목차(동심중선선 케이블)
동심중성선 케이블
❗XLPE 케이블
XLPE(=Cross-linked polyethylen, 가교폴리에틸렌)
1)XLPE 케이블의 주요 특징
- 우수한 내열성: 일반 폴리에틸렌에 비해 열에 강하여 높은 온도에서도 안정적인 성능을 유지합니다. 연속 최고 허용 온도가 90℃에 달해 송전 용량을 극대화할 수 있습니다.
- 뛰어난 전기적 특성: 높은 절연 내력과 체적 저항률을 가지며, 유전율이 낮아 유전체 손실이 적습니다.
- 내노화성: 열과 산화에 강하여 장기간 사용에도 성능 저하가 적습니다.
- 내환경성: 습기, 오존, 화학 물질 등에 강하여 다양한 환경에서 사용 가능합니다.
- 경량화: 동 케이블에 비해 무게가 가벼워 취급 및 설치가 용이합니다.
- 무할로겐: 할로겐 성분이 없어 화재 발생 시 유해 가스 발생량이 적습니다.
2)XLPE 케이블의 장점
- 높은 신뢰성: 우수한 전기적 특성과 내열성으로 안정적인 전력 공급이 가능합니다.
- 긴 수명: 내노화성이 뛰어나 장기간 사용이 가능하여 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다.
- 다양한 용도: 건축, 산업, 전력 시스템 등 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다.
- 환경 친화적: 무할로겐 제품으로 환경 오염을 최소화합니다.
3)XLPE 케이블의 단점
- 고온에서의 변형: 매우 높은 온도에서는 변형될 수 있습니다.
- 가격: 일반 PVC 케이블에 비해 가격이 비교적 높습니다.
1️⃣XLPE 케이블의 구조
전기가흐르는 도체의 주위에 XLPE로 절연한 케이블로 154kV,345kV급에도 지중 케이블로 적용
1)도체
- KSC3101에 적합한 연동 소선들을 원형으로 압축성형한다
- 수밀형에서 소선틈 사이에는 적당한 수밀 컴파운드를 충전한다.
KSC3101 | e나라 표준인증 (standard.go.kr)
2)내부 반도전층
- 반도전층 컴파운드를 도체와 동심원상으로 압출성형하며, 대(大)도전체의 경우 표면을 평활하게 하기 위하여 도체와 반도전 압출층 사이에 반도전성 테이프 등의 분리재를 사용할 수도 있다.
- 도체면의 전하분포를 고르게 하여 절연체의 절연내력을 향상시킨다
3)절연체
- 가교폴리에틸렌(XLPE)을 내 외부 반도전층과 3중 동시 압축성형하고 건식가교 한다. XLPE(CrossLinkedPolyethlene)은 내열, 내오존, 내코로나 등의 특성이 우수하다
- 수트리억체형은 가교폴리에필렌에 특수한 첨가제를 첨가하여 수트리 현상을 억제할수도 있도록 특성을 개선한 것이다
- 수트리를 억제할수 있는 방법에는 절연체 내에서는 Void가 함유하는 물을 흡수하는 친수기성기를 가지는 첨가제를 절연재료에 첨가하는 방법, 수트리발생을 억제하기위한 첨가제로 유기금속화합물를 첨가하는 방법 등 여러가지가 있으나 주로 유기금속화합물를 첨가하는 방법이 사용되고 있다.
4)외부 반도전층
- 반도전성 컴파운드를 압출성형하며 절연체와는 분리 가능하다
- 전기력선의 분포를 개선하여 절연체의 절연내력을 향상시킨다.
5)중성선 차수층
물이 침투하면 흡수하여 자기부풀음 특성을 가지는 테이프를 사용하여 (발포성 차수테이프라 한다) 외부 반도전층과 중성선 사이는 전기적으로 연결시키기 위하여 반도전성 부풀음 테이프를 감아 주로, 중성선과 시스 사이는 비도전성 부풀음 테이프를 감아준다.
6)중성선
KSC 3101에 적합한 연동선들을 도체 단면적의 1/3만큼 동심원형으로 꼬아 붙인다.
7)시스
- 일반 케이블에서 PVC컴파운드를 압출성형한다
- 난연성 케이블인 FR-CNCV에서는 무독성 난연수지를 압출성형한다
2️⃣동심중성선 CV케이블의 종류
1)CVCN
- 한국전력공사 표준 규격에서 정한 중성선층의 수밀처리가 되지 않은 동심중성선CV케이블을 말한다.
- 시설기준의 강화에 따라 근래에는 사용되지 않음
- CVCN :
- 동심중성선 가교 폴리에틸렌절연 비닐시스 케이블
- XLPE Insulated, Concentrix Netutral Conductor And PVC Sheathed power Cable
2)CNCV
- 한국전력공사 표준 규격에서 정한 중성선층의 수밀처리가 된 동심중성선 CV케이블을 말한다.
