케이블 선택은 전기 설계 및 설치에서 매우 중요한 단계입니다. 잘못된 선택은 과열이나 화재와 같은 안전 위험, 과도한 전압 강하, 장비 손상 또는 시스템 효율 저하로 이어질 수 있습니다. 케이블 선택 시 고려해야 할 핵심 요소는 다음과 같습니다.
1. 핵심 전기적 매개변수
(1)도체 단면적:
전류 용량: 이는 가장 중요한 매개변수입니다. 케이블은 허용 작동 온도를 초과하지 않고 회로의 최대 연속 작동 전류를 감당할 수 있어야 합니다. 관련 표준(예: IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15)의 전류 용량 표를 참조하십시오.
전압 강하: 케이블을 통해 흐르는 전류는 전압 강하를 유발합니다. 케이블 길이가 지나치게 길거나 단면적이 부족하면 부하단에서 저전압이 발생하여 장비 작동(특히 모터 시동)에 영향을 미칠 수 있습니다. 전원에서 부하까지의 총 전압 강하를 계산하여 허용 범위(일반적으로 조명은 ≤3%, 전력은 ≤5%) 내에 있는지 확인하십시오.
단락 전류 내압 용량: 케이블은 보호 장치가 작동하기 전에 열 손상 없이 시스템에서 발생 가능한 최대 단락 전류를 견뎌야 합니다(열 안정성 검사). 단면적이 클수록 내압 용량이 높아집니다.
(2)정격 전압:
케이블의 정격 전압(예: 0.6/1kV, 8.7/15kV)은 시스템의 공칭 전압(예: 380V, 10kV) 및 발생 가능한 최대 작동 전압보다 낮아서는 안 됩니다. 시스템 전압 변동 및 과전압 조건을 고려해야 합니다.
(3)도체 재질:
구리: 높은 전도성(~58 MS/m), 강력한 전류 전달 능력, 우수한 기계적 강도, 뛰어난 내식성, 접합부 처리 용이성, 높은 가격. 가장 널리 사용되는 재료.
알루미늄: 전도율이 낮고(~35 MS/m), 동일한 전류 용량을 얻으려면 더 큰 단면적이 필요하며, 무게가 가볍고 가격이 저렴하지만 기계적 강도가 낮고 산화되기 쉬우며 접합부에 특수 공구와 산화 방지제가 필요합니다. 주로 단면적이 큰 가공선이나 특정 용도에 사용됩니다.
2. 설치 환경 및 조건
(1)설치방법:
공중 설치: 케이블 트레이, 케이블 사다리, 덕트, 전선관, 벽면 표면 장착형 등. 다양한 열 방출 조건은 허용 전류량에 영향을 미칩니다(밀집 설치 시 정격 용량 감소 필요).
지하 매설: 직접 매설 또는 덕트 매설. 토양의 열 저항, 매설 깊이, 다른 열원(예: 증기 파이프라인)과의 근접성을 고려해야 합니다. 토양의 수분 함량과 부식성은 외피 선택에 영향을 미칩니다.
수중 환경: 특수 방수 구조물(예: 납 피복, 일체형 방수층) 및 기계적 보호 장치가 필요합니다.
특수 설치: 수직 설치(자체 중량 고려), 케이블 매설 트렌치/터널 등
(2)주변 온도:
주변 온도는 케이블의 열 방출에 직접적인 영향을 미칩니다. 표준 허용 전류량 표는 기준 온도(예: 공기 중 30°C, 토양 중 20°C)를 기반으로 합니다. 실제 온도가 기준 온도를 초과하면 허용 전류량을 조정(감량)해야 합니다. 특히 고온 환경(예: 보일러실, 열대 기후)에서는 더욱 주의해야 합니다.
(3)다른 케이블과의 근접성:
밀집된 케이블 설치는 상호 발열 및 온도 상승을 유발합니다. 특히 간격 없이 또는 동일한 전선관 내에 병렬로 설치된 여러 케이블은 케이블 수 및 배치(접촉/비접촉)에 따라 정격 용량을 낮춰야 합니다.
(4) 기계적 응력:
인장 하중: 수직 설치 또는 장거리 인입의 경우 케이블 자체 무게와 인장력을 고려해야 하며, 충분한 인장 강도를 가진 케이블(예: 강선 피복 케이블)을 선택해야 합니다.
