전력케이블의 종류와 특성

전력케이블의 종류와 특성

1. 절연방식별 전력케이블

가. 지절연케이블

(1) solid형 - 벨트케이블

                     H케이블

                     SL케이블

(2) 압력형 - OF케이블

                     POF케이블

 

나. 합성고무. 수지케이블

(1) BN, EP고무 케이블

(2) EV케이블

(3) CV케이블

* 형태별 분류 - 단심형(SINGLE CORE TYPE)

                          - 3심형 (THREE CORE TYPE)

 

2. 가교폴리에틸렌 케이블(CN/CV 케이블)

가. 케이블의 구성요소

CN/CV케이블

(22.Kv 전용선: 가교 폴리에틸렌절연 비닐외장 동심 중성선 케이블)

< CN/CV케이블 구성 >

NO	항목	재료	두께(mm)
1	도 체	원형압축연동연선
2	내부 반도전층	반도전성컴파운드	0.6
3	절연층	가교폴리에틸렌	7.4
4	외부 반도전층	반도전성컴파운드	0.7
5	중성선수밀층	반도전성자기부풀음테이프	-
6	중성선	연동선	2.0
7	중성선수밀층	일반자기부풀음테이프	-
8	시 스	비닐(PVC)컴파운드	3.0

나. 구성 요소별 기능과 특성

(1) 도 체

(가) 종류: 구리, 알루미늄

(나) 구조

1) 단선 - 원형
- 성형(반원형, 부채꼴형)

2) 연선 - 원형 원형
- 압축 - 분할원형(보통 1,000㎟)

 - 성형 성형

(2) 내부 반도전층

(가) 절연체 및 외부 반도층과 동시 성형압출

(나) 단위 절연두께에 걸리는 전압(전위경도 : 전계)경감 : 절연체의 내력향상

(다) 도체와 절연체간의 간극형성 방지 : 코로나방전, 이온화(오존) 방지

(라) 케이블 제조 시 절연물의 도체 내 침투 방지

* 파괴전압 높고 절연성능 장기간 안정

* 유전손실 적고 절연저항 우수

* 내 TREEING. 내 코로나성 우수

* 내열성, 내오존성 등 우수  

 

(3) 절연체

(가) 가교 폴리에틸렌의 특성

1) 유전손실, 절연저항 등 전기적 특성 양호

2) OF나 EP고무 등에 비해 코로나, 반복임펄스 특성 열등

3) OF케이블에 비해 절연두께 증가

4) 트리현상 발생 : 공극, 수분, 이물질

(나) 폴리에틸렌(EV)과의 비교

1) 내열성, 온도특성, 기계적 성능(내균열성, 내마모성, 안장강도 등)개선

2) 내유, 내약품성 등 화학적 특성 개선

3) 분자구조물 입체 망상화

(4) 외부 반도전층

(가) 절연체의 절연내력 향상

(나) 절연체와 금속차폐층간의 간극형성 방지

(5) 금속 차폐층

(가) 동연선: CN/CV, 동테이프 : CV/쳐

(나) 전기력선 차폐

(다) 절연체의 내전압치 향상

(라) 고장전류 귀로

(마) 선로측정에 이용

(6) 외 피

(가) PVC

(나) 난연성

(다) 내후성, 내화학약품성

(라) 기계적 강도

 

* 온도특성 비교

구분	연속사용 온도	단시간온도	단락시 온도	비고
SOLID	70℃		220℃	* 단시간 : 30일간 누적 10시간 * 단락시 : 지속시간 2초 내 * SOLID : 고점도 파괴 전압 높음
OF,POF	80℃		150℃
BR,데	80℃	90～95℃	230℃
EV	75℃	85～90℃	190℃
CV	90℃	105℃	230℃

* 케이블 유전율 및 유전정접

종류		유전율	유전정접
SOLID 케이블		3.7	0.01
OF케이블	보통절연지	3.7	0.004
	저손실지	3.4	0.003
부틸, 에틸렌프로필렌고무		4.0	0.03
EV, CV 케이블		2.3	0.001

* 전압별 반도전층 및 금속차폐층 사용범위

구분	내부반도전층	외부반도전층	금속차폐층
600V	×	×	×
3.3KV	×	○	◎
6.6KV	◎	◎	◎

3. CV케이블이란?

(Cross Linked Polythetence Insulated Vinyl Sheathed Cable) 폴리에틸렌을 가교해서 입체 망목 상 구조로 해서 폴리에틸렌의 결점을 보안(열경화)하여 대폭 개선한 것으로 이 케이블은 600v～150kv의 넓은 전압 범위에서 사용되고 있다.

