) of the second floor.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a conductor for a cable according to an embodiment of the present invention.
  • the conductor for a cable may be composed of a plurality of layers.
  • the conductor for a cable may be formed by combining a plurality of wires 10 with a diameter of 0.55 mm or less by combining a plurality of aggregate conductors into a plurality of layers, for example, arranged around the centrally located aggregate conductor.
  • a first composite layer 100 formed by a plurality of aggregate conductors, a second composite layer 200 formed by a plurality of aggregate conductors disposed around the first composite layer 200, and the second composite layer (200) may include a third composite layer 300 formed by a plurality of collective conductors arranged around the periphery.
  • the plurality of wires 10 included in the aggregate conductor are twisted with each other at a constant aggregate pitch, and the aggregate conductors included in each composite layer are twisted with each other at a different composite pitch for each layer.
  • a conductor for a cable according to an embodiment of the present invention may be formed as a set of wires formed by twisting a plurality of wires. Additionally, a plurality of the set lines may be twisted together to form a composite line.
  • the cable conductor may form a central conductor including the assembly line and one or more outer conductor layers surrounding the outer circumference of the central conductor.
  • Figure 2 shows a structure formed of a central conductor and two layers formed by wrapping the outer circumference of the central conductor.
  • the conductor for a cable may include a central conductor including a bundled wire and one or more outer conductor layers formed to surround the outer circumference of the central conductor.
  • n may be 0.5 to 1. here, is the ratio of the collective pitch ratio of the n layer and the n + 1 layer, where n layer collective pitch ratio / n + 1 layer collective pitch ratio, n is an integer greater than 0, and 0 layer means the central conductor. also, may be 0.5 to 1. here, is the ratio of the composite pitch ratio of the n layer and the n+1 layer, where n layer composite pitch ratio/n+1 layer composite pitch ratio, and n is a natural number.
  • the ratio of the collective pitch ratio of the central conductor to that of the first outer conductor layer directly surrounding the central conductor may be 0.5:1 to 1:1. That is, the collective pitch ratio of the central conductor may be 0.5 to 1 times the collective pitch ratio of the first external conductor layer.
  • the ratio of the composite pitch ratio of the first layer to the composite pitch ratio of the second layer surrounding the first layer may be 0.5:1 to 1:1. That is, the composite pitch ratio of the first layer may be 0.5 to 1 times the composite pitch ratio of the second layer.
  • the conductor for a cable according to an embodiment of the present invention can satisfy Equation 2 below.
  • n layer collective pitch ratio / n + 1 layer collective pitch ratio is the ratio of the composite pitch ratio of the n layer and the n+1 layer, meaning n layer composite pitch ratio/n+1 layer composite pitch ratio.
  • the collective pitch of each layer of the central conductor and the outer conductor layers may be 24 mm to 96 mm, and the composite pitch of each layer of the central conductor and the outer conductor layers may be 65 mm to 465 mm.
  • the central conductor may be formed as a bundle of wires formed by twisting a plurality of wires, and the outer conductor layers may be formed by twisting a plurality of wires formed by twisting a plurality of wires.
  • the wires constituting the set lines may have a diameter of 0.55 mm or less.
  • the number of wires constituting the set of lines may be 7 or more to maintain a circular shape.
  • the set line when it is formed of seven wires, it may have a structure in which six wires are arranged around one central wire.
  • a conductor for a cable has the property of determining the characteristics of the conductor according to the ratio of the pitch ratio, regardless of the conductor diameter that makes up the conductor. Accordingly, the characteristics of the cable conductor according to the present invention are described in terms of “pitch ratio”.
  • the values of aggregate pitch and composite pitch are limited. This limits the diameter of the wires constituting the set wire to 0.55 mm or less. However, as the diameter of the wire becomes smaller, the manufacturing cost increases, so in consideration of economic issues, the diameter of the wires making up the set wire should not exceed a predetermined value. This is so that you can have it. Therefore, the set pitch and complex pitch were limited so that the wire diameter was not designed to be smaller than a predetermined value.
