전기기사 전력공학 이론 : 02-02 지중 전선로용 케이블

전기기사 전력공학 이론: 02-02 지중 전선로용 케이블

지중 전선로용 케이블은 전선을 지하에 설치하여 외부 환경으로부터 보호하고, 안정적으로 전력을 공급하는 중요한 부품입니다. 지중 케이블은 가공 전선과 달리 물리적 충격과 습기에 노출되므로 고도의 절연성과 내구성이 요구됩니다. 이번 포스팅에서는 지중 전선로용 케이블의 종류, 구조, 주요 특성에 대해 알아보겠습니다.

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1. 지중 케이블의 주요 구조

지중 케이블은 높은 내구성과 절연성을 위해 여러 겹의 보호층으로 구성됩니다. 기본 구조는 다음과 같습니다.

• 도체(Conductor): 전류를 전달하는 핵심 부분으로, 구리나 알루미늄으로 구성되어 있습니다.
• 절연층(Insulation Layer): 도체를 감싸며 외부와 절연 역할을 합니다. 주로 가교 폴리에틸렌(XLPE)이나 폴리염화비닐(PVC) 소재가 사용됩니다.
• 차폐층(Screening Layer): 전기적 간섭을 방지하고, 외부 노이즈를 막기 위해 설치됩니다.
• 외장 보호층(Outer Sheath): 케이블의 외부 환경적 요인으로부터 보호하며, 내구성이 높은 소재로 제작됩니다.

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2. 지중 전선로용 케이블의 종류

2.1 가교 폴리에틸렌 케이블 (XLPE 케이블)

가교 폴리에틸렌 케이블은 가교 폴리에틸렌 절연체를 사용하여 고온과 내구성이 강합니다. 또한, 물과 화학 물질에 대한 저항성이 뛰어나 지중에서 안전하게 사용됩니다.

• 특징: 높은 절연 성능, 온도 및 습기에 대한 내성 우수
• 용도: 고전압 송전, 대형 산업 설비, 장거리 송전

2.2 폴리염화비닐 케이블 (PVC 케이블)

PVC 케이블은 폴리염화비닐 절연체를 사용하며, 경제적이고 설치가 용이해 저압 배전에서 주로 사용됩니다. 상대적으로 XLPE 케이블보다 내열성이 떨어지지만, 경제적인 장점이 있습니다.

• 특징: 저렴한 가격, 간편한 설치, 내구성 우수
• 용도: 저압 배전 설비, 가정용 전력 배분

2.3 유체 충전 케이블 (Fluid-filled Cable)

유체 충전 케이블은 절연체 내부에 절연 유체를 채워서 절연 성능을 높인 케이블입니다. 절연 유체가 고온에서 열을 식히고 절연 성능을 유지하는 역할을 합니다.

• 특징: 열 방출 효과 우수, 대전류 송전에 적합
• 용도: 고압 송전선로, 대전류 배전선로

2.4 가스 압력 케이블 (Gas Pressure Cable)

가스 압력 케이블은 절연체에 압축 가스를 채워 절연 성능을 유지하며, 특히 장거리 송전에서 열 방출이 중요한 경우 사용됩니다. 공기나 SF6 가스를 충전해 절연 성능을 극대화합니다.

• 특징: 높은 절연 성능, 대전류와 고전압에 강함
• 용도: 초고압 송전선로, 장거리 송전

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3. 지중 케이블의 주요 특성

3.1 절연 성능

지중 케이블은 외부 습기와 물리적 충격에 노출될 수 있으므로, 절연 성능이 중요합니다. XLPE와 PVC 등의 절연체는 고전압과 외부 전기적 간섭에 대한 보호를 제공합니다.

3.2 내구성 및 환경 저항성

지중에서 안정적인 성능을 유지하려면 내구성과 환경 저항성이 필요합니다. XLPE 케이블은 특히 온도 변화에 강하며, 물과 화학 물질에도 저항성을 가지고 있습니다.

3.3 경제성

PVC 케이블은 경제적이어서 저압 배전에서 널리 사용됩니다. 그러나 고압이나 특수 환경에서는 XLPE, 유체 충전 케이블과 같은 고기능 케이블이 필요합니다.

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4. Q&A

Q1: 지중 전선로용 케이블에서 가장 많이 사용되는 절연체는 무엇인가요?
A1: 주로 가교 폴리에틸렌(XLPE)와 폴리염화비닐(PVC)이 많이 사용됩니다. XLPE는 고온과 습기에 강하고, PVC는 경제적이면서 내구성이 좋습니다.

Q2: 고전압 송전선로에 사용되는 케이블로 적합한 것은 무엇인가요?
A2: 고전압 송전에는 내구성과 절연 성능이 높은 XLPE 케이블 또는 유체 충전 케이블이 주로 사용됩니다.

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