WO2018216851A1 - 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법 - Google Patents

마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2018216851A1
WO2018216851A1 PCT/KR2017/008356 KR2017008356W WO2018216851A1 WO 2018216851 A1 WO2018216851 A1 WO 2018216851A1 KR 2017008356 W KR2017008356 W KR 2017008356W WO 2018216851 A1 WO2018216851 A1 WO 2018216851A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
microcapsules
nonwoven fabric
watertight
power cable
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/008356
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김동우
김성민
권오득
김영성
문일주
Original Assignee
한국전력공사
김동우
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
Application filed by 한국전력공사, 김동우 filed Critical 한국전력공사
Priority to CN201780055161.2A priority Critical patent/CN109791819B/zh
Priority to EP17910818.8A priority patent/EP3633691A4/en
Priority to US16/331,534 priority patent/US11437170B2/en
Publication of WO2018216851A1 publication Critical patent/WO2018216851A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/282—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/302—Polyurethanes or polythiourethanes; Polyurea or polythiourea
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0026—Apparatus for manufacturing conducting or semi-conducting layers, e.g. deposition of metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/282—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable
    • H01B7/2825—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable using a water impermeable sheath
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/282—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable
    • H01B7/285—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable by completely or partially filling interstices in the cable
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
    • H01B9/027—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients composed of semi-conducting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14—Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