  • the wires constituting the set wires may contain 99.7% or more of aluminum (Al).
  • the wires constituting the assembly line include aluminum (Al), silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), and zinc (Zn). It may be included, and at this time, the total of the remaining materials excluding aluminum may be included in a ratio of 2% or less.
  • Conductors for cables were manufactured with the configurations shown in Tables 1 to 3 below.
  • the cable conductor used as a control for flexibility evaluation is a conductor that satisfies the same target resistance as the conductor presented in the examples and comparative examples, the type of wire used is the same, and the composite pitch ratio for each layer is arbitrarily determined, but the ratio for each layer is the same. .
  • the pitch ratio of the conductors is set to be the same, if the target resistance is not met, the number of wires constituting the aggregate wire is increased.
  • Figure 3 shows the 3 Point Bend Test facility. For the fixture and test method required for the 3 Point Bend Test, refer to ASTM E290 and select conditions appropriate for the diameter of the conductor.
  • the cable conductors of Examples 1 to 6 according to the present invention satisfied the flexibility evaluation criteria with a bending strength of 160 N or less, and in the case of Comparative Examples 1 to 6, the bending strength exceeded 160 N.
  • the flexibility evaluation criteria were not met.
  • Shape stability is an emotional evaluation that determines whether the macroscopic shape of the conductor maintains its original shape. Normal electric wires go through a taping or insulation process on the conductor. At this time, if the shape of the conductor is not stable, the surface may be uneven after taping or insulation, or the insulation work itself may not work. Shape stability is assessed by determining whether there are traces of conductors on the exterior of the wire after taping or insulation. In other words, if twisted traces of the conductor are clearly observed on the exterior of the conductor after taping or insulation, or if workability is not secured, it is determined that the shape stability is insufficient.
  • the cable conductors of Examples 1 to 6 according to the present invention simultaneously achieve excellent flexibility and conductor seizure prevention, which are in a trade-off relationship, through precisely adjusted composite pitch and collective pitch for each layer. It was confirmed that the shape stability was excellent.
  • Comparative Example 1 the lower limit ratio among the ratios for each set of layers was below the standard (a1 was 0.4, the standard value was 0.5 or more), causing a problem in which flexibility was greatly reduced.
  • the cable conductor of Comparative Example 2 conductor over-bonding occurred because the upper limit ratio among the aggregate layer ratios was higher than the standard (a1 was 1.1, the standard value was 1.0 or less).
  • the conductor for the cable of Comparative Example 3 had low conductor formation stability as the lower limit ratio among the ratios for each composite layer was below the standard (b1 was 0.4, the standard value was 0.5 or more), and the conductor for the cable of Comparative Example 4 had a low ratio among the ratios for each composite layer. It was confirmed that the problem of conductor sticking occurred when the upper limit ratio was higher than the standard (b1 was 1.1, the standard value was 1.0 or less).

Landscapes

  • Communication Cables (AREA)

Abstract

케이블용 도체는 복수개의 소선이 꼬여서 형성되는 집합선이 복수개가 꼬여서 형성되는 복합선으로 형성되는 케이블용 도체에 있어서, 상기 도체는 상기 집합선을 포함하는 중심 도체 및 상기 중심 도체의 외주를 감싸며 형성되는 1층 이상의 외부 도체층를 포함하고, a n 은 0.5 내지 1 이고,(여기서, a n 은 n층과 n+1층의 집합 피치비의 비율로서 n층 집합 피치비/n+1층 집합 피치비, n은 0 이상의 정수, 0층은 중심 도체를 의미함.) b n 은 0.5 내지 1(여기서, b n 은 n층과 n+1층의 복합 피치비의 비율로서 n층 복합 피치비/n+1층 복합 피치비, n은 0 이상의 정수)을 만족한다.

Description

유연성이 우수한 케이블용 도체
본 발명은 유연성이 우수한 케이블용 도체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도체로서 요구되는 기본적인 전기적 특성을 만족하고 불필요한 도체의 과다 사용을 억제하면서도 유연성을 확보할 수 있는 유연성이 우수한 케이블용 도체에 관한 것이다.
