내화 케이블은 극한 환경에서도 건물 및 산업 시설의 전력 연결을 보장하는 생명선입니다. 탁월한 내화 성능이 매우 중요하지만, 습기 침투는 전기적 성능, 장기적인 내구성을 심각하게 저하시키고 심지어 내화 기능 상실로 이어질 수 있는 숨겨진 위험 요소입니다. 케이블 소재 분야의 전문가인 ONE WORLD는 케이블 습기 방지가 절연 화합물 및 외피 화합물과 같은 코어 소재 선택부터 설치, 시공 및 지속적인 유지 관리까지 전체 과정에 걸쳐 이루어지는 시스템적인 문제임을 잘 알고 있습니다. 이 글에서는 LSZH, XLPE, 산화마그네슘과 같은 코어 소재의 특성을 시작으로 습기 침투 요인에 대해 심층적으로 분석합니다.
1. 케이블 온톨로지: 습기 방지의 기초로서의 핵심 소재 및 구조
내화 케이블의 내습성은 기본적으로 케이블 심재 재료의 특성과 시너지 효과를 내는 설계에 의해 결정됩니다.
도체: 고순도 구리 또는 알루미늄 도체는 그 자체로 화학적으로 안정적입니다. 그러나 습기가 침투하면 지속적인 전기화학적 부식이 발생하여 도체 단면적이 감소하고 저항이 증가하며, 결과적으로 국부적인 과열 지점이 될 수 있습니다.
단열층: 습기 차단 핵심 장벽
무기 광물 절연 화합물(예: 산화마그네슘, 운모): 산화마그네슘과 운모 같은 재료는 본질적으로 불연성이며 고온에 강합니다. 그러나 이러한 분말이나 운모 테이프 적층체의 미세 구조에는 수증기 확산 경로가 될 수 있는 틈이 존재합니다. 따라서 이러한 절연 화합물을 사용하는 케이블(예: 무기 절연 케이블)은 밀폐를 위해 연속적인 금속 외피(예: 구리관)에 의존해야 합니다. 생산 또는 설치 중에 이 금속 외피가 손상되면 산화마그네슘과 같은 절연 매체에 수분이 침투하여 절연 저항이 급격히 감소합니다.
고분자 절연 화합물(예: XLPE): 내습성가교 폴리에틸렌(XLPE)XLPE의 낮은 수분 흡수율은 가교 과정에서 형성되는 3차원 네트워크 구조에서 비롯됩니다. 이 구조는 고분자의 밀도를 크게 향상시켜 수분 분자의 침투를 효과적으로 차단합니다. 고품질 XLPE 절연 화합물은 매우 낮은 수분 흡수율(일반적으로 0.1% 미만)을 나타냅니다. 반면, 결함이 있는 저품질 또는 노화된 XLPE는 분자 사슬 파괴로 인해 수분 흡수 채널이 형성되어 절연 성능이 영구적으로 저하될 수 있습니다.
쉬스: 환경에 맞서는 최전선 방어선
저연 무할로겐(LSZH) 피복재LSZH 소재의 내습성 및 내수분해성은 배합 설계와 고분자 매트릭스(예: 폴리올레핀)와 무기 수산화물 충전제(예: 수산화알루미늄, 수산화마그네슘) 간의 상용성에 직접적으로 좌우됩니다. 고품질 LSZH 피복재는 난연성을 제공하는 동시에, 세심한 배합 공정을 통해 낮은 흡수율과 우수한 장기 내수분해성을 확보하여 습하거나 물이 고이는 환경에서도 안정적인 보호 성능을 보장해야 합니다.
금속 피복(예: 알루미늄-플라스틱 복합 테이프): 대표적인 방사형 방습막인 알루미늄-플라스틱 복합 테이프의 효과는 세로 방향 겹침 부분의 가공 및 밀봉 기술에 크게 좌우됩니다. 이 접합부에서 열용융 접착제를 사용한 밀봉이 불연속적이거나 결함이 있는 경우, 전체 방습막의 무결성이 심각하게 손상됩니다.
2. 설치 및 시공: 자재 보호 시스템의 현장 시험
케이블 습기 침투 사례의 80% 이상은 설치 및 시공 단계에서 발생합니다. 시공 품질은 케이블 고유의 습기 저항성을 최대한 활용할 수 있는지 여부를 직접적으로 결정합니다.