압력/충격: 직접 매설 케이블은 지표면 교통 하중과 굴착 위험을 견뎌야 하며, 트레이 장착 케이블은 압축될 수 있습니다. 외장재(강철 테이프, 강철 와이어)는 강력한 기계적 보호 기능을 제공합니다.
굽힘 반경: 설치 및 회전 시 케이블의 굽힘 반경은 절연체 및 외피 손상을 방지하기 위해 허용 최소값보다 작아서는 안 됩니다.
(5)환경적 위험:
화학적 부식: 화학 공장, 폐수 처리장, 해안 염무 지역에서는 내식성 피복재(예: PVC, LSZH, PE) 및/또는 외부층이 필요합니다. 비금속 외장재(예: 유리 섬유)가 필요할 수도 있습니다.
기름 오염: 석유 저장소, 기계 가공 작업장에는 내유성 외피(예: 특수 PVC, CPE, CSP)가 필요합니다.
자외선 노출: 옥외에 노출되는 케이블은 자외선 차단 외피(예: 검정색 PE, 특수 PVC)가 필요합니다.
설치류/흰개미: 일부 지역에서는 설치류/흰개미 방지 케이블(방충제 처리된 외피, 단단한 재킷, 금속 외장재)이 필요합니다.
습기/침수: 습하거나 물에 잠긴 환경에서는 습기/물을 효과적으로 차단하는 구조(예: 방사형 방수, 금속 외피)가 필요합니다.
폭발성 분위기: 위험 지역 방폭 요건을 충족해야 합니다(예: 난연성, LSZH, 광물 절연 케이블).
3. 케이블 구조 및 재질 선정
(1)절연재료:
가교 폴리에틸렌(XLPE)고온 성능(90°C)이 탁월하고, 높은 허용 전류 용량, 우수한 절연 특성, 내화학성, 뛰어난 기계적 강도를 갖추고 있습니다. 중저전압 전력 케이블에 널리 사용되며, 최고의 선택입니다.
폴리염화비닐(PVC): 저렴한 비용, 성숙한 공정, 우수한 난연성, 낮은 사용 온도(70°C)를 가지고 있지만, 저온에서 부서지기 쉽고 연소 시 유독성 할로겐 가스와 짙은 연기를 발생시킵니다. 여전히 널리 사용되고 있지만 점차 규제가 강화되고 있습니다.
에틸렌 프로필렌 고무(EPR): 우수한 유연성, 내후성, 내오존성, 내화학성, 높은 작동 온도(90°C)를 자랑하며, 이동 장비, 해양, 광산 케이블에 사용됩니다. 단, 가격이 높습니다.
기타: 특수 용도용 실리콘 고무(>180°C), 광물 절연(MI – 산화마그네슘 절연 처리된 구리 도체, 우수한 내화 성능).
(2)덮개 재질:
PVC: 우수한 기계적 보호성, 난연성, 저렴한 가격으로 널리 사용됩니다. 할로겐을 함유하고 있으며, 연소 시 유독한 연기가 발생합니다.
PE: 습기 및 화학 물질에 대한 저항성이 우수하여 직매형 케이블 외피에 흔히 사용됩니다. 난연성은 떨어집니다.
저연 제로 할로겐(LSZH / LS0H / LSF)연기가 적고, 독성이 없으며(할로겐산 가스 없음), 연소 시 빛 투과율이 높습니다. 지하철, 쇼핑몰, 병원, 고층 건물 등 공공장소에서 사용이 의무화되어 있습니다.
난연성 폴리올레핀: 특정 난연 요건을 충족합니다.
선택 시 환경 저항성(기름, 날씨, 자외선) 및 기계적 보호 요구 사항을 고려해야 합니다.
(3) 차폐층:
도체 차폐: 중/고전압(>3.6/6kV) 케이블에 필수적이며, 도체 표면의 전기장을 균등하게 합니다.
절연 차폐: 중/고전압 케이블에 필수적이며, 도체 차폐와 함께 작동하여 현장에서 완벽한 제어를 제공합니다.