알루미늄 및 알루미늄 합금 전선은 구리 전선과 다른 기계적/전기적 특징이 있어 특정 분야에서는 적용 빈도가 높아지고 있다. 도체의 요구 전류 확보의 관점에서 알루미늄은 구리 대비 약 60%의 전기전도도를 보유하고 있으므로, 구리 대비 약 170%의 단위 면적을 가져야 한다. 도체의 단위 면적, 즉 도체의 외경을 키우게 되면 통상적으로 유연성의 척도 중 하나인 굽힘 특성 (Bending Rigidity, EI) 혹은 비틀림 특성 (Reaction Torque) 가 높아져 결과적으로 완제품의 유연성이 떨어지게 된다.
전선의 유연성은 제품의 적용 분야를 막론하고 중요한 물성으로 관리되고 있으므로, 외경이 커지는 알루미늄 전선에서의 도체의 구조 설계는 유연성 확보 측면에서의 구리 도체를 사용한 전선보다 설계에 많은 어려움이 따른다.
일반적으로 알루미늄 도체를 사용하는 경우 전선의 유연성을 확보하기 위한 방법으로 소선의 굵기를 가늘게 하거나 집합 피치의 비율 및 복합 피치의 비율을 작게 설계한다. 그러나 소선의 굵기를 가늘게 하게 되면 제품의 제조 비용이 증가되며, 집합 피치 및 복합 피치의 비율을 작게하면 최종 제품의 저항이 높아져 필요 이상의 과착 도체를 사용하게 되는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 도체로서 요구되는 기본적인 전기적 특성을 만족하고 불필요한 도체의 과다 사용을 억제하면서도 유연성을 확보할 수 있는 유연성이 우수한 케이블용 도체를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 케이블용 도체는 복수개의 소선이 꼬여서 형성되는 집합선이 복수개가 꼬여서 형성되는 복합선으로 형성되는 케이블용 도체에 있어서, 상기 도체는 상기 집합선을 포함하는 중심 도체 및 상기 중심 도체의 외주를 감싸며 형성되는 1층 이상의 외부 도체층를 포함하고,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000001
은 0.5 내지 1 이고,(여기서,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000002
은 n층과 n+1층의 집합 피치비의 비율로서 n층 집합 피치비/n+1층 집합 피치비, n은 0 이상의 정수, 0층은 중심 도체를 의미함.)
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000003
은 0.5 내지 1(여기서,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000004
은 n층과 n+1층의 복합 피치비의 비율로서 n층 복합 피치비/n+1층 복합 피치비, n은 자연수)을 만족한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 아래 수학식을 만족할 수 있다.
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000005
(여기서,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000006
은 n층과 n+1층의 집합 피치비의 비율로서 n층 집합 피치비/n+1층 집합 피치비,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000007
은 n층과 n+1층의 복합 피치비의 비율로서 n층 복합 피치비/n+1층 복합 피치비)
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중심 도체 및 상기 외부 도체층들의 각 층별 집합 피치는 24mm 내지 96mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중심 도체 및 상기 외부 도체층들의 각 층별 복합 피치는 65mm 내지 465mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 집합선을 구성하는 소선의 직경이 0.55mm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 집합선을 구성하는 소선의 개수가 7개 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 집합선을 구성하는 소선은 99.7% 이상의 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 집합선을 구성하는 소선은 알루미늄(Al), 규소(Si), 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr) 및 아연(Zn)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 케이블용 도체는 중심 도체와 중심 도체를 감싸는 외부 도체층의 피치비를 조절하여 도체의 사용량을 최소화하면서 케이블의 유연성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에서 사용된 "피치비"에 대한 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 도체를 나타내는 단면도이다.
