전력 케이블의 기본 구조는 여러 층으로 구성되어 있으며, 각 층은 발전소에서 최종 사용자까지 안전하고 효율적이며 안정적인 전력 전송을 보장하기 위한 특정 기능을 수행합니다. 이러한 모듈식 설계 덕분에 케이블은 저전압 배전에서 초고전압 송전에 이르기까지 다양한 요구 사항에 적응할 수 있으며, 설치 및 장기 작동 중 발생하는 기계적, 화학적, 환경적 스트레스를 견딜 수 있습니다.
자세한 구조와 기능은 다음과 같습니다.
1. 도체 (전도성 코어)
기능: 전기 에너지를 전송하는 핵심 채널 역할을 하며, 전류를 전달하고 케이블의 전류 전달 용량 및 전도 효율을 결정합니다.
재료 및 공정: 일반적으로 전도성이 높은 어닐링 처리된 구리(낮은 저항, 우수한 유연성) 또는 경질 인발 알루미늄 도체로 만들어집니다. 유연성과 강도의 균형을 맞추기 위해 도체는 종종 여러 개의 가는 전선을 규칙적으로 꼬아서 만듭니다. 단면 형상은 절연 공간을 촘촘하게 채우고 열 방출을 개선하도록 최적화됩니다.
2. 차폐층
기능: 이 두 반도체 층은 중전압 및 고전압 케이블에서 균일한 전기장 분포를 보장하는 데 필수적인 "균등화 시스템"을 형성합니다.
도체 차폐막: 도체 표면에 단단히 압출되어 연선 도체 내부의 미세한 불규칙성과 틈새를 채워 코로나 방전 및 국부적인 전기 트리 현상을 방지합니다.
절연 차폐층: 절연층의 외표면에 단단히 밀착되어 전기장을 균일하게 하고 외부 금속 차폐층으로의 매끄러운 전환을 제공합니다.
재질: 두 물질 모두 가교 가능한 반도체 재료이며, 부피 저항률은 일반적으로 10² ~ 10⁵ Ω·cm 범위 내에서 제어됩니다.
3. 절연층
기능: 작동 전압 및 과전압을 견뎌내어 절연 파괴 또는 누전을 방지하는 전기적 절연 기능을 제공합니다.
재료: 주류 재료는 다음과 같습니다.가교 폴리에틸렌(XLPE)에틸렌프로필렌 고무(EPR)는 중전압 및 높은 유연성이 요구되는 용도에 사용됩니다. 폴리염화비닐(PVC)은 주로 저전압 배전망에 사용됩니다.
4. 금속 차폐층
기능: 고장 전류 통로 제공, 전자기 차폐 및 접지 보호 기능을 제공합니다.
양식:구리 테이프차폐, 구리선 편조 차폐 또는 골형 금속 외피(방사형 방수 기능도 제공)
5. 충전층
기능: 다중심 케이블의 빈 공간을 채워 구조적 안정성을 유지하고, 보조적인 완충 및 습기 방지 기능을 제공합니다.
재질: 폴리프로필렌(PP) 리코드 또는 방수 로프와 같은 비흡습성 재질.
6. 내부 덮개
기능: 금속 차폐층의 부식을 방지하고 초기 방사형 방수 및 방습막을 제공합니다.
재질: 압출 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리염화비닐(PVC) 외피. 우수한 방수 성능이 요구되는 용도에는 알루미늄-폴리에틸렌 적층 외피가 자주 사용됩니다.
7. 아머 레이어
기능: 직접 매설 시 발생하는 압착, 설치 시 발생하는 당김, 해저 부설 시 발생하는 장력으로부터 기계적 보호를 제공합니다.
종류: 강철 테이프 외장(주로 압축 강도용) 또는 강철 와이어 외장(인장 강도용).
8. 외피
기능: 최외곽 보호층으로 환경 부식에 대한 저항력을 제공합니다.
재질: PVC 또는 PE 외피 재질이며, 난연성, 무할로겐성, 저연성 특수 외피 재질 개발 가능성이 있습니다.
9. 특수 구조물
방수 구조: 골형 금속 피복 또는 방수 분말/테이프/젤.
화재 방지 구조: 세라믹화 가능한 실리콘 고무, 운모 테이프 또는 저연 무할로겐(LSZH) 소재.
스마트 통합: 일부 케이블은 온도 측정 또는 통신을 위한 광섬유 장치를 통합합니다.
10. 구조 예시 (고전압 단심 케이블)
구리 도체 → 도체 차폐 → XLPE 절연 → 절연 차폐 → 골형 금속 차폐 → PE 내부 피복 → 강선 외장 → 외부 피복.
11. 요약
전력 케이블은 정밀하게 설계된 시스템 제품입니다. 각 계층의 재료 선택과 공정 구현은 케이블의 전송 효율, 수명 및 안전 수준에 지대한 영향을 미칩니다. 현대 케이블 기술은 고전압, 대용량, 높은 신뢰성, 향상된 지능화 및 환경 지속 가능성 향상을 향해 발전하고 있습니다.
게시 시간: 2025년 12월 18일