금속 차폐/외피: EMC(간섭 방지/방출 감소) 및/또는 단락 경로(반드시 접지되어야 함)와 기계적 보호 기능을 제공합니다. 일반적인 형태: 구리 테이프, 구리선 편조(차폐 + 단락 경로), 강철 테이프 외장(기계적 보호), 강철선 외장(인장 + 기계적 보호), 알루미늄 피복(차폐 + 방사형 방수 + 기계적 보호).
(4)갑옷 종류:
강선 외장형(SWA): 압축 및 일반 인장 보호 기능이 뛰어나며, 직접 매설 또는 기계적 보호가 필요한 경우에 적합합니다.
아연 도금 와이어 외장재(GWA): 높은 인장 강도로 수직 설치, 넓은 경간, 수중 설치에 적합합니다.
비금속 외장재: 유리 섬유 테이프는 기계적 강도를 제공하면서도 비자성, 경량, 내식성을 갖추고 있어 특수 용도에 적합합니다.
4. 안전 및 규제 요구사항
(1)난연성:
화재 위험 및 대피 필요성에 따라 해당 난연 표준(예: 단일/집합 난연성 관련 IEC 60332-1/3, 내화성 관련 BS 6387 CWZ, GB/T 19666)을 충족하는 케이블을 선택하십시오. 공공 장소 및 대피가 어려운 지역에는 LSZH 등급의 난연 케이블을 사용해야 합니다.
(2)내화성:
화재 발생 시에도 전원이 계속 공급되어야 하는 중요 회로(소방 펌프, 연기 팬, 비상 조명, 경보 장치)에는 표준(예: BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216)에 따라 테스트된 내화 케이블(예: MI 케이블, 운모 테이프 유기 절연 구조)을 사용하십시오.
(3) 할로겐 프리 및 저연기:
안전 및 장비 보호 요건이 높은 지역(교통 허브, 데이터 센터, 병원, 대형 공공 건물)에서는 의무적으로 적용됩니다.
(4)표준 및 인증 준수:
케이블은 프로젝트 현장의 필수 표준 및 인증(예: 중국의 CCC, EU의 CE, 영국의 BS, 미국의 UL)을 준수해야 합니다.
5. 경제성 및 생애주기 비용
초기 투자 비용: 케이블 및 부속품(접합부, 단자) 가격.
설치 비용: 케이블 크기, 무게, 유연성 및 설치 용이성에 따라 다릅니다.
운전 손실 비용: 도체 저항으로 인해 I²R 손실이 발생합니다. 더 큰 도체를 사용하면 초기 비용은 더 많이 들지만 장기적인 손실은 줄어듭니다.
유지보수 비용: 신뢰성이 높고 내구성이 뛰어난 케이블은 유지보수 비용이 더 낮습니다.
수명: 적절한 환경에서 고품질 케이블은 30년 이상 사용할 수 있습니다. 초기 비용만을 기준으로 저사양 또는 품질이 떨어지는 케이블을 선택하지 않도록 종합적인 평가를 실시하십시오.
6. 기타 고려 사항
위상 순서 및 표시: 다중 코어 케이블 또는 위상 분리 설치의 경우, 올바른 위상 순서 및 색상 코드(현지 표준에 따름)를 확인하십시오.
접지 및 등전위 본딩: 금속 차폐재와 외장재는 안전 및 차폐 성능을 위해 (일반적으로 양쪽 끝에서) 확실하게 접지되어야 합니다.
예비력 확보: 향후 부하 증가 또는 경로 변경 가능성을 고려하여 필요한 경우 회로 단면적을 늘리거나 예비 회로를 확보하십시오.
호환성: 케이블 액세서리(러그, 연결구, 단자)는 케이블 종류, 전압 및 도체 크기와 일치해야 합니다.
공급업체 자격 및 품질: 안정적인 품질을 보장하는 평판 좋은 제조업체를 선택하십시오.
최적의 성능과 신뢰성을 위해서는 올바른 케이블을 선택하는 것뿐만 아니라 고품질 소재를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 원월드는 절연 화합물, 피복재, 테이프, 충전재, 원사 등 다양한 규격과 표준을 충족하는 포괄적인 전선 및 케이블 원자재를 제공하여 안전하고 효율적인 케이블 설계 및 설치를 지원합니다.
게시 시간: 2025년 8월 15일