Definitions

  • the present invention relates to a self-extinguishing power cable with a microcapsule and a method for manufacturing the same, and specifically, to include a water-tight layer coated with a microcapsule under the outer layer of the power cable to burn the flame of the wire cable and generate a chain fire.
  • the present invention relates to a self-extinguishing power cable equipped with microcapsules and a method of manufacturing the same.
  • a power cable is a cable for underground power transmission, distribution and retraction for power, and is used in buildings such as high-rise buildings, power plants, various plants, power ports and common areas for power transmission.
  • Such power cables are mostly made of high-molecular polymers (PE, PP, XLPE, PVC, etc.), which are components of the remaining coating material, except for metal conductor (copper or aluminum) components.
  • PE high-molecular polymers
  • PP PP
  • XLPE XLPE
  • PVC polyvinyl styrene
  • the polymer material may cause a fire because it has a volatility above a certain critical temperature.
  • a flame retardant sheathed power cable is a FR-CNCO-based cable to which the sheath of a polyolefin resin is applied, and includes IEC-60332-3 Cat.A, Cat.B, and Cat.C.
  • FR-CNCO-based cable to which the sheath of a polyolefin resin is applied, and includes IEC-60332-3 Cat.A, Cat.B, and Cat.C.
  • the existing power cable may be implemented as a fireproof cable by adding a mica tape layer on the conductor for a fireproof function.
  • a large amount of insulator in the power cable of 22.9 ⁇ or more, and the weight of the conductor makes it difficult to implement.
  • the existing power cable can maintain the insulation function in the ceramic state of the silicon material in case of fire by using the silicon insulating material.
  • it can be used only for 600V low-voltage power cable, there is a limit to apply to power distribution cables of 22.9kV or more.
  • An object of the present invention is to provide a self-extinguishing power cable with a microcapsule to burn the flame of the wire cable and prevent the occurrence of chain fire by providing a water-tight layer coated with microcapsules under the outer layer of the power cable and a method of manufacturing the same To provide.
  • Self-extinguishing power cable is provided with a microcapsules according to an embodiment of the present invention, the conductor layer having a watertight structure of watertight compound-filled circular compression interlocked strand from the center; An internal semiconducting layer formed on the conductor layer and formed of a semiconducting thermosetting high purity compound material; An insulating layer formed on the inner semiconductive layer and made of a tri-inhibited crosslinked polyethylene compound material; An outer semiconducting layer formed on the insulating layer and made of a semiconducting thermosetting high purity compound material; A first neutral watertight layer formed on the outer semiconducting layer and being a semiconductive swelling tape; A concentric neutral wire formed on the first neutral wire watertight layer and serving as an interlocking wire; A second neutral watertight layer formed on the concentric neutral wire and being a swelling tape; And an outer skin layer formed on the second neutral watertight layer and formed of PVC or polyethylene, wherein at least one of the first neutral watertight layer and the second neutral water
  • the microcapsules may have a size between 5 and 100 ⁇ m and have an acceptable breakdown temperature between 90 and 150 ° C.
  • the capsule wall of the microcapsules may be a material in which any one or two or more of melamine resin, urethane resin, and fumed silica are mixed.
  • the active agent is any one or two or more of fluorinated ketone (Fluoroketone, Dedecafluoro-2 methylpentan-3-one) as a liquid extinguishing agent, carbon dioxide (CO 2 ), chlorofluorocarbons (CFC) as a gas extinguishing agent is mixed can do.
  • fluorinated ketone Fluoroketone, Dedecafluoro-2 methylpentan-3-one
  • CO 2 carbon dioxide
  • CFC chlorofluorocarbons
  • the swelling tape of the first neutral line watertight layer and the second neutral line watertight layer may be coated with a super absorbent polymer (SAP) on a nonwoven fabric of polyester material.
  • SAP super absorbent polymer
  • the swelling tape of the first neutral watertight layer may be coated with carbon black.
  • the self-extinguishing power cable provided with a microcapsule according to an embodiment of the present invention may further include a metal shielding layer provided under the outer skin layer.
  • Method for producing a self-extinguishing power cable with a microcapsules the step of coating a mixed solution of a water-soluble adhesive, magnetic powder and swelling powder on one surface of the first nonwoven fabric; Magnetically treating the first nonwoven fabric to dry; Compressing one surface of the second nonwoven fabric to one surface of the first nonwoven fabric to produce a single nonwoven fabric; And forming the single nonwoven fabric as a neutral watertight layer of the wire cable to manufacture the wire cable, wherein the first nonwoven fabric and the second nonwoven fabric are provided with microcapsules, and the microcapsules are coated with the coating.
  • step is mixed with the mixed solution in the case of being applied to one side of the first nonwoven fabric, when applied to one side of the second nonwoven fabric, any one of the case of being sprayed in powder form on one side of the first nonwoven fabric before the drying step It can be applied in the case of.
  • the mixed solution may include carbon black.
  • the present invention is provided with a water-tight layer coated with microcapsules under the outer layer of the power cable can burn the flame of the wire cable and prevent the occurrence of chain fire.
  • the present invention by applying the microcapsules from the low-voltage cable to the ultra-high voltage cable, it is possible to provide a fire extinguishing function as well as a self-extinguishing function in case of fire.
  • the present invention can produce a power cable with a self-extinguishing function without breaking the microcapsules even when the injection molding of the outer layer when the power cable is manufactured.
  • FIG. 1 is a view showing a microcapsules according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a self-extinguishing power cable with a microcapsule according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of the self-extinguishing power cable of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a view showing the application of microcapsules on a nonwoven fabric according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing a method for manufacturing a self-extinguishing power cable with a microcapsule according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a microcapsules according to an embodiment of the present invention.
  • the microcapsule 10 As shown in FIG. 1, the microcapsule 10 according to an embodiment of the present invention is filled with an active agent 11 as a fire extinguishing agent applied to a flame portion to extinguish a flame. .
  • the microcapsules 10 may be included in a power cable and destroyed at a flame temperature to provide a self-extinguishing function of the active activator 11 filled in the flame to extinguish the flame.
  • the microcapsules 10 have a size between 5 and 100 ⁇ m and have an allowable breaking temperature between 90 and 150 ° C. As such, the microcapsules 10 are broken out of the capsule wall at the allowable breaking temperature so that the filled activator 11 is exposed to the outside.
  • the capsule wall material of the microcapsules 10 may be any one of melamine resin, polyurethane resin, polyurea resin, acrylic resin, fumed silica, or You can mix two or more.
  • the activator 11 is any one of fluoride ketone (Fluoroketone, Dedecafluoro-2 methylpentan-3-one) as a liquid extinguishing agent, carbon dioxide (CO 2 ) and chlorofluorocarbon (CFC) (aka Freon gas) as a gas extinguishing agent. Or two or more may be mixed.
  • the activator 11 is commercially available, such as Novec 1230 Fluid (FK-5-1-12) TM from 3M, FM-200 (HFC 227ea) TM from DuPont, and FE-25 (HFC-125) TM. It can also be used.
  • the active agent 11 is filled in a desired amount depending on the internal volume of the microcapsules 10. The amount of the activator 11 is adjusted by adjusting the amount of the microcapsules 10.
  • FIG. 2 is a view showing a self-extinguishing power cable is provided with a microcapsules according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the self-extinguishing power cable of FIG.
  • the self-extinguishing power cable (hereinafter referred to as "power cable", 100) is provided with a microcapsules according to an embodiment of the present invention, the conductor layer 110, the inner semiconducting layer 120, an insulating layer 130, an outer semiconducting layer 140, a first neutral line watertight layer 150, a concentric neutral line 160, a second neutral line watertight layer 170, and an outer shell layer 180.
  • the power cable 100 can be applied to power distribution cables of 22.9 kW or more.
  • the conductor layer 110 is a water blocking conductor having a watertight structure of a watertight compound-filled circular compression interlocked strand from the center of the cable.
  • the inner semiconducting layer 120 is formed on the conductor layer 110 of a black semiconducting thermosetting high purity compound or super smooth semiconducting compound material.
  • the insulating layer 130 is formed on the internal semiconductor layer 120 of a tri-inhibited crosslinked polyethylene (XLPE) compound material.
  • XLPE crosslinked polyethylene
  • the outer semiconducting layer 140 is formed on the insulating layer 130 with a black semiconducting thermosetting high purity compound material.
  • the first neutral water-tight layer 150 is a swellable tape (SW tape) having a function of absorbing moisture when the water is immersed in the cable and absorbing the portion to swell to block the flow of moisture. It is formed at the bottom of 150.
  • SW tape swellable tape
  • the second neutral watertight layer 170 is a swelling tape and is formed on the concentric neutral line 150.
