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KR20170018574A - 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선 - Google Patents

가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선 Download PDF

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KR20170018574A
KR20170018574A KR1020150112366A KR20150112366A KR20170018574A KR 20170018574 A KR20170018574 A KR 20170018574A KR 1020150112366 A KR1020150112366 A KR 1020150112366A KR 20150112366 A KR20150112366 A KR 20150112366A KR 20170018574 A KR20170018574 A KR 20170018574A
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KR
South Korea
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resin
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fibers
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center line
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서강현
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명은 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 고장력 특성 및 고온에서의 저이도 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 가공 송전선의 경량화가 가능하고 충분한 굴곡특성으로 인해 가공 송전선의 제조 또는 가설시 보빈, 드럼, 풀리 등에 대한 권취가 용이한, 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선에 관한 것이다.

Description

가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선{Center line for overhead transmission line and overhead transmission line comprising the same}
본 발명은 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 고장력 특성 및 고온에서의 저이도 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 가공 송전선의 경량화가 가능하고 충분한 굴곡특성으로 인해 가공 송전선의 제조 또는 가설시 보빈, 드럼, 풀리 등에 대한 권취가 용이한, 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선에 관한 것이다.
발전소에서 변전소를 통해 도시나 공장 등에 전기를 공급하는 방법에는 철탑으로 연결되는 가공 송전선을 이용하는 가공 송전식과 지하에 매설된 지하 송전선을 이용하는 지중 송전식이 있으며, 가공 송전식이 국내 송전 방식의 약 90%를 차지하고 있다.
종래 가공 송전선은 고장력 특성을 구현하기 위해 여러가닥의 아연도금 고탄소 강연선으로 이루어진 강심 외주에 여러 가닥의 알루미늄 합금 도체를 연선한 강심 알루미늄 연선(Aluminum Conductor Steel Reinforced; ACSR)이 일반적으로 사용된다.
그러나, 종래 강심 알루미늄 연선(ACSR)에 있어서 중심의 강심을 구성하는 강연선은 이의 외주에 배치된 알루미늄 합금 도체에 비해 약 3배에 달하는 비중을 갖고 가공 송전선 전체 중량의 1/3 이상을 차지하므로, 가공 송전선의 경량화에 한계가 있을 뿐만 아니라, 상기 강심이 적용된 가공 송전선은 상기 강심의 단면 점유율 대비 송전 용량이 현저히 떨어지는 단점이 있다.
나아가, 상기 강연선의 열팽창 계수는 온도에 비례하여 상승하기 때문에, 송전량 증가로 수반되는 온도 상승으로 상기 강연선은 늘어지게 되고, 결과적으로 가공 송전선 전체가 아래로 늘어지게 되어, 상기 가공 송전선을 연결시키는 철탑의 높이를 충분히 높게 하거나 철탑의 수를 늘려야 하는 문제가 있다.
한편, 가공 송전선의 중심선으로서 합성수지로 이루어진 중심선을 적용한 예가 있으나, 상기 합성수지로 이루어진 중심선은 굴곡반경이 불충분해 상기 가공 송전선의 제조 또는 가설시 보빈, 드럼, 풀리 등에 권취하는 것이 용이하지 않은 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 고장력 특성 및 고온에서의 저이도 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 가공 송전선의 경량화가 가능하고 충분한 굴곡특성으로 인해 가공 송전선의 제조 또는 가설시 보빈, 드럼, 풀리 등에 대한 권취가 용이한, 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 고장력 특성 및 고온에서의 저이도 특성을 나타내는 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가공 송전선의 경량화에 기여하고 충분한 굴곡특성으로 인해 가공 송전선의 제조 또는 가설시 보빈, 드럼, 풀리 등에 대한 권취가 용이하도록 하는 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
하나 이상의 내부 코어 및 상기 내부 코어를 전체적으로 감싸는 외부층을 포함하고, 상기 내부 코어는 고분자 수지에 강화재가 혼합된 강화플라스틱으로 이루어져 있고, 인장강도가 130 kgf/mm2 이상, 신장율이 4% 이하, 탄성계수가 5,000 kgf/mm2 이상, 열팽창계수가 -0.5 × 10-6/℃ 내지 0.8 × 10-6/℃인, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