원유( 메탄 )을 열을 가하여 온도에 따라 분류하면 (휘발유, 항공유 ......) 메탄( )의 구조(분자식)는 아래와 같으며

메탄( )분자식

휘발유, 항공유 ... 등의 순서로 갈수록 열량이 더 커진다.

                                ① 단일결합( )                                                    ② 2중 결합( )

③ 3중 결합( )

단일결합 보다 2중 결합이 안정하고, 2중 결합보다 3중 결합이 더 안정하다.

알칸족: 단일 결합 뿐이다.

방향족: 냄새가 나는 것은 모두 방향족이다.

지방족: 전력 케이블 또는 전선에서는 지방족만 사용한다.

① 2중 결합( ) ② 크로스결합( )

①보다 ②가 더 안정적이다 (무극성이다.)

가교는 고분자를 화학처리(변화시킴)를 해서 Cross Linked 시키는 것을 의미한다.

 

※ 주된 특징은 다음과 같다.

가. 장점

(1) 전기적 특성이 우수하다.

(2) 내열성과 내 노화성이 우수하다.

(3) 중량이 가볍다.

(4) 건식케이블이다.

(5) 접속이 용이하다.

 

나. 단점

(1) 절연두께가 지절연 케이블에 비해서 두껍고 따라서 케이블의 외경이 크다.

(2) 반복 Impluse 특성이 OF 케이블에 비해 나쁘다.

(3) 절연의 온도 특성이 유침지 절연에 비해서 나쁘다.

4. CV케이블의 특성

CV케이블은 전기적으로 우수할 뿐 아니라 내열성이 뛰어 나는 등 많은 장점을 가지고 있다.

 

가. 장점

(1) 전기적 특성이 우수하다.

유전체 손실 W는

(2) 내열성과 내 노화성이 우수하다.

(3) 중량이 가볍다.

(가) 가교폴리에치렌의 비중은 0.92(gr/cm)로 가볍다.

(나) 취급이 용이하다.

(4) 건식 케이블이다.
기름이 새거나 절연유의 유하에 기인하는 절연열화가 없고 설치운용이 편하다.

(5) 내약품성이 뛰어나다.
화학약품이 용해되어 있는 폐수나 기름에 잘 반응하지 않는다

항목 재료	파괴전압 (KV/mm)	체적저항율 (ῼ-cm)	유전율	유전정접(%)	상시최고허용온도(℃)
가교폴리 에틸렌	35～50		2.3	0.03	90
염화미닐	20～35		5～9	4～12	60
천연고무	15～25		3～4	1.5～3.0	60

< 절연재료의 전기적 특성 >

나. 단점

(1) 절연두께가 지절연 케이블에 비해서 두껍고 따라서 케이블의 외경이 크다.

(2) 반복 Impluse 특성이 OF 케이블에 비해 나쁘다.

 

5. 케이블 접속

가. 케이블 접속

(1) 케이블 상호간을 현장에서 인위적으로 구성요소에 맞게 연결

(2) 전기적 스트레스

(3) 전기적 스트레스 완화방법

 

나. 접속 방식별 접속재 종류

종류	스트레스콘	테이프 또는 튜브
원리	․ 절연 보강	유전체 경계조건
재료	․ 조립식 몰드	절연테이프, 열수측형 튜브
방법	․ 절연체상의 반도전층과 연결하고 반드시 접지	절연체상의 반도전층과 반드시 연결

다. 접속 시 주의사항

(1) 공법 준수(접속 길이, 반도전층 중첩길이 등 정확한 절단)

(2) 반도전층 제거 (칼 사용법)

(3) 절연층 제거 및 청소

(4) 중성선 방수

(5) 테이프 감기: 공극 발생치 않도록 반 겹쳐 늘려 감기

(6) 열수축형 가열: 불꽃길이 25～30㎝ 로 빨간 부분 이용(파란 불꽃은 쉽게 수축되나 내면접착제가 잘 녹지 않음)타지 않도록 골고루 전면 가열(도전층 형성방지)

(7) 열수축형 튜브 : 취급시 튜브표면에 상처받으면 가열시 갈라지게 됨

(8) 조립형: 반도전층 중첩길이, 접속개소, 수평유지, 접속재표면 접지

(9) 케이블 접속개소 : 접속시공자 명찰 부착