  • first and second neutral watertight layers 150 and 170 form watertight layers on the upper and lower portions of the concentric neutral line 160.
  • first and second neutral watertight layers 150 and 170 are formed on the power cable 100 .
  • any one of the first neutral watertight layer 150 and the second neutral watertight layer 170 may be used. Only a layer of may be formed.
  • the swelling tape is coated with a super absorbent polymer (SAP) that exhibits swelling characteristics due to moisture on a nonwoven fabric of a polyester material (for example, PET).
  • SAP super absorbent polymer
  • the nonwoven fabric is 0.1 mm to 2 mm thick.
  • the quantity of nonwoven tape depends on the wrapping ratio and can also vary depending on the thickness of the tape.
  • the swelling tape may have various hierarchical structures as follows.
  • the swelling tape is composed of an upper layer, a middle layer and a lower layer, or an upper layer and a lower layer, and may have a structure in which a super absorbent polymer is inserted into the middle layer between the upper layer and the lower layer made of a nonwoven fabric.
  • the swelling tape is composed of an upper layer and a lower layer, and may have a structure in which a superabsorbent resin is laminated on an upper layer in a lower layer made of a nonwoven fabric.
  • the taping process of the swelling tape is a pre-fabricated tape of 'non-absorbent tape coated with a super absorbent polymer', or a taping process of a 'non-woven tape' is performed first, followed by a taping process of the superabsorbent polymer on a second non-woven fabric. It may be to proceed with the application.
  • the first neutral watertight layer 150 may be a semiconductive swelling tape
  • the second neutral watertight layer 170 may be a non-conductive swelling tape.
  • the swelling tape of the first neutral water-tight layer 150 may be further coated with a semiconductive material (for example, carbon black, etc.) together with the super absorbent polymer.
  • first and second neutral watertight layers 150 and 170 includes the microcapsules 10 mentioned in FIG. 1.
  • Both the first and second neutral watertight layers 150 and 170 may include the microcapsules 10 or may be included in any one layer. That is, the swelling tape is applied to the microcapsules 10 on the nonwoven fabric is provided with a self-extinguishing function.
  • the content of the microcapsules 10 may be determined according to the allowable combustion length in the vertical flame test of the cable.
  • the swelling tape may be made as follows according to the nonwoven fabric application method of the microcapsules 10.
  • the microcapsules 10 may be applied between two layers of nonwoven fabric.
  • the swelling tape may be made by applying the microcapsules 10 between two layers of nonwoven fabric and then sealing.
  • microcapsules 10 are applied to a separate nonwoven fabric.
  • the swelling tape may be made of a single tape by laminating a nonwoven fabric coated with the microcapsules 10 between the upper nonwoven fabric and the lower nonwoven fabric.
  • microcapsules 10 may be applied to a single layer of nonwoven fabric and constitute a single layer of swelling tape.
  • the three methods described above may be added together when water-tight powder or semi-conductive carbon black is added when the microcapsules 10 produce a watertight nonwoven fabric or a semiconductive nonwoven fabric.
  • the microcapsules 10 are applied directly while wrapping the nonwoven fabric.
  • the swelling tape can be made immediately when the nonwoven fabric is wrapped as the microcapsules 10 are applied to the nonwoven fabric. In this case, only the microcapsules 10 may be applied after the watertight nonwoven fabric or the semiconductive nonwoven fabric is manufactured.
  • the capsule wall is destroyed. At this time, the filled activator 11 is sprayed around the flame to extinguish the flame.
  • the microcapsules 10 may be formed on at least one of the first and second neutral watertight layers 150 and 170 positioned below the outer skin layer 180. Since the allowable breaking temperature of the microcapsules 10 is 90 to 150 ° C., the molten state at the time of injection of the shell layer 180 is 200 ° C. or more, so that the microcapsules 10 are in an intact state when the power cable 100 is manufactured. This is because it is practically difficult to include in the outer skin layer 180.
  • a flame retardant compound material is used as a compound having a flame retardant filler in a jacket (or an outer sheath) for flame retardancy.
  • the microcapsules 10 may be easily damaged due to strong shear and high temperature during the compounding process.
  • the power cable 100 has a configuration in which the microcapsules 10 are provided therein, thereby suppressing the generation of continuous flames in the vertical direction.
  • the flame is suppressed from being burned to the left / right side by the outer layer 180 but is not burned. Can be moved to the upper side. That is, when considering the characteristics that the power cable 100 is installed in several layers overlapping, if there is only a flame retardant material in the outer shell layer 180 may be expected a chain ignition that the flame is transferred from the bottom to the top.
  • the power cable 100 may be provided with the microcapsules 10 therein, the possibility of chain ignition can be suppressed through the self-extinguishing function even for the flame generated inside the cable.
  • the concentric neutral wire 160 is an encapsulating line formed between the first and second neutral wire watertight layers 150 and 170 and its neutral point when Y is connected to a transformer in a single-phase three-wire system or a three-phase AC system. Is connected to.
  • the outer layer 180 is a sheath made of a polymer material such as polyvinyl chloride (PVC) or polyethylene (PE), and protects the power cable 100 from external injury or corrosion.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PE polyethylene
  • outer skin layer 180 may be flame retardant by applying a polyolefin resin.
  • the power cable 100 may be provided with a metal shielding layer (not shown) beneath the outer shell layer 180 in the case of the ultra-high voltage cable, in this case, the microcapsules 10 may be applied to the upper or lower metal shielding layer. have.
  • Figure 4 is a view showing the application of microcapsules on a nonwoven fabric according to an embodiment of the present invention.
  • flamed cables should be combusted within a maximum of 0.75 m in the vertical flame test.
  • the currently available 'FR CNCO-W' has a permissible combustion length of 0.75 m.
  • this combustion standard states that if the cables are stacked in seven layers in the vertical direction, the fire at the top of the cable may last up to 5.25 m on one side at the point of ignition.
  • the microcapsules 10 are preferably coated with an amount of self-extinguishing at 50% or less (0.37m) of the current length of 0.75m in the cable vertical flame test of IEC 60332-3-24.
  • FIG. 5 is a view showing a method for manufacturing a self-extinguishing power cable with a microcapsule according to an embodiment of the present invention.
  • the nonwoven fabric manufacturing method shows a process of applying the microcapsules on the nonwoven fabric.
  • the mixed liquid is applied to one surface of the base film of the nonwoven fabric through a mixing process.
  • the mixed solution includes a water-soluble adhesive, magnetic powder, swelling powder and microcapsules 10, carbon black may also be mixed to exhibit semiconductivity.
  • the swelling powder swells into a gel when reacted with water.
  • a roll-to-roll method is used, and a roller contacting one side of the nonwoven fabric is operated while submerged in a bath containing the mixed liquid to apply the mixed liquid to one side of the nonwoven fabric.
  • the microcapsules 10 may be applied together when the swelling powder is applied, the microcapsules 10 may be easily applied onto the nonwoven fabric without passing a separate process.
  • the magnetic treatment is performed so that the mixed solution applied to the nonwoven fabric is smoothly applied to the nonwoven surface.
  • drying step (S203) is passed through a dryer (dryer) to dry the mixed solution applied to the nonwoven fabric.
  • the nonwoven film is additionally attached onto the nonwoven fabric to which the mixed solution is applied so that the applied mixed solution is disposed inward.
  • the thickness processing step (S204) is made by jumbo roll while gently pressing both nonwoven fabrics to maintain a constant thickness.
  • the next process is a wire cable manufacturing step, the wire cable is manufactured by winding a swelling tape inside the wire cable.
  • the nonwoven fabric manufacturing method can proceed as follows.
  • the nonwoven fabric is coated on the nonwoven fabric in a state in which the adhesive and the microcapsule 10 are mixed, and in the thickness processing step (S204), the nonwoven fabric coated with the swelling powder may be overlapped to manufacture the final double layer nonwoven fabric. .
  • the coating step (S201) is coated on the nonwoven fabric in a state in which the adhesive, the swelling powder and the microcapsules 10 in a nonwoven fabric
  • the thickness processing step (S204) the nonwoven fabric coated with the swelling powder, or microcapsules (10) ) Coated non-woven, or plain non-woven fabric can be produced to produce the final multi-ply nonwoven fabric.
  • the coating step (S201) the coating on the nonwoven fabric in a state in which the adhesive and the swelling powder is mixed on the nonwoven fabric, and before the drying step (S203), the microcapsules in powder form on the nonwoven fabric coated with the adhesive and the swelling powder (10). ) Can be sprayed.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블은, 중심으로부터 수밀 컴파운드 충진 원형압축 연동연선의 수밀 구조를 가지는 도체층; 상기 도체층 상에 형성되고, 반도전 열경화성 고순도 컴파운드 재질인 내부 반도전층; 상기 내부 반도전층 상에 형성되고, 트리억제형 가교폴리에틸렌 컴파운드 재질의 절연층; 상기 절연층 상에 형성되고, 반도전 열경화성 고순도 컴파운드 재질의 외부반도전층; 상기 외부 반도전층 상에 형성되고, 반도전성 부풀음 테이프인 제1 중성선 수밀층; 상기 제1 중성선 수밀층 상에 형성되고, 연동선인 동심 중성선; 상기 동심 중성선 상에 형성되고, 부풀음 테이프인 제2 중성선 수밀층; 및 상기 제2 중성선 수밀층 상에 형성되고, PVC 또는 폴리에틸렌 재질의 외피층;을 포함하며, 상기 제1 중성선 수밀층 및 상기 제2 중성선 수밀층 중 적어도 어느 하나 이상에는, 화염을 소화시키는 활성제가 충진되어 있는 마이크로캡슐(microcapsule)이 도포되어 있다.

