고압케이블의 단말처리 / 고압케이블의 구조

고압케이블의 단말처리 / 고압케이블의 구조

 

 

 

1. 고압케이블 단말처리의 개요

최근의 고압 CV 케이블의 단말처리는 재료의 성력화 및 작업의 간이화 아울러 작업시간의 단축화를 위해 프레하브형이 많이 채용되고 있다. 그러나 어느 정도의 시공기술이 있으면 간단히 작업할 수 있고 재료의 입수가 용이하고 또한 가격이 저렴한 테이프처리형 단말을 사용하는 기회가 많다.

고압케이블의 단말처리재는 앤드복스(철 주물함에 애자를 붙인 것)방식, 테이프감기 방식, 프라스틱헤드 또는 프레하브형 단말(고무몰드 삽입단말이라고도 한다) 등이 있다.

 

 

2. 케이블의 구조

CV 케이블의 구조는 3KV용과 6 KV용은 동테이프를 감는 방법이 약간 다르나 반도전층은 거의 같은 구조이고 주 구성재료의 기능은 아래에 설명한다.

1) 도전체 위의 반도전층

도체는 보통 연동선을 꼬는 구조이나 고압케이블에서는 도체 위에 반 도전성의 테이프를 감는다 그 목적은 절연체의 전계를 완화하고, 절연체와 도체사이의 공기층을 제거하고, 또한 도체의 틈새에 절연체의 침입을 방지하기 위함이다.

1-1) 절연체에 걸리는 전계를 완화한다.

케이블에 걸리는 전압은 이 도체 위에 반도전층과 절연체 위의 반도전층과의 사이에 걸리게 되므로 도체를 꼬을 때 고르게 꼬아 전계가 절연체에 대하여 균일하게 걸리도록 한다.

 

1-2) 절연체와 도체사이의 공기층 발생을 방지한다

절연체와 금속은 접착성이 없어서 틈새가 생기기 쉽다. 만약 틈새가 있으면 여기에서 부분방전이 일어나 절연체가 침식작용을 받아서 성능의 저하를 초래하기 때문에 절연체와 접착성이 좋은 반도전성 테이프를 사용하여 틈새에 직접 전압이 걸리지 않도록 한다.

1-3) 절연체의 침입을 방지한다

절연체인 가교 폴리에틸렌을 도체 위에 피복할 때에는 고압력이 걸리고 도체의 틈새에 절연체가 침입하여 단말처리를 할 때 절연체를 벋기기가 어렵게 되고 또 도체 접속때에 땜납이 충분히 도체내부에 들어가지 않게 되는 것을 방지하기 위한 것이다.

 

2) 절연체 위의 반도전층

케이블에서는 차폐 때문에 동테이프를 절연체 위에 감아서 충전전류를 흡수해 줄 필요가 있으나 동 테이프를 절연체위에 직접 감지 않고 그 사이에 반도전성 테이프를 감아서 절연체위의 틈새를 극력 없애고 또 절연체에 균등한 전계가 걸리도록 한다.

 

3) 시이즈

시이즈는 포설 때 등에 케이블 내부에 손상을 주기 않기 위함과 케이블 내부에 물이 침입하지 못하도록 하기위한 목적이다. 이 때문에 충분한 기계적 강도가 있는 재료를 적당한 두께로 씌워 놓았다. 따라서 케이블을 구부릴 때는 허용굴곡 이내로 하고 시이즈 및 절연체 등에 상처를 내지 말아야 하며, 방수처리를 완전하게 하여야 한다.

 

3. 6KV CV 케이블의 단말구조와 작업의 요점

1) 테이프처리형 단말처리

다음 중 어느하나가 불충분해도 사고에 직결될 우려가 있으며, 특히 유의할 필요가 있다.

① 케이블 도체와 리이드선의 접속

② 스트레스콘을 만듦으로서 케이블차폐 절단부(말단부)의 전계집중을 완화한다.

③ 방수처리를 하여 케이블의 열화를 막는다.

④ 차폐층을 접지한다.

1-1) 스트레스 코온(Stress Relief Cone)

전기적 스트레스를 완화하는 것을 목적으로 한 것이며, 이것은 단말처리부의 심장이라 할 수 있는 부분이다.

