초고압 케이블 절연체 조건과 종류

초고압 케이블의 절연층은 케이블 특성을 좌우하는 핵심 부분이다. 절연층은 사용전압과 케이블의 열에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

▲ 좌측부터 ①전력구, ②XLPE 및 OF케이블, ③케이블 입상부 (참조 : LS전선 카탈로그)

1. 초고압 케이블 절연체 종류는?
케이블 절연체의 종류는 크게 XLPE(가교폴리에틸렌)와 OF(절연유)가 있다. 요즘 산업현장에서는 XLPE Cable이 주로 사용된다. XLPE는 저밀도 폴리에틸렌에(Low Density Polyethylene)에 가교제를 첨가한 후 가교 공정을 거쳐 폴리에틸렌(PE)의 분자 간의 입체 망상 분자로 만든 고분자 재료다. 기존 PE의 우수한 전기적 특성을 유지하였고, 가교제를 통해 열적으로 우수한 특성도 확보하고 있다.

2. OF케이블 보다 XLPE케이블을 더 많이 사용하는 이유는?
OF케이블은 절연유를 이용하여 케이블의 절연을 확보하지만 화재가 발생했을 때 그 피해가 크다. 방식층 손상이나 기타 품질 이슈로 인해 누유가 발생했을 경우에도 난감해진다. 전력구에서 누유가 발생했다면 청소도 해야 하고 화재가 발생했을 시, 상부 트레이로 오는 기타 전력케이블이나 통신케이블까지 영향을 받을 수 있다. 그렇기 때문에 누유로 인한 화재 및 2차 피해의 위험이 없는 XLPE 케이블이 대세가 됐다.

3. XLPE는 문제가 없는가?
XLPE가 절연파괴를 일으키는 경우는 주로 접속 시에 발생한다. 절연체 내에 이물이 낀다거나 하면 절연이 파괴된다. 공장에서 케이블을 출하하기 전 여러 항목을 시험하여 이상 여부를 체크한다. 케이블 품질 이슈는 거의 없는 편이다. 다만, 케이블 접속 공정에서 품질 이슈가 발생하여 부분방전이 일어나기도 하니 접속 공정에 특히 주의해야 한다. 절연체 내에는 이물, 돌기, 보이드 등이 없어야 한다.

▲XLPE 케이블 종류 (참조 : LS전선 카탈로그)

4. 도체와 절연체 사이의 반도전층은 어떤 역할을 하는가?
도체와 절연체 사이에는 반도전층이 있다. 반도전층은 도체와 절연체 사이에 전이상(Transition Phase)을 제공한다. 이는 자동 산화반응을 억제함으로써 고분자 절연체의 급속한 열화를 억제하는 효과가 있다.

5. 절연 재료의 조건은 무엇일까?
절연 재료의 조건은 아래와 같아야 한다.
1) 파괴전압이 높아야 한다.
2) 장기간 성능이 우수해야 한다.
3) 유전체 손실이 적어야 한다.
4) 절연저항이 높아야 한다.
5) 굴곡성, 내 마찰성이 우수해야 한다.