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극성기, 가수분해 가능한 실란기 및 실란올 축합 촉매를 함유하는 폴리올레핀으로 구성된 절연층의 저압 전력케이블

전문가 제언: ○ 전기 절연 특성이 우수한 폴리올레핀 절연체 한 층과 PVC 외피로 구성되는 600V급 저압 전력케이블은 범용 케이블로 절연체 제조 시 유기과산화물 가교보다는 거대한 설비투자가 필요 없는 실란가교 방식을 많이 택하고 있다. 한국은 세계적으로 가장 먼저 실란가교를 대량생산에 도입한 나라 중 하나로 LS전선(주)의 기술개발에 힘입은 바 크다.

○ 저압 케이블 제조 시 폴리올레핀 절연체가 차가운 도체에 직접 압출되면 기계적 특성이 급격히 저하하므로 도체 예열이 필요하였다. 또한 외피의 PVC로부터 가소제가 폴리올레핀 절연체에 이행하여 특성을 저하시키고, 접속 시 폴리우레탄 절연체와의 접착 부족의 문제가 있었다. 저압 케이블은 절연 두께가 얇아서 포설 시 강인성 향상 요구가 많았다.

○ 대책으로 도체 예열이 필요 없는 절연작업을 위해 폴리올레핀에서 긴 사슬 가지(LCB)의 비율 조절로 해결하는 발명도 있었으나, 기타 문제 해결은 기대할 수 없었다. 본 발명에서는 부틸 아크릴레이트(BA)와 같은 극성기를 도입하여 에틸렌과의 공중합으로 하여 부드럽고 강인한 물성으로 제반 문제를 해결하는 좋은 실험결과를 보였다.

○ 극성기를 이용하면 BA에 의한 가격 상승과 내마모성 저하의 문제가 있었으나 본 발명은 BA의 적정 함량을 찾아내어서 해결하였다. 그러나 극성기는 전기적 특성의 저하를 초래하므로 아무리 저압 전력케이블이라 하여도, 체적고유저항, 유전율 및 tanδ 등 전기적 특성에 관한 검토가 보이지 않는 것이 유감이다. 실란가교 절연체에 난연성도 필요할 것이다.

○ 본 발명의 특허 청구범위 중 핵심 항목은 0.02~4(실제 0.1~2)몰%의 극성기 함유 화합물을 갖는 폴리올레핀으로 구성되고 실란기 함유 화합물과 0.0001~3중량%의 실란올 축합 촉매도 갖는 밀도 1.1g/cc 미만의 절연층으로 구성되는 저압 전력케이블 및 극성기는 부틸 아크릴레이트이고 도체예열은 65℃ 이하로 시행된다.

저자: Borealis Technology Oy
자료유형: 특허정보