현대 전기 시스템은 다양한 장치, 회로 기판 및 주변 장치 간의 상호 연결에 의존합니다. 전력을 전송하든 전기 신호를 전송하든, 케이블은 유선 연결의 핵심이며 모든 시스템에서 필수적인 부분입니다.
하지만 케이블 재킷(내부 도체를 둘러싸고 보호하는 외부 층)의 중요성은 종종 과소평가됩니다. 특히 열악한 환경에서 사용되는 케이블의 경우, 적절한 재킷 소재를 선택하는 것은 케이블 설계 및 제조에 있어 매우 중요한 결정입니다. 기계적 성능, 환경 저항성, 유연성, 비용 및 규정 준수 간의 균형을 이해하는 것이 현명한 선택을 위한 핵심입니다.
케이블 외피의 핵심은 내부 케이블의 수명과 신뢰성을 보장하는 보호막입니다. 이 보호막은 습기, 화학 물질, 자외선, 마모 및 충격과 같은 물리적 스트레스로부터 케이블을 보호합니다.
케이블 외피 소재는 단순 플라스틱부터 첨단 고분자까지 다양하며, 각 소재는 특정 환경 및 기계적 요구 사항을 충족하기 위한 고유한 특성을 지니고 있습니다. 적절한 소재를 선택하는 것은 매우 중요한데, 이는 예상되는 사용 조건에서 최적의 성능과 보호 기능을 보장하기 때문입니다.
케이블 외피에 대한 "만능 해결책"은 없습니다. 선택되는 재료는 적용 분야의 고유한 상황에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
케이블 외피 소재를 선택할 때는 여러 가지 요소를 고려해야 합니다.
1. 환경 조건
케이블은 용도에 따라 오일, 용제, 산 또는 염기 등 다양한 화학 물질에 노출될 수 있으므로, 내화학성은 케이블 외피를 선택할 때 매우 중요한 요소입니다. 적절하게 선택된 케이블 외피는 내부 구성 요소의 열화나 부식을 방지하여 케이블의 수명 동안 무결성을 유지할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 화학 물질 노출이 잦은 산업 환경에서는 이러한 가혹한 조건을 견딜 수 있는 소재를 선택하는 것이 필수적입니다. 이 경우 케이블이 노출될 특정 화학 물질을 평가하여 불소수지와 같은 특수 소재를 사용하여 극한의 내화학성을 확보해야 할 필요성을 판단해야 합니다.
내후성 및 내광성은 특히 옥외용 케이블의 경우 중요한 고려 사항입니다. 장시간 햇빛에 노출되면 기존 소재는 약해져 취성이 생기고 결국 파손될 수 있습니다. 자외선 차단 기능이 있는 소재는 강한 햇빛 아래에서도 케이블의 기능과 내구성을 보장합니다. 이러한 용도에는 CPE 열가소성 수지, CPE 서모스탯 또는 EPR 서모스탯이 이상적인 소재입니다. 가교 폴리에틸렌(CPE)과 같은 기타 첨단 소재도 있습니다.XLPE이러한 기술들은 자외선 저항성을 향상시켜 옥외 환경에서 케이블의 수명을 연장하도록 개발되었습니다.
또한 화재 위험이 우려되는 환경에서는 난연성 또는 자기소화성 케이블 재킷을 선택하는 것이 생명을 구할 수 있는 중요한 선택이 될 수 있습니다. 이러한 소재는 화염 확산을 막도록 설계되어 중요한 용도에서 안전성을 크게 향상시킵니다. 난연성 소재로는 다음과 같은 것들이 탁월한 선택입니다.PVC열가소성 수지 및 CPE 열가소성 수지. 이러한 소재는 연소 시 유독 가스 배출량을 줄이면서 화염 확산을 늦출 수 있습니다.
2. 기계적 특성
케이블 외피의 내마모성, 충격 강도 및 압축 강도는 폴리우레탄의 내구성에 직접적인 영향을 미칩니다. 이는 케이블이 험난한 지형을 통과하거나 빈번한 취급이 필요한 용도에서 특히 중요합니다. 로봇 공학이나 동적 기계와 같이 이동성이 높은 응용 분야에서는 우수한 기계적 특성을 가진 케이블 외피를 선택하면 잦은 교체 및 유지 보수를 방지할 수 있습니다. 외피에 가장 적합한 내마모성 소재로는 폴리우레탄 열가소성 수지와 CPE 열가소성 수지가 있습니다.
3. 온도 고려 사항
케이블 외피 재질의 작동 온도 범위는 시스템의 성공 여부를 결정짓는 중요한 요소입니다. 사용 환경의 작동 온도 범위를 견디지 못하는 재질은 저온에서 취성이 생기거나 고온에 노출될 경우 열화될 수 있습니다. 이러한 열화는 케이블의 무결성을 손상시키고 전기 절연 파손을 초래하여 운영 중단이나 안전 위험을 야기할 수 있습니다.
일반적인 케이블은 최대 105°C까지 견딜 수 있도록 설계되었지만, 특수 PVC 용도의 경우 더 높은 온도를 견뎌야 할 수 있습니다. 석유 및 가스 산업과 같은 분야에서는 ITT Cannon의 SJS 시리즈 소재처럼 최대 200°C까지 견딜 수 있는 특수 소재가 필요합니다. 이러한 고온 환경에서는 열가소성 수지 쪽에는 PVC, 내열성 수지 쪽에는 CPE, EPR 또는 CPR과 같은 다양한 소재를 고려해야 합니다. 이러한 환경에서 작동할 수 있는 소재는 고온을 견디고 열 노화에 대한 저항성이 뛰어나 케이블의 성능을 장기간 유지할 수 있도록 보장합니다.
육상 시추 설비와 같은 고온 환경을 생각해 보십시오. 이러한 고압, 고온 환경에서는 극한의 온도에서도 열화되거나 파손되지 않고 견딜 수 있는 케이블 외피 재질을 선택해야 합니다. 궁극적으로 적절한 케이블 외피 재질을 선택하면 안전하고 안정적인 작업을 보장하고 장비의 수명을 연장할 수 있습니다.
4. 유연성의 필요성
일부 응용 분야에서는 케이블이 반복적인 굽힘 및 비틀림 동작에도 유연성을 유지해야 합니다. 이러한 유연성 요구 사항은 내구성 요구 사항을 낮추는 것이 아니므로, 두 가지 요구 사항의 균형을 효과적으로 맞추기 위해 재료를 신중하게 선택해야 합니다. 이러한 경우, 열가소성 엘라스토머(TPE) 또는 폴리우레탄(PUR)과 같은 재료는 탄성과 복원력이 뛰어나 선호됩니다.
예를 들어 산업 자동화에 사용되는 케이블은 로봇과 같은 기계의 움직임을 수용하기 위해 높은 유연성을 가져야 합니다. 부품을 집어 옮기는 등의 작업을 수행하는 메쉬 로봇이 이러한 요구 사항의 대표적인 예입니다. 메쉬 로봇은 다양한 움직임을 허용하도록 설계되어 케이블에 지속적인 스트레스를 가하므로 성능 저하 없이 구부러지고 비틀리는 현상을 견딜 수 있는 소재를 사용해야 합니다.
환경 조건, 기계적 특성, 온도 및 유연성 요구 사항을 고려한 후, 케이블의 외경은 재질에 따라 달라진다는 점도 중요하게 고려해야 합니다. 환경 친화성을 유지하기 위해서는 케이블 직경이 백쉘 또는 커넥터 부착부의 밀봉 범위 내에 있어야 합니다.
게시 시간: 2024년 8월 12일