전력케이블 구조

개요와 정의

전력케이블 구조는 도체 주위에 여러 층을 순서대로 씌운 다층 구조다.

각 층은 전계를 고르게 하고 절연을 지키는 역할을 나눠 맡는다.

이 개념은 시험에 반복 출제되므로 층별 기능을 확실히 구분해야 한다.

층 구성과 순서

케이블은 중심의 도체부터 바깥으로 여섯 층이 차례로 놓인다.

도체, 내부 반도전층, 절연체, 외부 반도전층, 차폐층, 보호층 순서다.

반도전층은 전계를 고르게 하고, 차폐층은 전계를 가두며 고장전류의 귀로가 된다.

전계 집중과 부분방전

도체나 절연체 표면이 거칠면 전기장이 한 곳에 몰린다.

그 자리에서 부분방전이 일어나 장기간 누적되면 절연체가 깨진다.

불균일 전계가 장기간 누적되면 낮은 전압에서도 절연이 파괴된다.

반경 방향 최대 전계는 식으로 근사하며 전압과 절연체 두께에 따라 달라진다.

차폐층과 접지 방식

차폐층의 접지 방식은 일단 접지와 다지점 접지로 나뉜다.

일단 접지는 순환전류가 없지만 차폐 전위가 오를 위험이 있다.

다지점 접지는 전위 상승을 막는 대신 차폐 순환전류가 생긴다.

순환전류를 막으려면 교차접속이나 차폐 차단 방식을 쓴다.

동심중성선과 수밀 구조

동심중성선 CV케이블은 차폐층을 동선으로 대체해 중성선 역할을 겸한다.

차수 구조는 CVCN에서 CNCV, CNCV-W 순서로 강화된다.

중성선층 차수와 도체 수밀 처리가 추가되면 수분 침투가 줄어든다.

수분은 수트리 열화의 원인이므로 수밀 구조가 수명 연장에 중요하다.

정리와 답안 포인트

내부는 도체와 절연체 사이, 외부는 절연체와 차폐층 사이에 있다.

차폐층은 전계를 차단하고 지락 시 고장전류 귀로가 된다는 점을 함께 쓴다.

차폐 접지는 일단 접지나 다지점 접지 방식을 함께 적는다.