부적절한 환경 제어: 상대 습도가 85%를 초과하는 환경에서 케이블 포설, 절단 및 접합 작업을 수행하면 공기 중의 수증기가 케이블 절단면과 절연 화합물 및 충진재의 노출된 표면에 빠르게 응결됩니다. 산화마그네슘 광물 절연 케이블의 경우, 노출 시간을 엄격하게 제한해야 합니다. 그렇지 않으면 산화마그네슘 분말이 공기 중의 수분을 빠르게 흡수하게 됩니다.
밀봉 기술 및 보조 재료의 결함:
접합부 및 종단 처리: 여기에 사용되는 열수축 튜브, 냉수축 종단 처리 장치 또는 주입식 실런트는 방습 시스템에서 가장 중요한 연결 고리입니다. 이러한 실링 재료의 수축력이 부족하거나, 케이블 피복재(예: LSZH)에 대한 접착력이 불충분하거나, 고유의 노화 저항성이 떨어지면 수증기 침투의 지름길이 됩니다.
전선관 및 케이블 트레이: 케이블 설치 후 전선관 끝부분을 전문적인 내화 퍼티 또는 실런트로 단단히 밀봉하지 않으면 전선관 내부에 습기나 고인 물이 쌓여 케이블의 외피를 지속적으로 부식시킬 수 있습니다.
기계적 손상: 설치 중 최소 굽힘 반경을 초과하여 구부리거나, 날카로운 도구로 당기거나, 시공 경로를 따라 날카로운 모서리에 닿으면 LSZH 외피 또는 알루미늄-플라스틱 복합 테이프에 눈에 보이지 않는 긁힘, 움푹 들어간 자국 또는 미세 균열이 발생하여 밀봉 성능이 영구적으로 손상될 수 있습니다.
3. 운영, 유지보수 및 환경: 장기 사용 조건에서의 재료 내구성
케이블이 설치된 후 습기에 대한 저항성은 장기간의 환경적 스트레스 하에서 케이블 재료의 내구성에 달려 있습니다.
유지보수 관리 소홀:
케이블 매설 트렌치/웰 커버의 밀봉이 제대로 되지 않거나 손상되면 빗물과 결로수가 직접 침투할 수 있습니다. 장기간 침수될 경우 LSZH 피복재의 가수분해 저항 한계가 심각하게 시험됩니다.
정기적인 점검 체계를 구축하지 않으면 노후되거나 균열이 생긴 실란트, 열수축 튜브 및 기타 밀봉재를 적시에 발견하고 교체할 수 없습니다.
환경적 스트레스가 재료의 노화에 미치는 영향:
온도 변화 주기: 일교차 및 계절별 온도 차이는 케이블 내부에 "통기 작용"을 일으킵니다. XLPE 및 LSZH와 같은 고분자 소재에 장기간 작용하는 이러한 주기적인 스트레스는 미세 피로 결함을 유발하여 수분 침투 조건을 조성할 수 있습니다.
화학적 부식: 산성/알칼리성 토양 또는 부식성 매체를 포함하는 산업 환경에서 LSZH 외피의 고분자 사슬과 금속 외피 모두 화학적 공격을 받아 분말화, 천공 및 보호 기능 손실이 발생할 수 있습니다.
결론 및 권고사항
내화 케이블의 습기 방지는 내부에서부터 외부까지 다차원적인 조율이 필요한 체계적인 프로젝트입니다. 핵심 케이블 소재, 즉 고밀도 가교 구조의 XLPE 절연 화합물, 과학적으로 설계된 가수분해 저항성 LSZH 외피 화합물, 그리고 완벽한 밀봉을 위해 금속 외피를 사용하는 산화마그네슘 절연 시스템에서 시작됩니다. 표준화된 시공과 실란트, 열수축 튜브와 같은 보조 재료의 철저한 적용을 통해 구현되며, 궁극적으로는 예측 유지보수 관리에 달려 있습니다.
따라서 고성능 케이블 소재(예: 고급 LSZH, XLPE, 산화마그네슘)로 제조되고 견고한 구조 설계를 갖춘 제품을 조달하는 것이 케이블 수명 주기 전반에 걸쳐 방습성을 확보하는 데 있어 가장 중요한 기반입니다. 각 케이블 소재의 물리적, 화학적 특성을 깊이 이해하고 존중하는 것이 습기 침투 위험을 효과적으로 식별, 평가 및 예방하는 출발점입니다.
게시 시간: 2025년 11월 27일