전선 및 케이블 제품의 구조적 구성 요소는 일반적으로 크게 네 부분으로 나눌 수 있습니다.지휘자, 절연층전선은 차폐 및 보호층, 충진재 및 인장재 등으로 구성됩니다. 사용 요구사항 및 적용 시나리오에 따라, 가공 나선, 접촉망 전선, 구리-알루미늄 모선(버스바) 등과 같이 도체만을 구조 구성 요소로 사용하는 매우 단순한 구조를 가진 제품도 있습니다. 이러한 제품의 외부 전기 절연은 설치 시 절연체와 공간적 거리(즉, 공기 절연)를 통해 안전을 확보하는 방식으로 이루어집니다.
1. 지휘자
도체는 제품 내에서 전류 또는 전자기파 정보를 전송하는 데 있어 가장 기본적이고 필수적인 구성 요소입니다. 전도성 와이어 코어라고도 하는 도체는 구리, 알루미늄 등과 같은 전도성이 높은 비철금속으로 만들어집니다. 지난 30년간 급속도로 발전해 온 광통신 네트워크에 사용되는 광섬유 케이블은 광섬유를 도체로 사용합니다.
2. 절연층
이러한 구성 요소들은 도체를 감싸 전기 절연 기능을 제공합니다. 이를 통해 전류 또는 전자기/광파가 도체를 따라서만 이동하고 외부로 새어나가지 않도록 합니다. 절연층은 도체 상의 전위(즉, 전압)가 주변 물체에 영향을 미치지 않도록 유지하여 도체의 정상적인 전송 기능과 주변 물체 및 사람의 안전을 보장합니다.
도체와 절연층은 케이블 제품(나선 제외)에 필요한 두 가지 기본 구성 요소입니다.
3. 보호층
전선 및 케이블 제품은 설치 및 작동 중 다양한 환경 조건에서 절연층을 보호하는 구성 요소를 갖추어야 합니다. 이러한 구성 요소를 보호층이라고 합니다.
절연 재료는 우수한 전기 절연 특성을 가져야 하므로 불순물 함량이 최소화된 고순도가 요구됩니다. 그러나 이러한 재료는 종종 외부 요인(예: 설치 및 사용 중 발생하는 기계적 힘, 대기 조건, 화학 물질, 오일, 생물학적 위협 및 화재 위험에 대한 저항성)으로부터 동시에 보호 기능을 제공하지 못합니다. 이러한 요구 사항은 다양한 보호층 구조를 통해 해결됩니다.
외부 환경이 양호한 경우(예: 외부 기계적 힘이 없는 깨끗하고 건조한 실내 공간)에 사용하도록 특별히 설계된 케이블이나 절연층 재질 자체가 특정 기계적 강도와 내후성을 갖는 경우에는 보호층이 구성 요소로 필요하지 않을 수 있습니다.
4. 차폐
차폐층은 케이블 제품에서 케이블 내부의 전자기장을 외부 전자기장으로부터 차단하는 역할을 하는 부품입니다. 케이블 제품 내의 서로 다른 전선 쌍이나 그룹 간에도 상호 차단이 필요합니다. 차폐층은 "전자기 차단 스크린"이라고도 할 수 있습니다.
오랜 기간 동안 업계에서는 차폐층을 보호층 구조의 일부로 간주해 왔습니다. 그러나 차폐층은 독립적인 구성 요소로 봐야 한다는 의견이 제기되고 있습니다. 그 이유는 차폐층의 기능이 케이블 제품 내부에서 전송되는 정보를 전자기적으로 차단하여 누출을 방지하거나 외부 기기 또는 다른 회선에 간섭을 일으키는 것을 막는 것뿐만 아니라, 외부 전자기파가 전자기적 결합을 통해 케이블 제품 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할도 하기 때문입니다. 이러한 요구 사항은 기존의 보호층 기능과는 다릅니다. 또한 차폐층은 제품 외부에 설치될 뿐만 아니라 케이블 내 각 전선 쌍 또는 여러 전선 쌍 사이에도 배치될 수 있습니다. 지난 10년간 전선 및 케이블을 이용한 정보 전송 시스템의 급속한 발전과 대기 중 전자기파 간섭원의 증가로 인해 차폐 구조의 다양성이 크게 늘어났습니다. 차폐층이 케이블 제품의 핵심 구성 요소라는 인식이 널리 확산되었습니다.
5. 충전 구조
많은 전선 및 케이블 제품은 다심 구조로 되어 있으며, 대부분의 저전압 전력 케이블은 4심 또는 5심 케이블(3상 시스템에 적합)이고, 도시 전화 케이블은 800쌍에서 3600쌍에 이릅니다. 이러한 절연 심선 또는 전선 쌍을 케이블(또는 여러 번 묶음)로 결합하면 절연 심선 또는 전선 쌍 사이에 불규칙한 모양과 큰 간격이 발생합니다. 따라서 케이블 조립 시 충진 구조를 적용해야 합니다. 이 구조는 코일링 시 비교적 균일한 외경을 유지하여 감기 및 피복 압출을 용이하게 합니다. 또한 케이블의 안정성과 내부 구조의 무결성을 보장하고, 사용 중 발생하는 힘(제조 및 설치 중 발생하는 인장, 압축, 굽힘)을 고르게 분산시켜 케이블 내부 구조의 손상을 방지합니다.
따라서, 충진 구조물은 보조적인 역할을 하지만 필수적입니다. 이러한 구조물의 재료 선택 및 설계에 관한 세부 규정이 존재합니다.
6. 인장 부품
기존의 전선 및 케이블 제품은 일반적으로 외부 인장력이나 자체 무게로 인한 장력을 견디기 위해 보호층의 외피층에 의존합니다. 대표적인 구조로는 강철 테이프 외피층과 강철 와이어 외피층(예: 해저 케이블의 경우 8mm 두께의 강철 와이어를 꼬아서 외피층을 형성)이 있습니다. 그러나 광섬유 케이블에서는 미세한 인장력으로부터 광섬유를 보호하고 전송 성능에 영향을 줄 수 있는 미세한 변형을 방지하기 위해 1차 및 2차 코팅과 특수 인장 보강재가 케이블 구조에 통합됩니다. 예를 들어, 휴대폰 헤드셋 케이블에서는 합성 섬유 주위에 가는 구리선이나 얇은 구리 테이프를 감고 절연층을 형성하여 압출 성형하는데, 이때 합성 섬유 자체가 인장 보강재 역할을 합니다. 전반적으로 최근에는 여러 번 굽힘과 꼬임이 필요한 특수 소형 유연 제품 개발에 있어 인장 보강재가 중요한 역할을 하고 있습니다.
게시 시간: 2023년 12월 19일