도 3은 3 Point Bend Test 설비를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 사용된 "피치비"에 대한 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 사용되는 용어 "피치비"는 아래의 수학식 1에 의해 정의될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000008
상기 수학식 1에서 살펴보면, 상기 "피치비"는 층심경(㎜)에 대한 피치값(㎜)을 의미할 수 있다. 여기서, "층심경"은 집합선의 경우 집합선 최외층에 배치된 소선들의 중심을 연결한 가상의 원의 직경을 의미하고, 복합선의 경우 복합선 최외층에 배치된 집합선들의 중심을 연결한 가상의 원의 직경을 의미한다. 집합선은 여러 개의 소선을 병렬로 놓은 후 한 방향으로 꼬은 도체의 형태를 말하며, 각 소선은 동일한 단면적을 가지고 집합선의 면적은 각 소선의 꼬인 각도의 수직으로 자른 단면적의 합과 같다. 또한, 복합선은 여러 개의 집합선을 병렬로 놓을 후 한 방향으로 꼬은 도체의 형태를 말하며, 복합선의 단면적은 집합선을 구성하는 소선의 꼬인 각도의 수직으로 자른 단면적의 총합과 같다. 따라서, 후술하는 "집합선 피치비"는 집합선 층심경(㎜)에 대한 집합 피치값(㎜)으로 정의될 수 있고, "복합선 피치비"는 복합선 층심경(㎜)에 대한 복합 피치값(㎜)으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 도체가 복수의 층을 이루고 있는 경우, 해당 층의 "복합 피치비"는 1층의 경우 1층의 복합선 층심경(㎜)에 대한 복합 피치값(㎜)으로 정의될 수 있고, 2층의 경우 2층의 복합선 층심경(㎜)에 대한 복합 피치값(㎜)으로 정의될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 도체를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 도체는 복수개의 층으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 케이블용 도체는 직경이 0.55mm 이하인 소선(10) 복수개가 연합된 집합 도체가 복수 개의 층으로 복합됨으로써 형성될 수 있고, 예를 들어 중심에 위치한 집합 도체 둘레에 배치된 복수개의 집합 도체에 의해 형성되는 제1 복합층(100), 상기 제1 복합층(200) 둘레에 배치된 복수개의 집합 도체에 의해 형성되는 제2 복합층(200), 상기 제2 복합층(200) 둘레에 배치된 복수개의 집합 도체에 의해 형성되는 제3 복합층(300) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 집합 도체에 포함되는 복수개의 소선(10)들은 일정한 집합 피치로 서로 꼬여져 있고, 상기 각각의 복합층에 포함되는 집합 도체들은 층별로 상이한 복합 피치로 서로 꼬여져 있다
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 도체는 복수개의 소선이 꼬여서 형성되는 집합선으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 집합선들이 복수개가 서로 꼬여서 복합선을 형성할 수 있다.
상기 케이블용 도체는 상기 집합선을 포함하는 중심 도체와 상기 중심 도체의 외주를 감싸며 형성되는 1층 이상의 외부 도체층을 형성할 수 있다. 도 2에서는 중심 도체와 중심 도체의 외주를 감싸면 형성되는 2개 층으로 형성된 구조를 도시하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 도체는 집합선을 포함하는 중심 도체와 상기 중심 도체의 외주를 감싸며 형성되는 1층 이상의 외부 도체층을 포함할 수 있다.
이때,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000009
은 0.5 내지 1 일 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000010
은 n층과 n+1층의 집합 피치비의 비율로서 n층 집합 피치비/n+1층 집합 피치비, n은 0 이상의 정수, 0층은 중심 도체를 의미한다. 또한,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000011
은 0.5 내지 1일 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000012
은 n층과 n+1층의 복합 피치비의 비율로서 n층 복합 피치비/n+1층 복합 피치비, n은 자연수이다.
예를 들어, 중심 도체의 집합 피치비와 중심 도체를 직접 감싸는 제1 외부 도체층의 집합 피치비의 비율은 0.5:1 내지 1:1일 수 있다. 즉, 중심 도체의 집합 피치비는 제1 외부 도체층의 집합 피치비의 0.5배 이상 1배 이하로 형성될 수 있다. 또한, 제1 층의 복합 피치비와 제1 층을 감싸는 제2 층의 복합 피치비의 비율은 0.5:1 내지 1:1일 수 있다. 즉, 제1 층의 복합 피치비는 제2 층의 복합 피치비의 0.5배 이상 1배 이하로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 도체는 아래 수학식 2를 만족할 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000013
여기서,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000014
은 n층과 n+1층의 집합 피치비의 비율로서 n층 집합 피치비/n+1층 집합 피치비,
Figure PCTKR2023015449-appb-img-000015
은 n층과 n+1층의 복합 피치비의 비율로서 n층 복합 피치비/n+1층 복합 피치비를 의미함.