여기서, 상기 외부층은 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아릴렌케톤 수지, 폴리아릴렌설파이드, 불소 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리우레탄 수지, 스티렌계 중합체 수지, 아크릴산 중합체 수지 및 폴리염화비닐 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
또한, 상기 외부층은 폴리에테르케톤, 폴리아릴렌설파이드, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
여기서, 상기 외부층은 알루미늄 피복에 의해 형성되거나 알루미늄 튜브인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
그리고, 상기 하나 이상의 내부 코어를 전체적으로 감싸는 아라미드 테이프층 또는 내열 구리스층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
나아가, 상기 내열 구리스층을 형성하는 내열 구리스는 실리콘 오일에 발연 실리카(fumed silica)가 첨가됨으로써 제조될 수 있고, 인화점이 300℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
한편, 광위상도체(Optical Phase Conductor; OPPC)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
여기서, 상기 광위상도체(OPPC)는 스틸 튜브 내부에 광섬유 및 상기 광섬유를 감싸는 젤리충진을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
또한, 상기 고분자 수지는 열팽창계수가 5.0 × 10-5/℃ 이하인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
여기서, 상기 고분자 수지는 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아릴렌케톤 수지, 폴리아릴렌설파이드, 불소 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리우레탄 수지 및 스티렌계 중합체 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열가소성 수지, 에폭시계 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 비스 말레이드 수지 및 폴리이미드 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열경화성 수지, 또는 이들의 배합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
그리고, 상기 고분자 수지는 디글리시딜에테르 비스페놀 A형 에폭시 수지, 다관능기 에폭시 수지 및 디글리시딜 에테르 비스페놀 F형 에폭시 수지의 배합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
한편, 상기 강화플라스틱은 상기 열경화성 수지 100 중량부를 기준으로 산무수물계 경화제 70 내지 150 중량부 또는 아민계 경화제 20 내지 30 중량부, 이미다졸계 촉진제 1 내지 3 중량부 또는 보론 트리플루오라이드 에틸아민계 촉진제 2 내지 4 중량부, 및 스테아린산 아연 1 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
또한, 상기 강화재는 상기 고분자 수지 내에서 상기 내부 코어의 길이 방향으로 연속적인 형태로 배열되고, 인장강도가 140 kgf/mm2 이상인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
여기서, 상기 강화플라스틱 총 중량을 기준으로 상기 강화재의 함량은 50 내지 90 중량%인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
그리고, 상기 강화재는 티타네이트계 커플링제, 실란계 커플링제 및 지르코네이트계 커플링제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 커플링제로 표면처리된 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
나아가, 상기 강화재는 탄소 섬유, 유리 섬유, 붕소 섬유, 세라믹 섬유, 아라미드 섬유, 알루미나 섬유, 실리콘 카바이드 섬유 및 합성 유기 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 강화 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
또한, 상기 강화 섬유의 직경은 3 내지 35 ㎛인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선을 제공한다.
한편, 상기 가공 송전선용 중심선 및 상기 중심선 둘레에 배치된 도체를 포함하는 가공 송전선을 제공한다.
본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선은 내부 코어 및 상기 내부 코어를 감싸는 외부층의 구조와 이들의 소재에 의해 고장력 특성 및 고온에서의 저이도 특성을 나타내는 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선은 내부 코어 및 상기 내부 코어를 감싸는 외부층을 특정 소재로 구성함으로써 경량화 및 충분한 굴곡특성을 나타내는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 가공 송전선용 중심선을 포함하는 가공 송전선의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 다양한 실시예의 가공 송전선용 중심선의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 가공 송전선용 중심선의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 가공 송전선용 중심선을 포함하는 가공 송전선의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선(100)은 하나 이상, 예를 들어, 3 내지 14개, 바람직하게는 7개의 내부 코어(110)를 포함하며, 상기 하나 이상의 내부 코어(110)가 연선된 구조일 수 있다. 또한, 상기 내부 코어(110)를 전체적으로 감싸는 외부층(120)을 포함할 수 있고, 본 발명에 따른 가공 송전선은 상기 중심선(100)의 둘레에 알루미늄 등으로 이루어진 도체(200)가 배치될 수 있다.
