전선 및 케이블 제품의 구조 구성 요소는 일반적으로 도체, 절연층, 차폐층 및 외피, 충진 요소 및 인장 요소 등 네 가지 주요 구조 부분으로 나눌 수 있습니다. 제품의 사용 요구 사항 및 적용 시나리오에 따라 가공 나선, 가선, 동-알루미늄 모선(버스바) 등과 같이 전선이라는 단일 구조 구성 요소만으로 이루어진 매우 단순한 구조를 가진 제품도 있습니다. 이러한 제품의 외부 전기 절연은 설치 및 배치 시 절연체와 이격 거리(즉, 공기 절연)를 사용하여 확보됩니다.
대부분의 전선 및 케이블 제품은 (제조상의 오차를 제외하면) 단면 형상이 정확히 동일하며 긴 막대 모양입니다. 이는 시스템이나 장비에서 회로 또는 코일을 구성하는 데 사용되기 때문입니다. 따라서 케이블 제품의 구조적 구성을 연구하고 분석할 때는 단면을 관찰하고 분석하는 것만으로 충분합니다.
다음은 케이블 구조 구성 및 케이블 재료에 대한 상세 분석입니다.
1. 케이블 구조 구성: 도체
전선은 제품이 전류나 전자기파 정보를 전송하는 기능을 수행하는 데 있어 가장 기본적이고 필수적인 주요 구성 요소입니다. 전선(wire)은 전도성 코어의 약자입니다.
케이블 도체에는 어떤 재료가 포함되어 있나요? 도체 재료는 일반적으로 구리나 알루미늄처럼 전기 전도성이 뛰어난 비철금속으로 만들어집니다. 지난 30여 년 동안 급속도로 발전해 온 광통신 네트워크에 사용되는 광케이블은 광섬유를 도체로 사용합니다.
2. 케이블 구조 구성: 절연층
절연층은 전선의 외곽을 덮는 구성 요소로, 전기 절연체 역할을 합니다. 즉, 전송되는 전류나 전자기파, 빛이 전선을 따라서만 이동하고 외부로 새어나가지 않도록 합니다. 도체에 발생하는 전위(주변 물체와의 전위차, 즉 전압)를 차단하는 역할을 합니다. 이는 전선의 정상적인 전송 기능과 외부 물체 및 사람의 안전을 모두 확보하는 데 필수적입니다. 전선과 절연층은 (나선 제외) 케이블 제품을 구성하는 데 반드시 필요한 두 가지 기본 구성 요소입니다.
케이블 절연 재료란 무엇인가: 오늘날 전선 및 케이블에서 케이블 절연 재료는 크게 플라스틱과 고무 두 가지 범주로 분류됩니다. 고분자 재료가 주를 이루며, 다양한 용도와 환경 요구 사항에 적합한 다양한 전선 및 케이블 제품을 만들어냅니다. 전선 및 케이블에 일반적으로 사용되는 절연 재료에는 폴리염화비닐(PVC)이 있습니다.가교 폴리에틸렌(XLPE)불소수지, 고무 화합물, 에틸렌 프로필렌 고무 화합물 및 실리콘 고무 절연 재료.
3. 케이블 구조 구성: 외피
전선 및 케이블 제품이 다양한 환경에 설치 및 작동될 때, 전체 제품, 특히 절연층을 보호하는 구성 요소가 필수적입니다. 이것이 바로 외피입니다. 절연 재료는 모든 종류의 전기 절연 특성이 우수해야 하므로, 재료의 순도가 매우 높고 불순물 함량이 극히 낮아야 합니다. 외부 환경으로부터의 보호 능력까지 고려하는 것은 불가능한 경우가 많습니다. 따라서 다양한 보호 구조는 외부의 다양한 기계적 힘(예: 설치, 사용 장소 및 사용 중)에 대한 저항력, 대기 환경 저항성, 화학 물질 또는 오일 저항성, 생물학적 손상 방지 및 화재 위험 감소를 담당해야 합니다. 케이블 외피의 주요 기능은 방수, 난연성, 내화성 및 부식 방지입니다. 깨끗하고 건조하며 외부 기계적 힘이 없는 실내 환경과 같이 외부 환경이 양호한 곳에 사용하도록 특별히 설계된 케이블 제품이나, 절연 재료 자체가 일정 수준의 기계적 강도와 내후성을 지닌 제품은 보호층이 필요하지 않을 수 있습니다.
케이블 외피 재질에는 어떤 종류가 있을까요? 주요 케이블 외피 재질로는 고무, 플라스틱, 코팅, 실리콘, 각종 섬유 제품 등이 있습니다. 고무와 플라스틱 보호층은 부드럽고 가벼워 이동통신 케이블에 널리 사용됩니다. 하지만 고무와 플라스틱 모두 일정 수준의 투수성을 가지고 있기 때문에, 내습성이 뛰어난 고분자 재질을 케이블 절연재로 사용할 경우에만 적용 가능합니다. 그렇다면 왜 시중에서는 플라스틱을 보호층으로 사용하는 것일까요? 플라스틱 외피와 비교했을 때, 고무 외피는 탄성과 유연성이 뛰어나고 노화에 대한 저항성도 우수하지만 제조 공정이 상대적으로 복잡합니다. 플라스틱 외피는 기계적 특성과 내수성이 우수하고 자원이 풍부하며 가격이 저렴하고 가공이 용이합니다. 따라서 시장에서 더 널리 사용되고 있습니다. 업계 종사자라면 금속 외피라는 또 다른 종류의 외피가 있다는 점을 알아두어야 합니다. 금속 외피는 기계적 보호 기능뿐만 아니라 아래에서 설명하는 차폐 기능도 제공합니다. 또한 내식성, 압축 및 인장 강도, 내수성 등의 특성을 지니고 있어 습기 및 기타 유해 물질이 케이블 절연 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 내습성이 떨어지는 유침지 절연 전력 케이블의 외피로 널리 사용됩니다.