Description

마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법
본 발명은 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 전력케이블의 외피층 아래에 마이크로캡슐이 도포된 수밀층을 구비함으로써 전선케이블의 화염을 연소시키고 연쇄적인 방화 발생을 방지하기 위한, 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
전력케이블(power cable)은 전력용 지중 송전, 배전 및 인입용 케이블을 이르며, 고층빌등 등의 건축물, 발전소, 각종 플랜트, 전력송전용 전력구 및 공동구 등에 이용된다.
이러한 전력케이블은 금속 도체(구리 또는 알루미늄) 성분을 제외하면, 나머지 피복재의 성분인 고분자 중합체(PE, PP, XLPE, PVC 등) 재질이 대부분이다. 그런데 고분자 중합체 재질은 특정 임계온도 이상이면 휘발성을 가지기 때문에 화재 발생 요인이 될 수 있다.
이와 같은 이유로, 전력케이블은 난연성 재질의 피복재를 적용하는 경우가 늘고 있다. 즉, 전력케이블은 화재 예방을 위한 난연성 확보를 위해 케이블의 외피에 난연 기능을 부여한다. 예를 들어, 난연성 외피가 적용된 전력케이블은 폴리올레핀(polyolefine) 수지의 외피가 적용된 FR-CNCO 계열의 케이블로서, IEC-60332-3 Cat.A, Cat.B, Cat.C 등이 있다. 이처럼, 대부분은 전력케이블에 의한 화재 발생에 대해, 화재 확산 억제 또는 화재 지연을 위한 난연성 외피를 전력케이블에 적용하였다.
그리고 기존의 전력케이블은 내화 기능을 위해 도체 상에 운모 테이프(Mica tape)층을 부가하여 내화 케이블로 구현할 수 있다. 하지만, 이 경우에는 22.9㎸급 이상의 전력케이블에서 절연체의 양이 많고 도체의 무게로 인해 구현상 곤란한 점이 있다.
또한, 기존의 전력케이블은 실리콘 절연재를 이용하여 화재시 실리콘 재료의 세라믹화 상태에서 절연 기능을 유지시킬 수 있다. 하지만, 이 경우에는 600V 급 저압용 전력케이블에만 이용할 수 있고, 22.9㎸급 이상의 배전용 전력케이블에 적용하는데 한계가 있다.
따라서, 기존의 전력케이블은 외피에 난연성을 구비하더라도 화재 발생의 전이를 억제할 뿐 케이블 화재의 근본적인 예방 또는 억제를 도모할 수 없기 때문에, 전력케이블에 자기소화 기능이 구현될 필요성이 있다.
이에 대해서는 일본공개특허 제2010-265347호의 '난연성 수지 조성물 및 그것을 이용한 난연성 전선'을 통해 제안된 바 있다.
본 발명의 목적은 전력케이블의 외피층 아래에 마이크로캡슐이 도포된 수밀층을 구비함으로써 전선케이블의 화염을 연소시키고 연쇄적인 방화 발생을 방지하기 위한, 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블은, 중심으로부터 수밀 컴파운드 충진 원형압축 연동연선의 수밀 구조를 가지는 도체층; 상기 도체층 상에 형성되고, 반도전 열경화성 고순도 컴파운드 재질인 내부 반도전층; 상기 내부 반도전층 상에 형성되고, 트리억제형 가교폴리에틸렌 컴파운드 재질의 절연층; 상기 절연층 상에 형성되고, 반도전 열경화성 고순도 컴파운드 재질의 외부반도전층; 상기 외부 반도전층 상에 형성되고, 반도전성 부풀음 테이프인 제1 중성선 수밀층; 상기 제1 중성선 수밀층 상에 형성되고, 연동선인 동심 중성선; 상기 동심 중성선 상에 형성되고, 부풀음 테이프인 제2 중성선 수밀층; 및 상기 제2 중성선 수밀층 상에 형성되고, PVC 또는 폴리에틸렌 재질의 외피층;을 포함하며, 상기 제1 중성선 수밀층 또는 상기 제2 중성선 수밀층 중 적어도 어느 하나의 층에는, 화염을 소화시키는 활성제가 충진되어 있는 마이크로캡슐(microcapsule)이 도포될 수 있다.
상기 마이크로캡슐은, 5∼100㎛ 사이의 크기이고, 90∼150℃ 사이에서 허용 파괴온도를 가질 수 있다.
상기 마이크로캡슐의 캡슐벽은, 멜라민 수지(melamine resin), 우레탄 수지(urethane resin), 건식 실리카(fumed silica) 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하는 재질일 수 있다.
상기 활성제는, 액체 소화제로서 플루오르화케톤(Fluoroketone, Dedecafluoro-2 methylpentan-3-one), 기체 소화제로서 이산화탄소(CO2), 클로로플루오로카본(ChloroFluoroCarbon, CFC) 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합할 수 있다.
상기 제1 중성선 수밀층 및 상기 제2 중성선 수밀층의 부풀음 테이프는, 폴리에스터류 재질의 부직포에 고흡수성 수지(SAP)가 도포될 수 있다.
상기 제1 중성선 수밀층의 부풀음 테이프는, 카본 블랙이 도포될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블은,상기 외피층 하부에 구비되는 금속 차폐층;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블의 제조 방법은, 수용성 접착제, 자성 분말 및 부풀음 분말이 혼합된 혼합액이 제1 부직포의 일면에 코팅하는 단계; 상기 제1 부직포를 자성 처리하여 건조하는 단계; 상기 제1 부직포의 일면에 제2 부직포의 일면을 압착시켜 단일 부직포를 생성하는 단계; 및 상기 단일 부직포를 전선케이블의 중성선 수밀층으로 형성하여 상기 전선케이블을 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포 사이에는 마이크로캡슐이 구비되며, 상기 마이크로캡슐은, 상기 코팅 단계에서 상기 혼합액에 혼합되어 상기 제1 부직포의 일면에 도포되는 경우, 상기 제2 부직포의 일면에 도포되는 경우, 상기 건조 단계 이전에 상기 제1 부직포의 일면에 분말형태로 분사되는 경우 중 어느 하나의 경우로 도포될 수 있다.
상기 혼합액은, 카본 블랙이 포함될 수 있다.
본 발명은 전력케이블의 외피층 아래에 마이크로캡슐이 도포된 수밀층을 구비함으로써 전선케이블의 화염을 연소시키고 연쇄적인 방화 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 저압 케이블부터 초고압 케이블에 있어서 마이크로캡슐을 적용하여, 화재시 난연기능 뿐만 아니라 자가소화 기능을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력케이블을 제조할 때 외피층의 사출 성형을 진행하더라도 마이크로캡슐의 파괴 없이 자기소화 기능이 구비된 전력케이블을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블을 나타낸 도면,