또한, 중심 도체 및 상기 외부 도체층들의 각 층별 집합 피치는 24mm 내지 96mm로 형성될 수 있고, 상기 중심 도체 및 상기 외부 도체층들의 각 층별 복합 피치는 65mm 내지 465mm로 형성될 수 있다.
상기 중심 도체는 복수개의 소선이 꼬여서 형성되는 집합선으로 형성되고, 상기 외부 도체층들은 복수개의 소선이 꼬여서 형성되는 집합선이 복수개가 꼬여서 형성될 수 있다. 상기 집합선을 구성하는 소선은 직경이 0.55mm이하일 수 있다.
또한, 상기 집합선을 구성하는 소선의 개수는 원형을 유지하기 위해서는 7개 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 집합선이 7개의 소선으로 형성되는 경우 1가닥의 중심 소선 둘레에 6가닥의 소선이 배치되는 구조를 가질 수 있다.
케이블용 도체는 도체를 구성하는 도체경과 관계없이 피치비의 비율에 따라 도체의 특성이 결정되는 성질을 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 케이블용 도체는 "피치비"에 관한 조건으로 특징을 설명하고 있다. 본 발명에서 집합 피치와 복합 피치의 값을 한정하고 있다. 이는 집합선을 구성하는 소선의 직경을 0.55mm이하로 한정하였으나 소선의 직경이 작아지면 제조 비용이 증가하는 문제가 있으므로 경제적인 문제를 고려하여 집합선을 구성하는 소선의 직경이 소정의 값 이상을 가질 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 소선의 직경이 소정의 값 이하로 작게 설계하지 않도록 집합 피치와 복합 피치를 한정하였다.
상기 집합선을 구성하는 소선은 99.7% 이상의 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 집합선을 구성하는 소선은 알루미늄(Al), 규소(Si), 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr) 및 아연(Zn)을 포함할 수 있으며, 이때, 알루미늄을 제외한 나머지 물질들의 총합은 2%이하의 비율로 포함될 수 있다.
[실시예]
제조예
아래 표 1 내지 표 3에 기재된 구성으로 케이블용 도체를 제조했다.
　 집합소선수 복합 구조
중심 1층 2층 3층
실시예 1 13 1 6 12
실시예 2 25 1 6 12
실시예 3 13 1 6 12
실시예 4 13 1 6 12
실시예 5 7 1 6 12 18
실시예 6 7 1 6 12 18
비교예 1 13 1 6 12 　
비교예 2 13 1 6 12 　
비교예 3 13 1 6 12 　
비교예 4 13 1 6 12 　
비교예 5 13 1 6 12 　
비교예 6 13 1 6 12 　
　피치비 집합 피치비 복합 피치비
중심 1층 2층 3층 1층 2층 3층
실시예 1 18 18 29 　 15 17 　
실시예 2 18 18 29 　 15 17 　
실시예 3 12 15 18 　 15 17 　
실시예 4 18 18 24 　 11 16 　
실시예 5 18 24 30 34 15 17 19
실시예 6 18 24 30 34 15 17 24
비교예 1 11 25 25 　 15 17 　
비교예 2 11 10 15 　 10 17 　
비교예 3 18 18 24 　 10 23 　
비교예 4 18 18 24 　 15 14 　
비교예 5 12 12 30 　 10 20 　
비교예 6 18 18 18 　 10 9 　
　
　피치비
비율		 층별 집합
피치비의 비율 an		 층별 복합
피치비의 비율 bn		 an +bn
집합/복합 비율
a0 a1 a2 b1 b2 a1 +b1 a2 +b2
실시예 1 1.0 0.6 　 0.9 　 1.5 　
실시예 2 1.0 0.6 　 0.9 　 1.5 　
실시예 3 0.8 0.8 　 0.9 　 1.7 　
실시예 4 1.0 0.8 　 0.7 　 1.5 　
실시예 5 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 1.7 1.8
실시예 6 0.8 0.8 0.9 0.9 0.7 1.7 1.6
비교예 1 0.4 1.0 　 0.9 　 1.9 　
비교예 2 1.1 0.7 　 0.6 　 1.3 　
비교예 3 1.0 0.8 　 0.4 　 1.2 　
비교예 4 1.0 0.8 　 1.1 　 1.9 　
비교예 5 1.0 0.4 　 0.5 　 0.9 　
비교예 6 1.0 1.0 　 1.1 　 2.1 　
2. 물성 평가
1) 유연성 평가
실시예 및 비교예 각각의 도체에 대해 3 point bending 시험을 통해서 반작용토크(reaction torque) 및 굴곡강성(bending rigidity)을 측정하여 상대 비교 평가를 수행했다.