상기 내부 코어(110)는 고분자 수지에 섬유 등의 강화재가 혼합됨으로써 기계적 강도, 내열성 등이 향상된 강화플라스틱(Reinforced plastics), 특히 섬유강화플라스틱(Fiber reinforced plastics)으로 이루어질 수 있다. 상기 강화플라스틱의 고분자 수지는 특별히 제한되지 않지만 열팽창계수가 약 5.0 × 10-5/℃ 이하이고, 상기 강화재에 비해 신장율이 큰 것이 바람직하고, 상기 강화제의 신장율은 2% 이상일 수 있다.
상기 고분자 수지의 열팽창계수가 5.0 × 10-5/℃ 초과인 경우, 가공 송전선의 운용시 발열에 의해 상기 중심선(100)이 과도하게 팽창하여 처짐에 따라 가공 송전선이 전체적으로 처지는 문제가 있을 수 있다.
상기 고분자 수지는 예를 들어 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있고, 상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 등의 폴리올레핀 수지; 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리아미드 수지; 폴리에테르에테르케톤 등의 폴리에테르케톤 수지; 폴리에테르이미드 수지; 폴리페닐렌디케톤 등의 폴리아릴렌케톤 수지; 폴리페닐렌설파이드, 폴리(비페닐렌설파이드케톤), 폴리(페닐렌설파이드디케톤), 폴리(비페닐렌설파이드) 등의 폴리아릴렌설파이드; 폴리테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로메틸비닐에테르 중합체, 퍼플루오로-알콕시알케인 중합체, 테트라플루오로에틸렌 중합체, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 중합체 등의 불소 수지; 폴리아세탈 수지; 폴리우레탄 수지; 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 등의 스티렌계 중합체 수지 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열경화성 수지는 에폭시계 수지; 불포화 폴리에스테르 수지; 비스 말레이드 수지; 폴리이미드 등의 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 수지를 포함할 수 있고, 바람직하게는, 에폭시 수지, 더욱 바람직하게는, 디글리시딜에테르 비스페놀 A형 에폭시 수지, 다관능기 에폭시 수지 및 디글리시딜 에테르 비스페놀 F형 에폭시 수지로 이루어진 3종의 에폭시 수지 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 강화플라스틱이 상기 3종의 에폭시 수지 혼합물을 포함하는 경우 상기 중심선(100)의 내열성, 굴곡특성, 유연성 등의 더욱 향상될 수 있다.
상기 고분자 수지가 상기 열경화성 수지를 포함하는 경우 상기 강화플라스틱은 경화제, 촉진제, 이형제 등을 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 경화제는 메틸테트라하이드로프탈산무수물(MTHPA), 테트라하이드로프탈산무수물(THPA), 헥사하이드로프탈산무수물(HHPA), 나딕메틸산무수물(NMA) 등, 바람직하게는 메틸테트라하이드로프탈산무수물(MTHPA) 또는 나딕메틸산무수물(NMA) 등의 산무수물계 경화제, 또는 멘테인디아민(MDA), 이소프론디아민(IPDA) 등의 시클로 알리파틱 폴리아민계 화합물, 디아미노이페닐설폰(DDS), 디아미노디페닐멘테인(DDM) 등의 지방족 아민계 화합물 같은 아민계 경화제 등을 포함할 수 있다.
상기 열경화성 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 산무수물계 경화제의 함량은 70 내지 150 중량부일 수 있고, 상기 아민계 경화제의 함량은 20 내지 30 중량부일 수 있다. 상기 산무수물계 경화제의 함량이 70 중량부 미만이거나 상기 아민계 경화제의 함량이 20 중량부 미만인 경우 상기 열경화성 수지를 완전히 경화시킬 수 없고, 상기 산무수물계 경화제의 함량이 150 중량부 초과이거나 상기 아민계 경화제의 함량이 30 중량부 초과인 경우 상기 열경화성 수지와 반응한 후 남은 경화제가 불순물로 작용하여 물성을 저하시킬 수 있다.
상기 촉진제는 상기 경화제에 의한 상기 열경화성 수지의 경화를 촉진시키는 작용을 하며, 상기 경화제가 산무수물계 경화제인 경우 이미다졸계 촉진제를, 상기 경화제가 아민계 경화제인 경우 보론 트리플루오라이드 에틸아민계 촉진제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 열경화성 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 이미다졸계 촉진제의 함량은 1 내지 3 중량부이고, 상기 보론 트리플루오라이드 에틸아민계 촉진제의 함량은 2 내지 4 중량부일 수 있다.