도 3은 상기 도 2의 자기소화 전력케이블의 A-A' 단면을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 부직포에 마이크로캡슐의 도포를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐(microcapsule)(10)은, 내부에 화염 부위에 도포되어 화염을 소화시키는 소화제로서 활성제(active agent)(11)가 충진된다.
이러한 마이크로캡슐(10)은 전력케이블(power cable)에 포함되어 화염 온도에서 파괴되면서 충진된 활성제(11)가 화염 부위에 분사되어 화염을 소화시키는 자기소화 기능을 제공할 수 있다.
마이크로캡슐(10)은 5∼100㎛ 사이의 크기로서, 90∼150℃ 사이에서 허용 파괴온도를 가진다. 이처럼 마이크로캡슐(10)은 허용 파괴온도에서 캡슐벽(capsule wall)이 파괴되어 충진된 활성제(11)가 밖으로 노출된다.
마이크로캡슐(10)의 캡슐벽 재료는 멜라민 수지(melamine resin), 폴리우레탄 수지(polyurethane resin), 폴리우레아 수지(polyurea resin), 아크릴 수지(acrylic resin), 건식 실리카(fumed silica) 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합할 수 있다.
활성제(11)는 액체 소화제로서 플루오르화케톤(Fluoroketone, Dedecafluoro-2 methylpentan-3-one), 기체 소화제로서 이산화탄소(CO2), 클로로플루오로카본(ChloroFluoroCarbon, CFC)(일명 프레온 가스) 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합할 수 있다. 또한, 활성제(11)는 3M사의 Novec 1230 Fluid (F-K-5-1-12)™, 듀폰사의 FM-200(HFC 227ea)™, FE-25(HFC-125)™ 등의 상용으로 판매되고 있는 것도 이용할 수도 있다. 활성제(11)는 마이크로캡슐(10)의 내부 부피에 따라 원하는 양이 충진된다. 활성제(11)의 양은 마이크로캡슐(10)의 양이 조정되어 조절된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블을 나타낸 도면이고, 도 3은 상기 도 2의 자기소화 전력케이블의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블(이하 "전력케이블"이라 함, 100)은, 도체층(110), 내부 반도전층(120), 절연층(130), 외부 반도전층(140), 제1 중성선 수밀층(150), 동심 중성선(160), 제2 중성선 수밀층(170), 외피층(180)을 포함한다. 여기서, 전력케이블(100)은 22.9㎸급 이상의 배전용 전력케이블에 적용할 수 있다.
도체층(110)은 케이블의 중심으로부터 수밀 컴파운드 충진 원형압축 연동연선의 수밀 구조를 가지는 수밀 도체(water blocking conductor)이다.
내부 반도전층(120)은 흑색 반도전 열경화성 고순도 컴파운드 또는 슈퍼 스무드(super smooth) 반도전 컴파운드 재질로 도체층(110) 상에 형성된다.
절연층(130)은 트리억제형 가교폴리에틸렌(XLPE) 컴파운드 재질로 내부 반도체층(120) 상에 형성된다.
외부 반도전층(140)은 흑색 반도전 열경화성 고순도 컴파운드 재질로 절연층(130) 상에 형성된다.
제1 중성선 수밀층(150)은 케이블 내부에 수분이 침부될 때 수분을 흡수하고, 흡수된 부분이 부풀어 올라 수분의 흐름을 차단하는 기능을 갖는 부풀음 테이프(Swellable Tape, SW tape)로서, 동심 중성선(150)의 하부에 형성된다.
제2 중성선 수밀층(170)은 제1 중성선 수밀층(150)과 마찬가지로 부풀음 테이프로서, 동심 중성선(150) 상부에 형성된다.
이처럼, 제1 및 제2 중성선 수밀층(150, 170)은 동심 중성선(160)의 상부와 하부에 수밀층을 형성한다.
여기서는 전력케이블(100)에 제1 및 제2 중성선 수밀층(150, 170)이 모두 형성되는 경우에 대해 언급하였으나, 제1 중성선 수밀층(150) 또는 제2 중성선 수밀층(170) 중 어느 하나의 층만 형성될 수도 있다.
여기서, 부풀음 테이프는 폴리에스터류 재질(예를 들어, PET 등)의 부직포에 수분에 의한 부풀음 특성을 나타내는 고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)가 도포된다. 여기서, 부직포는 0.1㎜∼2㎜ 두께이다. 부직포 테이프의 수량은 랩핑(wrapping) 비율에 따라 다르며, 테이프의 두께에 따라서도 달리할 수 있다.
구체적으로, 부풀음 테이프는 다음과 같이 다양한 계층 구조를 가질 수 있다. 먼저, 부풀음 테이프는 상층, 중층 및 하층, 또는 상층 및 하층으로 구성되고, 부직포로 이루어진 상층 및 하층 사이에 고흡수성 수지를 중층에 삽입되는 구조를 가질 수 있다. 다음으로, 부풀음 테이프는 상층 및 하층으로 구성되고, 부직포로 이루어진 하층에 고흡수성 수지를 상층에 적층하는 구조를 가질 수 있다.
이러한 부풀음 테이프의 테이핑 공정은, '고흡수성 수지가 도포된 부직포 테이프'를 사전 제작하여 테이핑하거나, 1차로 '부직포 테이프'의 테이핑 공정을 진행한 후 2차로 테이핑 처리된 부직포 상에 고흡수성 수지의 도포를 진행하는 것일 수 있다.
다만, 제1 중성선 수밀층(150)은 반도전성 부풀음 테이프이고, 제2 중성선 수밀층(170)은 비도전성 부풀음 테이프일 수 있다. 이를 위해, 제1 중성선 수밀층(150)의 부풀음 테이프는 고흡수성 수지와 함께 반도전성 물질(예를 들어, 카본블랙 등)이 추가로 도포될 수 있다.
특히, 제1 및 제2 중성선 수밀층(150, 170) 중 적어도 어느 하나 이상에는 도 1에서 언급된 마이크로캡슐(10)을 포함한다. 제1 및 제2 중성선 수밀층(150, 170)은 모두 마이크로캡슐(10)을 포함하거나, 어느 하나의 층에 포함할 수 있다. 즉, 부풀음 테이프는 부직포에 마이크로캡슐(10)이 도포되어 자기소화 기능이 구비된다. 여기서, 마이크로캡슐(10)의 함량은 케이블의 수직불꽃시험시 허용할 수 있는 연소길이에 따라 결정될 수 있다.
여기서, 부풀음 테이프는 마이크로캡슐(10)의 부직포 도포 방식에 따라 다음과 같이 만들어질 수 있다.
먼저, 마이크로캡슐(10)은 2층의 부직포 사이에 도포될 수 있다. 부풀음 테이프는 2층의 부직포 사이에 마이크로캡슐(10)을 도포한 후 밀봉하여 만들어질 수 있다.
또한, 마이크로캡슐(10)은 별도의 부직포에 도포된다. 부풀음 테이프는 상부 부직포와 하부 부직포 사이에 마이크로캡슐(10)이 도포된 부직포가 적층되어 하나의 테이프 형태로 만들어질 수 있다.
또한, 마이크로캡슐(10)은 1층의 부직포에 도포되어 단층의 부풀음 테이프로 구성될 수 있다.
전술한 3가지 방식은 마이크로캡슐(10)이 수밀 기능의 부직포 또는 반도전 기능의 부직포를 제조할 때 수밀 파우더나 반도전용 카본블랙이 투입될 때 함께 투입될 수 있다.
