초록
본 연구에서는 자기장 차폐를 위하여 3상 전력 케이블을 얇은 자성 판재로 둘러싸는 방법을 제안한다. 두꺼운 상용 뮤-메탈, 방향성 및 무방향성 규소 강판을 출발 재료로 하여 두께 0.1 mm의 차폐재 3종류를 제조하였다. 3상 전류일 때, 차폐재 위치의 자기장이 100 ${\mu}T$ 정도이면 뮤-메탈이 (SF<0.1) 가장 효과적이었고, 500 ${\mu}T$ 이상 이면 규소 강판이 (SF 0.3${\sim}$0.4) 더 효과적이었다. 또한, 안쪽에 방향성 규소 강판, 바깥쪽에 뮤-메탈을 함께 둘러쌀 경우 500 ${\mu}T$까지도 SF 를 0.1 이하로 할 수 있었다. 한편, 단상 전류에서는 고 투자율 소재의 적용은 오히려 자기장을 증가시키는 결과를 보였다. 이상의 결과는 자기장 강도 H의 크기에 따라 각 소재의 투자율 우열이 서로 다른 점과 이로 인해 차폐재 내에 유도되는 자기장 벡터와 원래의 자기장 벡터의 상호 상쇄 및 중첩 작용으로 설명할 수 있었다.
In this work, wrapping conductors with thin magnetic materials is proposed as a magnetic shielding method. The 0.1 mm thick metal sheets of mu-metal, grain-oriented electrical steel, and non-oriented electrical steel were produced from commercial alloy sheets through cold rolling and followed high temperature annealing. In case of 3-phase electric currents, mu-metal was the best in shielding performance at a B-field magnitude of about 100 ${\mu}T$, whereas silicon steels were better than mu-metal at a B-magnitude over 500 ${\mu}T$. In addition, wrapping with silicon steel(inner) together with mu-metal(outer) resulted in a shielding factor less than 0.1 even at 500 ${\mu}T$. These results are due to changes in hierarchy of magnetic permeabilities of the materials with increasing magnetic field strength. In case of single-phase electric current, B-magnitude outside the magnetic shell was rather increased compared to the unshielded case. This result is explained by vector composition of B-fields near magnetic shielding materials.