상기 이미다졸계 촉진제의 함량이 1 중량부 미만이거나 상기 보론 트리플루오라이드 에틸아민계 촉진제의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 상기 열경화성 수지를 완전히 경화시킬 수 없는 반면, 상기 이미다졸계 촉진제의 함량이 3 중량부 초과이거나 상기 보론 트리플루오라이드 에틸아민계 촉진제의 함량이 4 중량부 초과인 경우, 상기 열경화성 수지의 경화가 과도하게 촉진되어 점도가 급격히 상승함으로써 작업성이 현저히 저하될 수 있다.
상기 이형제는 상기 내부 코어(110)와 성형 다이 사이의 마찰력을 감소시켜 상기 내부 코어(110)의 가공을 용이하게 하는 작용을 하며, 예를 들어, 스테아린산 아연(zinc stearate)일 수 있다. 상기 열경화성 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 이형제의 함량은 1 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 이형제의 함량이 1 중량부 미만인 경우 상기 내부 코어(110)의 성형시 작업성이 저하될 수 있다.
상기 강화재는 특별히 제한되지 않지만, 상기 내부 코어(110)의 길이 방향으로 연속적인 형태로 상기 고분자 수지 내에 배열되는 것이 바람직하고, 인장강도가 140 kgf/mm2 이상이고, 열팽창율은 0에 가깝거나 0 미만인 것이 바람직하다. 상기 강화재의 인장강도가 140 kgf/mm2 미만인 경우 상기 중심선(100)의 인장강도가 불충분할 수 있다.
상기 강화재는 예를 들어 비정질 탄소 섬유, 흑연 섬유, 금속 코팅된 탄소 섬유 등의 탄소 섬유; E-유리, A-유리, C-유리, D-유리, AR-유리, R-유리, S1-유리, S2-유리 등의 유리 섬유; 붕소 섬유; 세라믹 섬유; 아라미드 섬유; 알루미나 섬유; 실리콘 카바이드 섬유; 폴리벤즈옥사졸 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 초고분자 폴리에틸렌 섬유, 파라페닐렌 섬유, 테레프탈아미드 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 폴리페닐렌설파이드 섬유, 폴리아크릴레이트 섬유 등의 합성 유기 섬유 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 강화재를 포함할 수 있다.
상기 강화재의 함량은 상기 강화플라스틱 총 중량을 기준으로 50 내지 90 중량%일 수 있다. 상기 강화재의 함량이 50 중량% 미만인 경우 상기 중심선(100)의 인장강도가 저하될 수 있는 반면, 90 중량% 초과인 경우 상기 고분자 수지 내에서 상기 강화재가 서로 응집함으로써 상기 중심선(100)에 기포나 갈라짐 현상이 일어나 물성, 작업성 등이 저하될 수 있다.
상기 강화재로서 사용되는 강화 섬유는 직경이 3 내지 35 ㎛일 수 있고, 상기 직경이 3 ㎛ 미만인 경우 제조가 어렵고 제조비용이 증가하는 문제가 있는 반면, 상기 직경이 35 ㎛ 초과인 경우 상기 중심선(100)의 인장강도가 저하될 수 있다.
상기 강화재는 상기 고분자 수지 내에서의 균일한 분산을 위해 커플링제로 표면처리될 수 있다. 상기 표면처리에 의해 상기 강화재 표면에 부착된 커플링제는 상기 고분자 수지와 반응하여 상기 고분자 수지에 대한 상기 강화재의 균일한 분산을 가능하게 하고 상기 강화재의 응집을 억제할 수 있다.
상기 커플링제는 상기 강화재의 균일한 분산을 가능하게 하고 상기 강화재의 응집을 억제할 수 있다면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 티타네이트계 커플링제, 실란계 커플링제, 지르코네이트계 커플링제 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 커플링제를 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 내부 코어(110)를 전체적으로 감싸는 상기 외부층(120)은 상기 내부 코어(110)의 부식을 억제하고 상기 내부 코어(110)로 수분이 침투하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상기 내부 코어(110)를 구성하는 섬유강화플라스틱 내의 강화 섬유와 상기 도체(200)의 물리적 접촉에 의한 상기 도체(200)의 갈바닉 부식(galvanic corrosion)을 억제하기 위해 상기 내부 코어(110)와 상기 도체(200)를 이격시키는 작용을 한다.