유연성 평가의 대조군으로 사용하는 케이블용 도체는 실시예 및 비교예에서 제시한 도체와 동일한 목표 저항을 만족하면서 사용한 소선의 종류는 동일하며 층별 복합 피치비가 임의로 정해지되 층별 비율이 동일하게 이루어진 도체이다. 도체의 피치비가 동일하게 정해짐에 따라 목표하는 저항을 만족시키지 못할 경우 집합선을 구성하는 소선의 개수를 늘린다. 도 3은 3 Point Bend Test 설비를 나타낸다. 3 Point Bend Test에 필요한 치구 및 시험 방법은 ASTM E290을 참고하여 도체의 직경에 맞는 조건을 선택한다.
유연성 평가 굽힘 강도 (N) 판정
실시예 1 147 합격
실시예 2 140 합격
실시예 3 136 합격
실시예 4 153 합격
실시예 5 150 합격
실시예 6 158 합격
비교예 1 186 불합격
비교예 2 166 불합격
비교예 3 171 불합격
비교예 4 162 불합격
비교예 5 184 불합격
비교예 6 162 불합격
상기 표 4에 정리된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 케이블용 도체는 굽힘 강도 160 N 이하로서 유연성 평가 기준에 만족하였으며, 비교예 1 내지 6의 경우 굽힘 강도 160 N 을 초과하여 유연성 평가 기준을 만족하지 못하였다.
2) 도체 과착 여부 평가
실시예 및 비교예 각각의 도체에 대해 규격을 만족하는 최대 저항을 보유하는 단선 도체의 단위중량 대비 10% 이상 큰 단위중량을 보유하는 경우 도체 과착으로 평가했다.
3) 형상 안정성 평가
형상의 안정성은 도체의 거시적 형상이 원형을 유지하고 있는가를 판별하는 감성 평가이다. 통상의 전선은 도체 위에 테이핑 혹은 절연 공정을 거치게 되는데, 이 때에 도체의 형상이 안정적이지 않을 경우 테이핑 혹은 절연 후에 표면이 울퉁불퉁 하거나 절연 작업 자체가 안 되는 경우가 있다. 형상 안정성 평가는 테이핑 혹은 절연 작업 후 전선의 외관에 도체의 흔적의 유무로 한다. 즉 테이핑 혹은 절연 이후 도체의 외관에 도체의 꼬인 흔적이 육안으로 확연하게 관찰되거나, 작업성이 확보되지 않을 경우 형상 안정성이 부족하다고 판별한다.
상기 물성 평가 결과는 아래 표 5에 기재된 바와 같다.
불량 원인 유연성 도체 과착 도체 형성
실시예 1 양호 양호 양호
실시예 2 양호 양호 양호
실시예 3 양호 양호 양호
실시예 4 양호 양호 양호
실시예 5 양호 양호 양호
실시예 6 양호 양호 양호
비교예 1 불량 양호 양호
비교예 2 양호 불량 양호
비교예 3 양호 양호 불량
비교예 4 양호 불량 양호
비교예 5 불량 양호 양호
비교예 6 양호 불량 양호
　
상기 표 5에 정리된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 케이블용 도체는 정밀하게 조절된 층별 복합 피치 및 집합 피치를 통해 서로 상충관계에 있는 우수한 유연성과 도체 과착 방지를 동시에 구현하며 형상 안정성이 우수한 것으로 확인되었다.