- 중성선층 안쪽과 바깥쪽에 발포성 차수테이프(부풀음 테이프)를 사용
- CNCV는 현재에도 사용되고 있으나 CNCV-W로 대체되고 있다
- CNCV :
- 동심중성선 가교 폴리에틸렌절연 차수형 비닐시스 케이블
- XLPE Insulated, Concentrix Netutral Conductor With Water Blockung Tapes And PVC Sheathed power Cable
3)CNCV-W
- 중성선층의 수밀처리 외에 도체부분까지 수밀처리한 케이블
- 도체를 구성하는 원형소선을 압축연선하고, 수밀 컴파운드를 소선 사이에 충전하여 도체에 수분침투를 방지하는 구조
- CNCV-W :
동심중성선 가교 폴리에틸렌절연 수밀형 비닐시스 케이블
4)FR-CNCO
- CNCV에서 비닐시즈(재질:PVC)를 무독성 난연시즈로 대체.
- 무독성 난연수지로서 할로겐 프리 폴리올레핀이 사용
- 근래에 케이블트레이 배선 시 난연기준 강화에 따라 많이 사용
- FR-CNCO :
동심중성선 가교 폴리에틸렌 절연 폴리올레핀시스 난연 케이블
5)TR-CNCO
- CNCV에서 절연체로 사용되는 가교폴리에틸렌을 수트리 억제형 가교 폴리에틸렌으로 대체
- 가교폴리에틸렌에 특수한 첨가제를 첨가하여 수트리(Water Tree)현상을 억제할 수 있도록 특성을 개선한 것
- TR-CNCO :
동심중성선 수트리 억제형 가교 폴리에틸렌절연 비닐시스 난연케이블
6)FR-CNCO-W
- CNCV-W의 시즈를 PVC 대신 할로겐 프리 폴리올레핀을 사용한 것이다. 근래에 많이 사용되고있다
- FR-CNCO-W
동심중성선 가교 폴리에틸렌절연 수밀형 폴리올레핀시스 난연 케이블
7)TR-CNCV-W
- CNCV-W에서 절연체로 사용되는 가교폴리에틸렌을 수트리 억제형 가교폴리에틸렌으로 대체한것이다. .
- TR-CNCV-W :
동심중성선 수트리 억제형 가교 폴리에틸렌절연 수밀형 비닐시스케이블
3️⃣동심중성선 굵기 산정방법(배선규정 참조)
1)지락전류 계산
\[I_g=\frac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}[A]\]
2)접지선 굵기 계산
나동선 접지선 굵기 계산
\[A=\sqrt{\frac{8.5\times 10^{-6}\times t}{\log (1+\frac{\theta}{274})}}\times I_s[mm^2]\]
t : 고장지속시간(0.5~3초)
θ : 최대 허용온도 상승(주위온도 30[℃]기준)
GV전선 : 160[℃], XLPE : 250[℃], 나전선 : 850[℃]
Is : 고장전류[A]
4️⃣전력케이블의 차폐층 접지
1)차폐층의 유기전압
- 정전유도전력케이블과 통신선과의 상호 커패시턴스에 의해 정전적 결합에 의한 정전유도현상 발생
- 전자유도전력케이블과 통신선과의 인덕턴스에 의한 전자적 결합에 의한 전자유도현상이 발생되어 전력손실, 인체감전이 발생하므로 이를 제거하기 위하여 케이블 종단부에 차폐층 접지
2)차폐층 설치원리 및 접지방식
- 설치원리전력케이블과 피유도체 사이에 다른 접지도체가 있으면, 전계 혹은 자계를 약하게 하는 작용을 하는데 이 접지도체를 차폐체라고 하며, 그 효과를 차폐계수 k로 나타낸다
\[k=\frac{V’}{V}\]
V’ : 차폐도체가 있을 때의 유기전압,
V : 차폐도체가 없을 때의 유기전압
- 차폐층 접지방식
3)효과
- 상시 유도전압의 제한 : 전력케이블 상시 운전 시 회로의 불평형으로 통신선의 길이 방향으로 생기는 상시유도 전압의 감소
- 상시 유도 잡음전파의 제한 : 통신회로 선간에 나타나는 상시 유도 잡음점압을 제한하여 통화 품질의 향상, 제어관계 기기의 오동작방지
- 이상시 유도전압의 제한 : 단락, 지락사고 시 어떤 정상 상태에서 다른 이상 상태로 변해가는 과정에서 통신선의 길이 방향으로 생기는 이상시 유도전압 감소
목차(동심중선선 케이블)
동심중성선 케이블
💯기출문제(케이블)
○A01.케이블의 해부도를 작도하고 설명하시오
○A02.전력케이블의 내 외부반도전층의 역활과 특성을 설명하시오
○A03.XLPE케이블의 특성에 대하여 설명하시오
○A04.건축전기설비 지중전선로 종류
지중전선로의 종류와 특징
1. PVC 케이블
- 특징: 내수성, 내유성이 우수하며 가격이 저렴합니다. 간단한 설치가 가능하지만, 내열성이 낮고 내화학성이 약하다는 단점이 있습니다.