상기 외부층(120)은 특별히 제한되지 않고 예를 들어 폴리프로필렌; 프로필렌-에틸렌 공중합체 등의 폴리올레핀 수지; 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리아미드 수지; 폴리에테르에테르케톤 등의 폴리케톤 수지; 폴리에테르이미드 수지; 폴리페닐렌디케톤 등의 폴리아릴렌케톤 수지; 폴리페닐렌설파이드, 폴리(비페닐렌설파이드케톤), 폴리(페닐렌설파이드디케톤), 폴리(비페닐렌설파이드) 등의 폴리아릴렌설파이드; 폴리테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로메틸비닐에테르 중합체, 퍼플루오로-알콕시알케인 중합체, 테트라플루오로에틸렌 중합체, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 중합체 등의 불소 수지; 폴리아세탈 수지; 폴리우레탄 수지; 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 등의 스티렌계 중합체 수지; 아크릴산 중합체 수지; 폴리염화비닐 수지 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 수지, 바람직하게는 유전강도가 우수한 폴리에테르에테르케톤 등의 폴리에테르케톤, 폴리아릴렌설파이드, 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 외부층(120)은 알루미늄 피복에 의해 형성될 수 있다. 상기 외부층(120)이 알루미늄 피복에 의해 형성되는 경우 상기 가공 송전선의 송전량, 인장강도 등을 증가시킬 수 있다. 그리고, 상기 알루미늄 피복은 상기 하나 이상의 내부 코어(110)를 전체적으로 완전히 감싸기 때문에 수분 또는 전해질로 작용할 수 있는 물질 등이 상기 내부 코어(110)로 침투하는 것을 억제하여 상기 알루미늄 피복의 갈바닉 부식을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선(100)은 앞서 기술한 바와 같이 하나 이상의 내부 코어(110)가 전체적으로 외부층(120)에 의해 감싸여진 구조로 이루어짐으로써 종래의 싱글 코어 구조에 비해 유연성, 굴곡특성이 우수하여 가공 송전선의 제조 또는 가설시 보빈, 드럼, 풀리 등에 대한 권취가 용이하도록 하는 우수한 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 상기 내부 코어(110) 및 상기 외부층(120)이 앞서 기술한 바와 같은 고강도, 고내열 및 경량의 소재로 이루어져 있어 가공 송전선의 고인장 및 고온에서의 저이도 특성을 구현하는 동시에 경량화에 기여할 수 있다.
본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선(100)은 인장강도가 130 kgf/mm2 이상, 신장율이 4% 이하, 탄성계수가 5,000 kgf/mm2 이상, 열팽창계수가 -0.5 × 10-6/℃ 내지 0.8 × 10-6/℃일 수 있다. 상기 가공 송전선용 중심선(100)의 인장강도가 130 kgf/mm2 미만인 경우 가공 송전선에 적용시 끊어질 수 있고, 신장율이 4% 초과이거나 탄성계수가 5,000 kgf/mm2 미만인 경우, 상기 가공 송전선의 과도한 처짐(이도) 현상이 일어날 수 있다.
본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선(100)은 직경이 3 내지 20 mm일 수 있다. 상기 중심선(100)의 직경이 3 mm 미만인 경우 가공 송전선에서 요구되는 기계적 특성을 저하될 수 있는 반면, 상기 중심선(100)의 직경이 20 mm 초과인 경우 가공 송전선의 제조비용이 증가하는 문제가 있다.
도 2는 본 발명에 따른 다양한 실시예의 가공 송전선용 중심선의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 가공 송선선용 중심선(100)은 도 2a에 도시된 바와 같이 외부층(120)이 알루미늄 피복에 의해 형성되거나 도 2b에 도시된 바와 같이 외부층(120)이 알루미늄 튜브인 경우 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 하나 이상의 내부 코어(110)를 감싸는 아라미드 테이프층(130)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 아라미드 테이프층(130)은 상기 알루미늄 피복시 피복온도에 의해 상기 내부 코어(110)의 물성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선(100)은 도 2b에 도시된 바와 같이 외부층(120)이 알루미늄 튜브인 경우 상기 하나 이상의 내부 코어(110)를 감싸는 내열 구리스층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 내열 구리스층을 형성하는 내열 구리스는 실리콘 오일에 발연 실리카(fumed silica)가 첨가됨으로써 제조될 수 있고, 인화점이 300℃ 이상의 내열성을 가질 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선(100)은 도 2c에 도시된 바와 같이 외부층(120)이 앞서 기술한 수지로 이루어진 복수의 연선에 의해 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 가공 송전선용 중심선의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공 송전선용 중심선(100)은 상기 하나 이상의 내부 코어(11) 이외에 광위상도체(Optical Phase Conductor; OPPC)(150)를 포함할 수 있다.