한편, 비교예 1은 집합 층별 비율 중 하한 비율이 기준 이하(a1이 0.4, 기준값은 0.5 이상)로 유연성이 크게 저하되는 문제가 발생했다. 비교예 2의 케이블용 도체는 집합 층별 비율 중 상한 비율이 기준 이상(a1이 1.1, 기준값은 1.0이하)으로 도체 과착이 발생하였다.
비교예 3의 케이블용 도체는 복합 층별 비율 중 하한의 비율이 기준 이하(b1이 0.4, 기준값은 0.5 이상)로 도체 형성의 형성 안정성이 낮았으며, 비교예 4의 케이블용 도체는 복합 층별 비율 중 상한의 비율이 기준 이상(b1이 1.1, 기준값은 1.0 이하)으로 도체 과착의 문제가 발생하는 것으로 확인되었다.
또한, 비교예 5의 케이블용 도체는 집합 층별 비율 중 상한 비율이 기준 이상(a1이 1.1, 기준값은 1.0이하)일뿐 아니라 집합/복합 비율이 기준 이하(a1+b1 = 0.9, 기준값은 1.2 초과)로 유연성 저하가 현저하게 나타났으며, 비교예 6의 케이블용 도체는 복합 층별 비율 중 하한의 비율이 기준 이상(b1이 1.1, 기준값은 1.0 이하)이며 집합/복합 비율 도 기준 이상(a1+b1 = 2.1, 기준값은 2.0 이하)으로 도체 과착의 문제가 크게 발생하는 것으로 확인되었다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 복수개의 소선이 꼬여서 형성되는 집합선이 복수개가 꼬여서 형성되는 복합선으로 형성되는 케이블용 도체에 있어서,
    상기 도체는
    상기 집합선을 포함하는 중심 도체; 및
    상기 중심 도체의 외주를 감싸며 형성되는 1층 이상의 외부 도체층을 포함하고,
    Figure PCTKR2023015449-appb-img-000016
    은 0.5 내지 1 이고,(여기서,
    Figure PCTKR2023015449-appb-img-000017
    은 n층과 n+1층의 집합 피치비의 비율로서 n층 집합 피치비/n+1층 집합 피치비, n은 0 이상의 정수, 0층은 중심 도체를 의미함.)
    Figure PCTKR2023015449-appb-img-000018
    은 0.5 내지 1(여기서,
    Figure PCTKR2023015449-appb-img-000019
    은 n층과 n+1층의 복합 피치비의 비율로서 n층 복합 피치비/n+1층 복합 피치비, n은 자연수)을 만족하는 케이블용 도체.
  2. 제1항에 있어서, 아래 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 케이블용 도체.
    Figure PCTKR2023015449-appb-img-000020
    (여기서,
    Figure PCTKR2023015449-appb-img-000021
    은 n층과 n+1층의 집합 피치비의 비율로서 n층 집합 피치비/n+1층 집합 피치비,
    Figure PCTKR2023015449-appb-img-000022
    은 n층과 n+1층의 복합 피치비의 비율로서 n층 복합 피치비/n+1층 복합 피치비)
  3. 제1항에 있어서, 상기 중심 도체 및 상기 외부 도체층들의 각 층별 집합 피치는 24mm 내지 96mm 인 것을 특징으로 하는 케이블용 도체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중심 도체 및 상기 외부 도체층들의 각 층별 복합 피치는 65mm 내지 465mm 인 것을 특징으로 하는 케이블용 도체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 집합선을 구성하는 소선의 직경이 0.55mm 이하인 것을 특징으로 하는 케이블용 도체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 집합선을 구성하는 소선의 개수가 7개 이상인 것을 특징으로 하는 케이블용 도체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 집합선을 구성하는 소선은 99.7% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블용 도체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 집합선을 구성하는 소선은 알루미늄(Al), 규소(Si), 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr) 및 아연(Zn)을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블용 도체.
