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기술자료2 – 전선 피복 및 차폐기술
전선의 피복 재료
절연(Insulation)
– 전기 또는 열을 통하지 않게 하는 것으로 이 때 사용하는 부도체를 절연체 또는 절연물이라고 합니다.
– 전원과 부하가 있고, 그 사이를 전선으로 연결했을 경우, 전원 → 전선 → 부하로만 전류를 흐르게 해야 하기 때문에 도체와 도체 사이는 전기가 통하지 않는 재료, 즉 절연재료로 채워져 있어야 합니다.
– 절연이 나빠서 누설전류가 있으면, 부하에 효율적으로 전기를 보낼 수 없으며, 누설전류로 인하여 화재 등 각종 사고가 발생할 수 있습니다.
– 사용재료 : 실리콘고무, 테프론, PVC(염화비닐수지), PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PA(Nylon), PET 등
시스(Sheath) 또는 자켓(Jacket)
– 케이블을 제조, 시공, 사용 중에 외부 환경으로 부터 케이블심(Cable Core)를 보호하기 위하여 외부에 피복 하는 것을 말합니다.
– 사용재료 : PVC, PE, 테프론, 실리콘고무, PUT(폴리우레탄) 등
전선의 피복 재료
절연 및 시스 재료
| 실리콘고무 (Silicone rubber, SR) |
상온에서도 약간의 유동성을 띠는 탄성 고체로 내열성, 내한성이 좋습니다. 전기절연성이 우수하여, 내열성이 요구되는 제품이나 히터선 등 특수한 용도에 많이 사용됩니다. 내열온도 : 200℃ |
|---|---|
| 테프론 (Teflon, 불소수지) |
불소를 함유한 수지로 열적, 화학적 성질이 우수하여, 내열용 전선에 많이 사용됩니다. 특성에 따라 여러 종류의 불소수지(FEP, PFA, ETFE 등)가 있으며, 재료 종류별로 내열온도 및 물리적특성 등이 다르므로 용도에 맞는 재료를 선택해야 합니다. 내열온도 : FEP(200℃), PFA(250℃) ETFE(150℃), PVDF(105℃), PTFE(250℃) |
| PVC (Polyvinyl-Chloride) |
일반 절연전선, 자동차전선용으로 가장 많이 사용되는 재료이며, 용도에 따라 각종의 첨가제를 혼합, 필요한 물성을 보강하여 사용합니다. 내열온도는 통산 60/75/90/105℃의 4종이 있으며, 히팅케이블용으로는 내열온도가 105℃인 PVC를 사용합니다. 가교(Closs0linking, XL)에 의하여 내열성 및 물리적특성을 개선시킬 수 있습니다. |
| PE (Polyethylene) |
무독성, 내수성, 내약품성 및 절연저항이 우수합니다. 통신, 전력, 기기용 전선의 절연 및 피복 재료로 널리 사용됩니다. 밀도에 따른 3종류 : LDPE(저밀도), MDPE(중밀도), HDPE(고밀도) 내열온도 : PE 75℃, XLPE 105/125/150℃ 가교(Closs0linking, XL)에 의하여 내열성 및 물리적특성을 개선시킬 수 있습니다. |
| 폴리우레탄 (Polyurethane, PUT) |
인장강도, 인열강도, 신율, 내마모성 등의 기계적 강도가 우수하고, 가공성이 좋습니다. 탁월한 내마모성(고무대비 2~5배), 고 탄성 및 유연성으로 이동체용에 많이 사용됩니다. 내열온도 : 80℃ |
| PET (폴리에스터) |
난방필름의 Base Film 및 라미넥스(카본이 인쇄되는 Film) 용으로 많이 사용되며, 내화학성, 저 흡습성, 저 열팽창, 우수한 내마모성 등을 가진 강하고 딱딱한 재료입니다. |
수지(resin)의 분류
| 열가소성 수지 (Thermoplastic resin) |
열을 가하여 성형한 뒤에도 다시 열을 가하면 형태를 변형시킬 수 있는 수지로 압출성형·사출성형에 의해 능률적으로 가공할 수 있습니다. * PE, PVC, PP, PA, PET, TPU, 테프론 등 |
|---|---|
| 테프론 (Teflon, 불소수지) |
가열하면 경화반응을 일으켜, 녹지 않는 성질을 이용하여 성형을 하는 수지로 열가소성수지, 탄성중합체를 가교처리하면, 열경화성수지가 됩니다. * 실리콘고무, XLPE, XL-PVC, XL-Pipe |
| PVC (Polyvinyl-Chloride) |
외력을 가해서 잡아당기면 몇 배나 늘어나고, 외력을 제거하면 원래의 길이로 돌아가는 성질의 수지입니다. * 천연고무(natural rubber) * 합성고무(인조고무, synthetic rubber) – 실리콘고무(silicone rubber), 불소고무, 네오프렌(neoprene), 니트릴고무(nitrile rubber), SBR(styrene-butadiene rubber) 등 |
차폐(Shield)
차폐(실드, Shield)
외부로부터의 전기장, 자기장, 빛, 열 등의 영향을 차단하거나
반대로 외부로의 누설을 차단하는 것을 일컫습니다.
차폐 방법
| 편조 차폐(braided shield) | 횡권 차폐(spiral/served shield) | 테이프 차폐(tape shield) |
|---|---|---|
| 심선 위에 동선을 크로스시켜 차폐 구조를 만드는 방법이며, 적당한 유연성과 기계적 강도를 가지고 있어 차폐방법 중 가장 많이 사용됩니다. |
심선 위에 동선을 동일 방향으로 감아서 차폐 구조를 만드는 방법이며, 편조 차폐 보다 유연성이 좋으나, 편조보다 구조안전성이 떨어집니다. |
심선 위에 알루미늄·동 등의 금속 테이프를 감아 차폐 구조를 만드는 방법으로, 단말 가공의 용이성이 뛰어나지만 유연성이 부족하고, 굴곡에 약한 결점이 있습니다. |
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차폐 종류별 특징
| 구분 | 구조도(예) | 특징 |
|---|---|---|
| 동편조 |  |
– 케이블코어를 동선으로 망상으로 둘러싸서 차폐한 구조 – 적절한 유연성(차폐율이 크면 단단하게 된다)과 구부림에 강하고 기계적강도가 요구되는 곳에 주로 사용 – 일반적으로 Cost가 높고 단말가공시 손이 많이 가는 단점 – 주파수가 높아질수록 차폐효과는 떨어지므로, 저주파수에서 가장 효과적인 방법 |
| 동테이프 |  |
– 케이블코어에 연동테이프를 감아 차폐한 구조 – 차폐층의 접속은 Al보다 용이하므로 케이블의 가요성이 필요한 굴곡점이 많은 장소의 배선에 적합 |
| Al-Mylar Tape |  |
– 케이블코어에 AL-Mylar 테이프를 감고, 접지용으로 드레인선을 넣은 간단한 구조 – 케이블의 경량화에 적합하며 차폐 효과도 좋으나 케이블 전체의 유연성이나 반복굴곡성은 떨어지는 단점 – 저가이며 제조도 쉬우나, 저주파수 에서는 차폐효과가 떨어짐 *Al Mylar Tape(Aluminum foil 접착 polyester tape) |
| Al-Mylar Tape + 동편조 |
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– 케이블코어에 Al-Mylar테이프를 감고, 그 위에 동편조를 한 2중 차폐 구조 – 유연성은 떨어지나, 차폐효과는 세 구조 중에서 가장 좋음 – 테이프는 고주파특성이 좋고, 편조는 저주파특성이 좋으므로 가장 광대역에 사용이 가능함 |