상기 광위상도체(OPPC)(150)는 통신용 또는 가공 송전선의 모니터링용으로 사용될 수 있다. 여기서, 상기 광위상도체(OPPC)(150)는 스틸 튜브(Stainless Steel Loose Tube; SSLT)(153) 내부에 광섬유(151) 및 상기 광섬유를 감싸는 젤리충진(152)을 포함할 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100 : 가공 송전선용 중심선 200 : 도체

Claims (18)

  1. 하나 이상의 내부 코어 및 상기 내부 코어를 전체적으로 감싸는 외부층을 포함하고,
    상기 내부 코어는 고분자 수지에 강화재가 혼합된 강화플라스틱으로 이루어져 있고,
    인장강도가 130 kgf/mm2 이상, 신장율이 4% 이하, 탄성계수가 5,000 kgf/mm2 이상, 열팽창계수가 -0.5 × 10-6/℃ 내지 0.8 × 10-6/℃인, 가공 송전선용 중심선.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부층은 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아릴렌케톤 수지, 폴리아릴렌설파이드, 불소 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리우레탄 수지, 스티렌계 중합체 수지, 아크릴산 중합체 수지 및 폴리염화비닐 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외부층은 폴리에테르케톤, 폴리아릴렌설파이드, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외부층은 알루미늄 피복에 의해 형성되거나 알루미늄 튜브인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 내부 코어를 전체적으로 감싸는 아라미드 테이프층 또는 내열 구리스층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내열 구리스층을 형성하는 내열 구리스는 실리콘 오일에 발연 실리카(fumed silica)가 첨가됨으로써 제조될 수 있고, 인화점이 300℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    광위상도체(Optical Phase Conductor; OPPC)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광위상도체(OPPC)는 스틸 튜브 내부에 광섬유 및 상기 광섬유를 감싸는 젤리충진을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 열팽창계수가 5.0 × 10-5/℃ 이하인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아릴렌케톤 수지, 폴리아릴렌설파이드, 불소 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리우레탄 수지 및 스티렌계 중합체 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열가소성 수지, 에폭시계 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 비스 말레이드 수지 및 폴리이미드 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열경화성 수지, 또는 이들의 배합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 디글리시딜에테르 비스페놀 A형 에폭시 수지, 다관능기 에폭시 수지 및 디글리시딜 에테르 비스페놀 F형 에폭시 수지의 배합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 강화플라스틱은 상기 열경화성 수지 100 중량부를 기준으로 산무수물계 경화제 70 내지 150 중량부 또는 아민계 경화제 20 내지 30 중량부, 이미다졸계 촉진제 1 내지 3 중량부 또는 보론 트리플루오라이드 에틸아민계 촉진제 2 내지 4 중량부, 및 스테아린산 아연 1 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화재는 상기 고분자 수지 내에서 상기 내부 코어의 길이 방향으로 연속적인 형태로 배열되고, 인장강도가 140 kgf/mm2 이상인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 강화플라스틱 총 중량을 기준으로 상기 강화재의 함량은 50 내지 90 중량%인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 강화재는 티타네이트계 커플링제, 실란계 커플링제 및 지르코네이트계 커플링제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 커플링제로 표면처리된 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 강화재는 탄소 섬유, 유리 섬유, 붕소 섬유, 세라믹 섬유, 아라미드 섬유, 알루미나 섬유, 실리콘 카바이드 섬유 및 합성 유기 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 강화 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 강화 섬유의 직경은 3 내지 35 ㎛인 것을 특징으로 하는, 가공 송전선용 중심선.
  18. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따르는 가공 송전선용 중심선 및 상기 중심선 둘레에 배치된 도체를 포함하는 가공 송전선.
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