한편, 마이크로캡슐(10)은 부직포를 랩핑(wrapping)하면서 직접 도포된다. 부풀음 테이프는 마이크로캡슐(10)이 부직포에 도포되면서 부직포가 랩핑될 때 곧바로 만들어질 수 있다. 이 경우에는 수밀 기능의 부직포 또는 반도전 기능의 부직포가 제조된 이후에 마이크로캡슐(10)만 도포될 수 있다.
마이크로캡슐(10)은 전선케이블(100)에 화염이 발생되어 부풀음 테이프의 부직포가 연소되면 캡슐벽이 파괴된다. 이때, 충진된 활성제(11)는 화염 주위에 분사되어 화염을 소화시킨다.
이와 같이, 마이크로캡슐(10)은 외피층(180)의 하부에 위치하는 제1 또는 제2 중성선 수밀층(150, 170) 중 적어도 어느 하나의 층에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 마이크로캡슐(10)의 허용 파괴온도가 90∼150℃이므로, 외피층(180)의 사출시 용융상태의 온도가 최대 200℃ 이상인 점을 감안하면, 전력케이블(100)을 제조할 때 온전한 상태로 외피층(180)에 포함시키는 것이 사실상 곤란하기 때문이다.
다시 말해, 일반적인 경우에는 난연성을 위해 자켓(jacket)(또는 외피(outer sheath))에 난연성 필러(filler)를 넣은 컴파운드로서 난연 컴파운드 재질을 사용한다. 여기서, 마이크로캡슐(10)을 적용하는 경우에는 컴파운딩 공정중에 강한 전단(shear)과 고온으로 인해 마이크로캡슐(10)이 쉽게 파손될 수 있다.
또한, 전력케이블(100)은 내부에 마이크로캡슐(10)이 구비된 구성을 구비함으로써 수직방향의 연쇄적인 화염 발생을 억제할 수 있다.
예를 들어, 외피층(180)에만 난연성 재질이 있고, 절연층(130)에서 발화가 시작되는 경우에 대해서 설명하면, 화염은 외피층(180)에 의해 좌/우측으로 번지는 것이 억제될 뿐 연소되지 않기 때문에 상부측으로 옮겨질 수 있다. 즉, 전력케이블(100)이 여러 층으로 겹쳐서 설치되는 특성을 고려할 때, 외피층(180)에만 난연성 재질이 있는 경우에는 하단에서 상단으로 화염이 옮겨지는 연쇄적인 발화가 예상될 수 있다.
그런데 전력케이블(100)은 내부에 마이크로캡슐(10)이 구비될 수 있기 때문에, 케이블 내부에서 발생되는 화염에 대해서도 자기소화 기능을 통해 연쇄적인 발화 가능성을 억제할 수 있다.
동심 중성선(160)은 제1 및 제2 중성선 수밀층(150, 170) 사이에 형성되는 연동선(encapsulating)으로서, 단상 3선식의 경우나 3상 교류 계통에서 변압기를 Y 결선하는 경우에 그 중성점에 접속된다.
외피층(180)은 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride, PVC) 또는 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 등의 고분자 재질의 시스(sheath)로서, 전력케이블(100)을 외상 또는 부식으로부터 보호한다.
부가적으로, 외피층(180)은 폴리올레핀 수지(polyolefine resin)를 적용하여 난연성을 구비할 수 있다.
한편, 전력케이블(100)은 초고압 케이블인 경우에 외피층(180) 하부에 금속 차폐층(미도시)을 구비할 수 있으며, 이 경우, 마이크로캡슐(10)은 금속 차폐층 상부 또는 하부에 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 부직포에 마이크로캡슐의 도포를 나타낸 도면이다.
현재 적용되고 있는 난연성능을 규정하는 IEC 60332-3-24에 따르면, 수직불꽃시험에서 화염이 붙은 케이블은 최대 0.75m 이내에서 연소되어야 한다. 예를 들어, 현재 판매되고 있는 'FR CNCO-W'의 경우에는 허용 연소길이가 0.75m이다.
그러나 이 연소기준은 케이블이 수직방향으로 7개 층으로 적층되어 있는 경우에, 최상단의 케이블은 발화점에서 편측 5.25m까지 화재가 지속될 수 있다.
따라서, 마이크로캡슐(10)은 IEC 60332-3-24의 케이블 수직불꽃시험에서 현행 기준의 연소길이 0.75m의 50% 이하(0.37m)에서 자기소화가 되는 양이 도포되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 부직포 제조 방법은, 부직포에 마이크로캡슐을 도포하는 프로세스를 나타낸다.
코팅 단계(S201)에서는 부직포의 베이스 필름(base film)의 일면에 혼합 프로세스(mixing process)를 통해 조합된 혼합액이 도포된다. 여기서, 혼합액에는 수용성 접착제, 자성 분말, 부풀음 분말 및 마이크로캡슐(10)이 포함되는데, 반도전성을 나타내기 위해 카본 블랙도 혼합될 수 있다.
부풀음 분말은 물과 반응하면 젤형태로 부풀어 오른다. 코팅 단계(S21)에서는 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식을 이용하는데, 부직포의 일면에 접하는 롤러는 부직포의 일면에 혼합액을 도포시키기 위해 혼합액이 담긴 수조에 잠긴 상태로 동작된다.
코팅 단계(S201)에서는 부풀음 분말의 도포시에 함께 마이크로캡슐(10)을 도포할 수 있기 때문에, 별도의 프로세스를 통과시키지 않더라도 부직포에 마이크로캡슐(10)을 용이하게 도포할 수 있다.
자성 처리 단계(S202)에서는 부직포에 도포된 혼합액이 원활하게 부직포 표면에 도포되도록 자성 처리를 진행한다.
건조 단계(S203)에서는 드라이어(dryer)를 통과시켜 부직포에 도포된 혼합액을 건조시킨다.
두께 처리 단계(S204)에서는 혼합액이 도포된 부직포상에 추가로 부직포 필름을 부착시켜 도포된 혼합액이 안쪽으로 배치되도록 한다.
이때, 두께 처리 단계(S204)는 양쪽 부직포를 부드럽게 압착하여 두께를 일정하게 유지시키면서 점보롤(jumbo roll)로 만든다.
이후, 다음 프로세스는 전선케이블 제조 단계로서, 전선케이블 내부에 부풀음 테이프를 감아 전선케이블이 제조된다.
그런데, 부직포 제조 방법은 다음과 같이 진행할 수 있다.
코팅 단계(S201)에서는 부직포에 접착제와 마이크로캡슐(10)을 혼합한 상태에서 부직포에 코팅하고, 두께 처리 단계(S204)에서는 부풀음 분말이 코팅된 부직포를 겹쳐서 최종 2중겹의 부직포를 제조할 수 있다.
다음으로, 코팅 단계(S201)에서는 부직포에 접착제와 부풀음 분말과 마이크로캡슐(10)을 혼합한 상태에서 부직포에 코팅하고, 두께 처리 단계(S204)에서는 부풀음 분말이 코팅된 부직포, 또는 마이크로캡슐(10)이 코팅된 부직포, 또는 일반부직포를 겹쳐서 최종 다중겹의 부직포를 제조할 수 있다.
다음으로, 코팅 단계(S201)에서는 부직포에 접착제와 부풀음 분말을 혼합한 상태에서 부직포에 코팅하고, 건조 단계(S203) 이전 단계에서는 접착제와 부풀음 분말이 코팅된 부직포 상에 분말 형태의 마이크로캡슐(10)을 뿌려줄 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (9)