PCT/KR2023/015449 2022-10-07 2023-10-06 유연성이 우수한 케이블용 도체 WO2024076212A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0128447 2022-10-07
KR20220128447 2022-10-07
KR10-2023-0131663 2023-10-04
KR1020230131663A KR20240049169A (ko) 2022-10-07 2023-10-04 유연성이 우수한 케이블용 도체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024076212A1 true WO2024076212A1 (ko) 2024-04-11

Family

ID=90608422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/015449 WO2024076212A1 (ko) 2022-10-07 2023-10-06 유연성이 우수한 케이블용 도체

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024076212A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016197569A (ja) * 2015-04-06 2016-11-24 矢崎総業株式会社 耐屈曲電線及びワイヤハーネス
CN210325249U (zh) * 2019-08-16 2020-04-14 成都普天电缆股份有限公司 一种电缆导体
KR20210128935A (ko) * 2020-04-17 2021-10-27 엘에스전선 주식회사 케이블용 도체, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 도체를 포함하는 케이블
CN216014835U (zh) * 2021-07-29 2022-03-11 双登电缆股份有限公司 一种新型非紧压绞合导体
CN216647884U (zh) * 2021-11-22 2022-05-31 武汉第二电线电缆有限公司 一种储能系统用低热释放软电缆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016197569A (ja) * 2015-04-06 2016-11-24 矢崎総業株式会社 耐屈曲電線及びワイヤハーネス
CN210325249U (zh) * 2019-08-16 2020-04-14 成都普天电缆股份有限公司 一种电缆导体
KR20210128935A (ko) * 2020-04-17 2021-10-27 엘에스전선 주식회사 케이블용 도체, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 도체를 포함하는 케이블
CN216014835U (zh) * 2021-07-29 2022-03-11 双登电缆股份有限公司 一种新型非紧压绞合导体
CN216647884U (zh) * 2021-11-22 2022-05-31 武汉第二电线电缆有限公司 一种储能系统用低热释放软电缆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011142642A2 (en) Optical and power composite cable
EP2230671A2 (en) Lan cable and method for making the same
JPH08241631A (ja) ローカルエリアネットワーク用耐火性ケーブル
WO2017200217A1 (ko) 내굴곡성 및 유연성이 우수한 열선 케이블
WO2017052018A1 (ko) 자동차용 전자파 차폐 케이블
WO2024076212A1 (ko) 유연성이 우수한 케이블용 도체
WO2015100760A1 (zh) 一种耐扭曲自承式电缆及其制造方法
CN105469883B (zh) 通信数据复合缆
CN205542054U (zh) 电梯电缆
WO2011025105A1 (ko) 증용량 저이도 가공송전선의 제조 방법 및 이에 의한 증용량 저이도 가공송전선
CN203325503U (zh) 低损耗型抗干扰通信线缆
TWI834631B (zh) 遮罩層及設有該遮罩層之線纜
CN105405514B (zh) 高屏蔽性能的低损耗复合型数据电缆
KR20240049169A (ko) 유연성이 우수한 케이블용 도체
CN216980189U (zh) 一种低烟无卤阻燃耐火布电线
CN219122991U (zh) 一种复绞型多类型分屏蔽通信圆电缆
WO2023158004A1 (ko) 유연성이 우수한 집복합 도체
JPS6331444Y2 (ko)
CN204407037U (zh) 通信电源用三芯阻燃铝合金软电缆
CN220020684U (zh) 一种扁平式电梯用电缆
CN215770579U (zh) 一种高柔性同心导体电缆
CN210516282U (zh) 一种变频设备用铝合金电缆
WO2022062360A1 (zh) 一种带状电缆
WO2023090538A1 (ko) 고난연 utp 케이블
CN221529512U (zh) 一种抗拉蝶形引入光电混合软电缆

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23875273

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1