- 용도: 저압 배선, 건물 내부 배선 등에 주로 사용됩니다.
2. XLPE 케이블
- 특징: 내열성, 내화학성, 내환경성이 우수하며, 장기간 사용에도 성능 저하가 적습니다. 가격은 PVC 케이블보다 비싸지만, 신뢰성이 높아 중요한 회로에 많이 사용됩니다.
- 용도: 고압 및 특고압 배선, 지중 매설 등에 주로 사용됩니다.
3. OF 케이블 (Oil Filled Cable)
- 특징: 절연유를 채워 절연 성능이 우수하고 대용량 전류를 안정적으로 전달할 수 있습니다. 고압 및 특고압 대용량 배선에 적합하지만, 초기 설치 비용이 높고 유지보수가 필요합니다.
- 용도: 대형 건물, 산업 시설 등의 고압 배전에 주로 사용됩니다.
4. 가교폴리에틸렌(XLPE) 가교폴리부틸렌(PEX) 케이블
- 특징: XLPE 케이블의 장점과 PEX의 유연성을 결합한 케이블로, 내열성, 내화학성이 우수하고 굴곡성이 좋습니다.
- 용도: 다양한 환경에서 사용 가능하며, 특히 유연성이 요구되는 곳에 적합합니다.
5. MVHR 케이블 (Mineral-Filled High Voltage Rubber Cable)
- 특징: 무기물 충진 고압 고무 케이블로, 내열성, 내화성이 매우 우수하며, 화재 시 연기 발생이 적습니다.
- 용도: 특수 환경 (고온, 화재 위험이 높은 곳)에서 사용됩니다.
지중전선로 선택 시 고려 사항
- 전압: 사용 전압에 따라 적합한 케이블 종류를 선택해야 합니다.
- 온도: 주변 온도 및 운전 온도를 고려하여 내열성이 충분한 케이블을 선택해야 합니다.
- 환경: 습도, 화학 물질 노출 등 주변 환경에 따라 내환경성이 우수한 케이블을 선택해야 합니다.
- 설치 조건: 매설 깊이, 굴곡 반경 등 설치 조건에 맞는 케이블을 선택해야 합니다.
- 경제성: 초기 설치 비용뿐만 아니라 유지보수 비용까지 고려하여 경제적인 측면을 고려해야 합니다.
💯기출문제(케이블 차폐층 접지)
○A05 고압케이블의 차폐층 역할에 대하여 설명하시오
1. 전기장 균일화 및 절연 파괴 방지
- 전기장 균일화: 고압 케이블 내부에는 강한 전기장이 형성되는데, 차폐층은 이 전기장을 균일하게 분포시켜 절연체에 가해지는 전압을 균일하게 합니다. 이를 통해 특정 부위에 과도한 전압이 집중되어 발생할 수 있는 절연 파괴를 방지합니다.
- 부분방전 억제: 전기장이 불균일하면 절연체 내부에 공극이나 불순물이 존재할 경우 부분 방전이 발생할 수 있습니다. 차폐층은 이러한 부분 방전을 억제하여 케이블의 수명을 연장시킵니다.
2. 외부 전자기 간섭 차단
- 외부 노이즈 차단: 외부에서 발생하는 전자기파나 노이즈는 케이블 내부의 신호를 왜곡시킬 수 있습니다. 차폐층은 이러한 외부 노이즈를 차단하여 신호의 품질을 유지합니다.
- 내부 신호 누설 방지: 케이블 내부에서 발생하는 전자기파가 외부로 누설되는 것을 방지하여 다른 회로에 영향을 미치는 것을 막습니다.
3. 접지 및 안전 확보
- 접지: 차폐층은 일반적으로 접지되어 있어 케이블과 대지 사이의 전위차를 줄여주고, 이상 전류가 발생할 경우 안전하게 접지시켜 줍니다.
- 안전성 향상: 차폐층은 케이블의 외피를 보호하고, 만약 케이블이 손상되더라도 감전의 위험을 줄여줍니다.
4. 기타 기능
- 정전 유도 방지: 케이블 주변에 다른 도체가 있을 경우 정전 유도 현상이 발생할 수 있는데, 차폐층은 이를 방지합니다.
- 통신선으로의 유도 방지: 통신선과 고압 케이블이 근접해 있을 경우, 고압 케이블에서 발생하는 전자기파가 통신선에 유도되어 통신 장애를 일으킬 수 있습니다. 차폐층은 이러한 유도를 방지합니다.
●A06 전력케이블에서 차폐층의 설치효과 및 차폐층 접지방법에 대하여 설명하시오
●A07 전력케이블에서 시스 유기전압의 발생원이 및 저감대책
○A08 케이블 차폐층 미접지 시 위험
○A09 전력선과 통신선 사이에 차폐선을 설치한 경우 통신선에 유도되는 전자유도전압을 구하시오
목차(동심중선선 케이블)
동심중성선 케이블
🌐V1010M24
답글 남기기