  1. 중심으로부터 수밀 컴파운드 충진 원형압축 연동연선의 수밀 구조를 가지는 도체층; 상기 도체층 상에 형성되고, 반도전 열경화성 고순도 컴파운드 재질인 내부 반도전층; 상기 내부 반도전층 상에 형성되고, 트리억제형 가교폴리에틸렌 컴파운드 재질의 절연층; 상기 절연층 상에 형성되고, 반도전 열경화성 고순도 컴파운드 재질의 외부반도전층; 상기 외부 반도전층 상에 형성되고, 반도전성 부풀음 테이프인 제1 중성선 수밀층; 상기 제1 중성선 수밀층 상에 형성되고, 연동선인 동심 중성선; 상기 동심 중성선 상에 형성되고, 부풀음 테이프인 제2 중성선 수밀층; 및 상기 제2 중성선 수밀층 상에 형성되고, PVC 또는 폴리에틸렌 재질의 외피층;을 포함하며,
    상기 제1 중성선 수밀층 및 상기 제2 중성선 수밀층 중 적어도 어느 하나 이상에는, 화염을 소화시키는 활성제가 충진되어 있는 마이크로캡슐(microcapsule)이 도포되어 있는 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로캡슐은,
    5∼100㎛ 사이의 크기이고, 90∼150℃ 사이에서 허용 파괴온도를 가지는 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로캡슐의 캡슐벽은,
    멜라민 수지(melamine resin), 우레탄 수지(urethane resin), 건식 실리카(fumed silica) 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하는 재질인 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성제는,
    액체 소화제로서 플루오르화케톤(Fluoroketone, Dedecafluoro-2 methylpentan-3-one), 기체 소화제로서 이산화탄소(CO2), 클로로플루오로카본(ChloroFluoroCarbon, CFC) 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하는 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 중성선 수밀층 및 상기 제2 중성선 수밀층의 부풀음 테이프는,
    폴리에스터류 재질의 부직포에 고흡수성 수지(SAP)가 도포되는 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 중성선 수밀층의 부풀음 테이프는, 카본 블랙이 도포되는 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 외피층 하부에 구비되는 금속 차폐층;을 더 포함하는 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블.
  8. 수용성 접착제, 자성 분말 및 부풀음 분말이 혼합된 혼합액이 제1 부직포의 일면에 코팅하는 단계;
    상기 제1 부직포를 자성 처리하여 건조하는 단계;
    상기 제1 부직포의 일면에 제2 부직포의 일면을 압착시켜 단일 부직포를 생성하는 단계; 및
    상기 단일 부직포를 전선케이블의 중성선 수밀층으로 형성하여 상기 전선케이블을 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포 사이에는 마이크로캡슐이 구비되며,
    상기 마이크로캡슐은, 상기 코팅 단계에서 상기 혼합액에 혼합되어 상기 제1 부직포의 일면에 도포되는 경우, 상기 제2 부직포의 일면에 도포되는 경우, 상기 건조 단계 이전에 상기 제1 부직포의 일면에 분말형태로 분사되는 경우 중 어느 하나의 경우로 도포되는 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 혼합액은, 카본 블랙이 포함되는 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블의 제조 방법.
PCT/KR2017/008356 2017-05-22 2017-08-02 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법 WO2018216851A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780055161.2A CN109791819B (zh) 2017-05-22 2017-08-02 具有微胶囊的自熄性电力电缆及其制造方法
EP17910818.8A EP3633691A4 (en) 2017-05-22 2017-08-02 SELF-EXTINGUISHING POWER CABLE WITH MICROCAPSULES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US16/331,534 US11437170B2 (en) 2017-05-22 2017-08-02 Self-extinguishing power cable with microcapsules and method for manufacturing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170062905A KR101855236B1 (ko) 2017-05-22 2017-05-22 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블
KR10-2017-0062905 2017-05-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018216851A1 true WO2018216851A1 (ko) 2018-11-29