4. 케이블 구조 구성: 차폐층
차폐층은 케이블 제품에서 전자기장 차단을 구현하는 핵심 구성 요소입니다. 차폐층은 내부 전자기 신호가 외부로 누출되어 외부 계측기, 계량기 또는 기타 회선에 간섭을 일으키는 것을 방지할 뿐만 아니라, 외부 전자기파가 케이블 시스템으로 유입되는 것을 차단합니다. 구조적으로 차폐층은 케이블 외부에 설치될 뿐만 아니라 다심 케이블의 경우 전선 쌍 또는 그룹 사이에도 존재하여 다층 "전자기 차단 스크린"을 형성합니다. 최근 고주파 통신 케이블 및 간섭 방지에 대한 요구 사항이 증가함에 따라 차폐 재료는 기존의 금속화지 및 반도체 종이 테이프에서 더욱 발전된 복합 재료로 진화해 왔습니다.알루미늄 호일 마일라 테이프구리 호일 마일라 테이프, 구리 테이프 등이 차폐 재료로 사용됩니다. 일반적인 차폐 구조로는 전도성 고분자 또는 반도체 테이프로 만든 내부 차폐층과 구리 테이프 세로 감기 및 구리 편조 메쉬와 같은 외부 차폐층이 있습니다. 이 중 편조층은 내식성 향상을 위해 주석 도금 구리를 주로 사용합니다. 가변 주파수 케이블의 경우 구리 테이프와 구리선 복합 차폐, 데이터 케이블의 경우 알루미늄 호일 세로 감기 및 유선형 설계, 의료용 케이블의 경우 높은 차폐 면적을 위해 은도금 구리 편조층이 사용됩니다. 5G 시대가 도래하면서 알루미늄-플라스틱 복합 테이프와 주석 도금 구리선 편조를 결합한 하이브리드 차폐 구조가 고주파 케이블의 주류 솔루션으로 자리 잡았습니다. 업계에서는 차폐층이 단순한 부속 구조에서 케이블의 핵심 구성 요소로 발전하고 있음을 보여줍니다. 차폐층 재료 선정 시에는 다양한 적용 시나리오의 전자기 호환성 요구 사항을 충족하기 위해 주파수 특성, 굽힘 성능, 비용 등을 종합적으로 고려해야 합니다.
5. 케이블 구조 구성: 충진 구조
많은 전선 및 케이블 제품은 다심선으로 구성됩니다. 예를 들어, 대부분의 저전압 전력 케이블은 4심선 또는 5심선(3상 시스템에 적합)이며, 도시 전화 케이블은 800쌍, 1200쌍, 2400쌍에서 3600쌍까지 다양합니다. 이러한 절연 전선 심선 또는 쌍을 케이블로 묶거나 여러 번 묶어서 케이블로 만들면 두 가지 문제가 발생합니다. 하나는 케이블의 모양이 둥글지 않다는 것이고, 다른 하나는 절연 전선 심선 사이에 큰 간격이 생긴다는 것입니다. 따라서 케이블링 과정에서 충진 구조를 추가해야 합니다. 충진 구조는 케이블의 외경을 비교적 둥글게 만들어 피복의 감싸기 및 압출을 용이하게 하고, 케이블 구조를 안정시키고 내부를 강화하는 역할을 합니다. 사용 중(제조 및 설치 과정에서 발생하는 늘림, 압축, 굽힘 등) 힘이 고르게 분산되어 케이블 내부 구조가 손상되지 않도록 합니다. 따라서, 충전 구조는 보조 구조이기는 하지만 필수적인 구조이며, 재료 선택 및 형상 설계에 대한 세부적인 규정이 존재합니다.
케이블 충진재: 일반적으로 케이블 충진재로는 폴리프로필렌 테이프, 부직포 PP 로프, 삼베 로프 또는 재활용 고무로 만든 비교적 저렴한 재료 등이 있습니다. 케이블 충진재로 사용되려면 절연 케이블 심선에 악영향을 미치지 않고, 자체적으로 흡습성이 없으며, 수축이나 부식이 발생하지 않는 특성을 가져야 합니다.
6. 케이블 구조 구성: 인장 요소
기존의 전선 및 케이블 제품은 외부 인장력이나 자체 무게로 인한 인장력을 견디기 위해 외피의 장갑층에 의존합니다. 대표적인 구조로는 강선 장갑판과 강선 장갑판이 있습니다(예를 들어 해저 케이블의 경우 직경 8mm의 두꺼운 강선을 꼬아서 장갑층을 형성합니다). 그러나 광섬유를 미세한 인장력으로부터 보호하고 전송 성능에 영향을 줄 수 있는 미세한 변형을 방지하기 위해 광섬유 케이블 구조에는 1차 및 2차 클래딩과 전용 인장력 보강재가 포함됩니다. 또한, 휴대폰 헤드폰 케이블이 합성 섬유 필라멘트 주위에 가는 구리선이나 얇은 구리 테이프를 감고 외부에 절연층을 압출하는 구조를 채택하는 경우, 이 합성 섬유 필라멘트 자체가 인장 보강재가 됩니다. 결론적으로, 최근 개발된 여러 번의 굽힘과 비틀림이 요구되는 특수하고 소형이며 유연한 제품에서 인장 보강재는 매우 중요한 역할을 합니다.
케이블 인장 부품에 포함되는 재료는 무엇입니까? 강철 스트립, 강철 와이어 및 스테인리스강 호일입니다.
게시 시간: 2025년 4월 25일