전력 공학 및 산업 설비 설치에서 "고전압 케이블" 또는 "저전압 케이블"을 잘못 선택하면 장비 고장, 정전, 생산 중단은 물론 심각한 경우 안전사고로 이어질 수 있습니다. 하지만 많은 사람들이 두 케이블의 구조적 차이에 대해 피상적인 이해만 가지고 있으며, 경험이나 "비용 절감"만을 고려하여 선택하는 경우가 많아 같은 실수를 반복합니다. 잘못된 케이블 선택은 장비 오작동뿐만 아니라 잠재적인 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 오늘은 두 케이블의 핵심적인 차이점과 선택 시 피해야 할 3가지 주요 "함정"에 대해 알아보겠습니다.
1. 구조 분석: 고전압 케이블과 저전압 케이블 비교
많은 사람들이 "고전압 케이블은 저전압 케이블을 더 두껍게 만든 것일 뿐"이라고 생각하지만, 사실 두 케이블의 구조 설계는 근본적으로 다르며 각 층은 전압 수준에 맞춰 정밀하게 설계되었습니다. 이러한 차이점을 이해하려면 먼저 "고전압"과 "저전압"의 정의부터 살펴보겠습니다.
저전압 케이블: 정격 전압 1kV 이하(일반적으로 0.6/1kV), 주로 건물 배전 및 소형 장비 전원 공급에 사용됨;
고전압 케이블: 정격 전압 1kV 이상(일반적으로 6kV, 10kV, 35kV, 110kV)으로 전력 전송, 변전소 및 대형 산업 설비에 사용됩니다.
(1) 도체: "더 두꺼운" 것이 아니라 "순도가 중요합니다"
저전압 케이블 도체는 주로 "전류 전달 용량" 요구 사항을 충족하기 위해 여러 가닥의 가는 구리선(예: BV 전선의 경우 19가닥)으로 만들어집니다.
고전압 케이블 도체는 구리나 알루미늄으로 만들어지지만, 순도가 더 높고(≥99.95%), 도체 표면 저항을 낮추고 고전압 시 발생하는 표피 효과(전류가 도체 표면에 집중되어 발열을 일으키는 현상)를 줄이기 위해 "콤팩트 원형 연선" 공정(공극 감소)을 채택합니다.
(2) 절연층: 고전압 케이블의 “다층 보호”의 핵심
저전압 케이블의 절연층은 비교적 얇으며(예: 0.6/1kV 케이블 절연 두께 약 3.4mm), 대부분 PVC 또는XLPE주로 "도체를 외부로부터 격리"하는 역할을 합니다.
고전압 케이블의 절연층은 훨씬 두껍습니다(6kV 케이블 약 10mm, 110kV 케이블 최대 20mm). 또한 "전력 주파수 내전압" 및 "낙뢰 임펄스 내전압"과 같은 엄격한 테스트를 통과해야 합니다. 더욱 중요한 것은 고전압 케이블은 절연층 내부에 방수 테이프와 반도체층을 추가한다는 점입니다.
방수 테이프: 물의 침투를 방지합니다 (고전압 환경에서 습기는 "물 트리 현상"을 일으켜 절연 파괴를 초래할 수 있습니다).
반도체층: 균일한 전기장 분포를 보장합니다 (국부적인 전기장 집중으로 인한 방전을 방지합니다).
참고 자료: 절연층은 고전압 케이블 비용의 40~50%를 차지합니다(저전압 케이블의 경우 15~20%에 불과). 이것이 고전압 케이블이 저전압 케이블보다 비싼 주요 이유입니다.
(3) 차폐 및 금속 피복: 고전압 케이블용 "간섭 방지 장갑"
저전압 케이블은 일반적으로 차폐층이 없으며(신호 케이블 제외), 외피는 대부분 PVC 또는 폴리에틸렌으로 만들어집니다.
고전압 케이블(특히 6kV 이상)은 금속 차폐(예:구리 테이프(예: 구리 편조) 및 금속 외피(예: 납 외피, 골형 알루미늄 외피):
금속 차폐: 절연층 내부에 고전압장을 가두어 전자기 간섭(EMI)을 줄이고 고장 전류가 흐를 수 있는 경로를 제공합니다.
금속 외피: 기계적 강도(인장 및 압축 저항)를 향상시키고 "접지 차폐막" 역할을 하여 절연 전자기장 강도를 더욱 감소시킵니다.