Family

ID=62187243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/008356 WO2018216851A1 (ko) 2017-05-22 2017-08-02 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11437170B2 (ko)
EP (1) EP3633691A4 (ko)
KR (1) KR101855236B1 (ko)
CN (1) CN109791819B (ko)
WO (1) WO2018216851A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200033409A (ko) * 2018-09-20 2020-03-30 주식회사 파이어캅 필요 적용 공간에 도포 및 주입 가능한 소방 방재 장치 및 그 제조 방법
CN110491594A (zh) * 2019-08-30 2019-11-22 安徽电缆股份有限公司 一种交联聚乙烯绝缘阻燃防水防紫外线电力电缆
KR20210055395A (ko) 2019-11-07 2021-05-17 (주)한국유에이브이 마이크로 캡슐이 도포된 자체 소화기능을 갖는 마감재
CN111312441B (zh) * 2020-02-24 2021-12-10 广州启光智造技术服务股份有限公司 一种隔热防护电缆
CN111420336B (zh) * 2020-03-03 2021-10-08 北京理工大学 锂离子电池热失控燃爆安全防控方法及装置
CN111724941B (zh) * 2020-07-05 2021-09-24 金象线缆有限公司 一种竖井用防火电缆
KR102342261B1 (ko) * 2020-12-04 2021-12-24 감혜옥 피복 전선용 다발 도체 전선의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 피복 전선용 다발 도체 전선
CN114141416B (zh) * 2021-11-30 2023-11-28 河北麟达铝合金线材有限公司 一种防火电缆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62176006A (ja) * 1986-01-27 1987-08-01 三菱電線工業株式会社 走水防止型ケ−ブル及びその製造方法
KR20040038180A (ko) * 2002-10-31 2004-05-08 한국전력공사 수분침투 억제용 지중 전력케이블
JP2007319350A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Vision Development Co Ltd 消火材料及びこの消火材料を用いた消火装置及び前記消火材料を用いた消火方法
JP2009160387A (ja) * 2007-12-11 2009-07-23 Vision Development Co Ltd マイクロカプセル化消火剤及びその製造方法、並びに消火性複合材料
JP2010265347A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Yazaki Corp 難燃性樹脂組成物およびそれを用いた難燃性電線

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3795540A (en) * 1966-09-30 1974-03-05 Dow Chemical Co Cable shielding tape
CA1022633A (en) * 1974-05-04 1977-12-13 Shuji Yamamoto Dual coated power cable with calcium oxide filler
US3935042A (en) * 1974-07-08 1976-01-27 General Electric Company Method of manufacturing corona-resistant ethylene-propylene rubber insulated power cable, and the product thereof
GB1477764A (en) * 1975-08-20 1977-06-29 Furukawa Electric Co Ltd Power cable
AR222162A1 (es) * 1977-12-01 1981-04-30 Pietersen Anthonius H Un material avisador de incendios
JPH0584873A (ja) 1991-09-27 1993-04-06 Toppan Printing Co Ltd 自己消火性シート
JPH0645216U (ja) 1992-11-27 1994-06-14 住友電気工業株式会社 防鼡電線・ケーブル
US6797200B2 (en) 2000-03-30 2004-09-28 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Self-extinguishing cable and fire retardant composition used therein
JP2002163939A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 可塑剤入りマイクロカプセル含有被覆層付ケーブル
US7244893B2 (en) * 2003-06-11 2007-07-17 Belden Technologies, Inc. Cable including non-flammable micro-particles
KR101184790B1 (ko) * 2011-02-10 2012-09-20 제이에스씨 파이로 치미카 자립형 소화장치
BR112014008742B1 (pt) * 2011-10-11 2020-09-15 Prysmian S.P.A. Linha de transmissão de energia elétrica, e, método para proteger um passa-cabo da corrosão
CN103952860A (zh) * 2014-05-08 2014-07-30 浙江金三发非织造布有限公司 一种无纺布的生产工艺
US10210967B2 (en) * 2015-05-11 2019-02-19 Ls Cable & System Ltd. Power cable
CN107980164A (zh) * 2015-06-23 2018-05-01 Nkt Hv 电缆有限责任公司 电力线缆及用于生产电力线缆的过程
CN205318909U (zh) * 2016-01-21 2016-06-15 江苏金陵特种电缆有限公司 一种电缆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62176006A (ja) * 1986-01-27 1987-08-01 三菱電線工業株式会社 走水防止型ケ−ブル及びその製造方法
KR20040038180A (ko) * 2002-10-31 2004-05-08 한국전력공사 수분침투 억제용 지중 전력케이블
JP2007319350A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Vision Development Co Ltd 消火材料及びこの消火材料を用いた消火装置及び前記消火材料を用いた消火方法
JP2009160387A (ja) * 2007-12-11 2009-07-23 Vision Development Co Ltd マイクロカプセル化消火剤及びその製造方法、並びに消火性複合材料
JP2010265347A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Yazaki Corp 難燃性樹脂組成物およびそれを用いた難燃性電線

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3633691A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3633691A1 (en) 2020-04-08
US11437170B2 (en) 2022-09-06
EP3633691A4 (en) 2020-06-17
CN109791819A (zh) 2019-05-21
US20190206592A1 (en) 2019-07-04
KR101855236B1 (ko) 2018-05-08
CN109791819B (zh) 2021-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018216851A1 (ko) 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 및 이의 제조 방법
JP3778478B2 (ja) ノンハロゲン難燃樹脂被覆電線
CN206322516U (zh) 一种隔热、隔火型高阻燃矿物绝缘耐火电缆
CN205789175U (zh) 柔性矿物绝缘防火电缆
RU171278U1 (ru) Кабель силовой холодостойкий
RU222081U1 (ru) Силовой пожаробезопасный кабель
CN219349861U (zh) 额定电压6kV到35kV中压电力环保防火防水电缆
CN215417627U (zh) 一种环保型阻水耐火中压电缆
CN219143854U (zh) 一种环保型中压阻燃耐火电缆
JP3129084B2 (ja) 耐火ケーブル及びその製造方法
CN217386741U (zh) 一种水密型复合绝缘柔性防火电缆
CN216054005U (zh) 一种无卤低烟阻燃b1级耐火防水变频电缆
CN220041450U (zh) 一种阻燃防火电缆
CN218214746U (zh) 一种建设工程用阻燃b1级交联聚乙烯绝缘电力电缆
CN220041444U (zh) 复合绝缘电缆
CN218548055U (zh) 一种多通道感温超级防火电力电缆
JPH0917242A (ja) 耐火ケーブル及びその製造方法
CN219123005U (zh) 一种阻燃防水聚乙烯护套电力电缆
CN216697921U (zh) 一种乙丙橡胶绝缘无卤低烟阻燃电缆
CN218038657U (zh) 四代核电用耐高温阻燃防火型特种电缆
CN211181686U (zh) 一种柔性矿物绝缘防火电缆
CN213211754U (zh) 一种环保耐火电缆
CN219123011U (zh) 一种环保型a级阻燃耐火控制电缆
CN214796808U (zh) 一种耐火电缆
CN213781678U (zh) 一种低烟无卤b1级阻燃电力电缆

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: 17910818

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017910818

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017910818

Country of ref document: EP

Effective date: 20200102