(4) 외부 재킷: 고전압 케이블에 더욱 견고함
저전압 케이블 외피는 주로 마모와 부식을 방지하는 역할을 합니다.
고전압 케이블 외피는 추가적으로 오일, 추위, 오존 등에 대한 내성을 가져야 합니다(예: PVC + 내후성 첨가제). 특수 용도(예: 해저 케이블)의 경우 수압 및 인장 응력에 대한 내성을 갖는 강선 외장재가 필요할 수도 있습니다.
2. 케이블 선택 시 피해야 할 3가지 주요 "함정"
구조적 차이점을 이해한 후에는 선택 과정에서 이러한 "숨겨진 함정"을 피해야 합니다. 그렇지 않으면 비용이 증가하거나 안전 사고가 발생할 수 있습니다.
(1) “더 높은 등급”이나 “더 저렴한 가격”을 맹목적으로 추구함
오해: 어떤 사람들은 "저전압 케이블 대신 고전압 케이블을 사용하는 것이 더 안전하다"고 생각하거나, 비용 절감을 위해 저전압 케이블을 사용합니다.
위험 요소: 고전압 케이블은 훨씬 비싸며, 불필요하게 고전압 케이블을 선택하면 예산이 증가합니다. 고전압 환경에 저전압 케이블을 사용하면 절연체가 순식간에 파손되어 단락, 화재 또는 인명 피해를 초래할 수 있습니다.
올바른 접근 방식: 실제 전압 레벨과 전력 요구 사항을 기준으로 선택하십시오. 예를 들어, 가정용 전기(220V/380V)에는 저전압 케이블이 사용되고, 산업용 고전압 모터(10kV)에는 고전압 케이블이 반드시 필요합니다. 절대로 무턱대고 "낮은" 전압이나 "높은" 전압을 선택해서는 안 됩니다.
(2) 환경으로 인한 “숨겨진 피해”를 무시하는 것
오해: 전압만 고려하고 주변 환경은 무시한다. 예를 들어 습하거나 고온이거나 화학적으로 부식성이 강한 환경에서 일반 케이블을 사용하는 경우.
위험: 습한 환경에서 차폐막이나 외피가 손상된 고전압 케이블은 절연체 습기 노화가 발생할 수 있으며, 고온 환경(예: 보일러실)의 저전압 케이블은 연화되어 파손될 수 있습니다.
올바른 접근 방식: 설치 조건을 명확히 하십시오. 매설 설치에는 외장 케이블, 수중 설치에는 방수 외장 케이블, 고온 환경에는 고온 내성 재질(XLPE ≥90℃), 화학 공장에는 내식성 재킷을 사용해야 합니다.
(3) “전류 용량과 설치 방법”의 일치를 무시함
오해: 전압 레벨에만 집중하고 케이블의 전류 용량(최대 허용 전류)을 무시하거나 설치 중 과도하게 압축/구부리지 않는다.
위험: 전류 용량이 부족하면 과열이 발생하고 절연 노화가 가속화됩니다. 고전압 케이블의 굽힘 반경이 부적절하면(예: 강하게 당기거나 과도하게 구부리는 경우) 차폐 및 절연이 손상되어 절연 파괴 위험이 발생할 수 있습니다.
올바른 접근 방식: 계산된 실제 전류(기동 전류, 주변 온도 고려)를 기준으로 케이블 사양을 선택하고, 설치 시 굽힘 반경 요구 사항(고전압 케이블 굽힘 반경은 일반적으로 도체 외경의 15배 이상)을 엄격히 준수하며, 압축 및 직사광선 노출을 피하십시오.
3. 선택의 함정을 피하기 위한 3가지 "황금 규칙"을 기억하세요
(1) 전압에 대한 구조 점검:
고전압 케이블의 절연 및 차폐층은 핵심 요소이며, 저전압 케이블은 과도한 설계가 필요하지 않습니다.
(2) 등급을 적절하게 매칭하십시오.
전압, 전력 및 환경이 서로 일치해야 합니다. 맹목적으로 업그레이드하거나 다운그레이드하지 마십시오.
(3) 표준에 대한 세부 정보 확인:
전류 용량, 굽힘 반경 및 보호 수준은 국가 표준을 준수해야 하며, 경험에만 의존해서는 안 됩니다.
게시 시간: 2025년 8월 29일