케이블 단에서 차폐층을 끊어낸 상태에서는 그림b 와 같이 차폐의 끝부분에 전계가 집중해서 케이블이 연속한 부분에 비해서 특히 전기성능이 저하한다. 스트레스 코온은 전계가 집중하는 부분의 절연을 두텁게 보강함으로써 성능의 저하를 보상 시켜준다.

테이프처리형 단말의 스트레스코온은 절연테이프를 감아서 만드나 그때 표면을 극력 매끄럽게 하고, 또 스트레스콘의 立上의 슬로우프를 미끈하게 하는 것이 전계완화를 위해 필요하며 이것이 불충분하면 전계를 완화하고자 하는 목적의 스트레스콘에 무리한 전계가 걸리게 된다.

 

어느 것이나 모양이 바르지 못한 것에 원인이 있으나 이들은 단말부의 성능을 직접 좌우하게 되니 충분히 유의하여야 한다. 스트레스콘을 깨끗하게 완성하는 요령은 절연테이프를 충분히 당기면서 감는 것이다. 또한 차폐용 납테이프의 끝은 밖으로 접어서 날카로운 끝이 남지 않도록 해야한다. 케이블 절연체의 표면은 케이블의 반도전층이 남지 않도록 벤젠 등을 뭍힌 걸레로 닦고 또 케이블의 반 도전성 테이프의 끝을 절연테이프로 감지 않도록 유의하여야 한다. 땀 등에 의한 더러움이 묻지 않도록 청소한 후에는 직접 손을 대지 않도록 한다.

 

1-2) 도체의 접속처리

케이블 도체에의 단자부착은 납땜에 의한 경우가 많으나 이것은 그림과 같이 전처리를 한 후 땜납을 충분히 주입한다. 세로판 테이프는 유리테이프(땜납이 흘러내리지 않도록 하는 동시에 절연체가 열로 타는 것을 막는다)가 절연체에 들어가는 것을 방지하는 것으로서 유리테이프보다 감는 길이를 길게 하여야 한다.

또한 땜납은 단자속에 충분히 스며드는 것이 통전시의 과열을 막는데 필요하나 충분히 주입되고 있는 지의 여부는 주입구멍이 냉각 후에도 땜납이 솟아나 있는지의 여부로 판단할 수 있다. 절연체는 유리테이프로 보호되어 있으나 열을 지나치게 가하지 않도록 하여야 한다. 단말재료의 셋트에 단자가 2종류 들어있는 경우에는 케이블에는 반드시 긴 것을 사용한다(짧은 것은 리이드선용이다)

 

1-3) 방수처리

- 테이핑 전에 3방향 분기관, 및 케이블 시이스 표면은 샌드페이퍼로 닦을 것.

- 테이프의 사용법을 지킬 것.

- 테이프의 감는 길이를 규정치수까지 감을 것.

- 3방향 분기관의 3본의 각도를 너무 넓히지 말 것. 넓힌 상태에서 사용하면 고무에 금이가서 물이 침입하는 원인이 되고, 또한 케이블 자체에도 무리가 가해져 열화의 원인이 되기도 한다.

- 접지선의 인출부분은 특히 물이 들어가기 쉬우므로 접지선에는 미리 절연테이프를 감는다.

 

1-4) 접 지

케이블은 양 단말 혹은 한 쪽 끝에서 접지를 하여야 한다. 만약 케이블의 차폐층이 대지로부터 뜬 상태가 되면 즉시 사고와 연결되어서 감전사고를 야기하므로 장기간 안전하게 사용할 수 있도록 충분히 유의하여야 한다. 접지는 원칙적으로 3심 케이블의 경우는 양단 또 단심 케이블의 경우는 한쪽 끝에 하나 배선이 길 경우에는 별도의 검토가 되어야 한다.

 

4. 프레하브형의 단말처리

1) 단말의 종류와 적용범위

[표] 프레하브형 단말의 종류

 

2) 프레하브형 단말의 특징

프레하브형 단말은 모두 구 주요부분을 미리 공장에서 품질관리하에 만든 것을 현장에서 간단하게 조립만 하면 되게 되어 있기 때문에 종전의 테이프감기 단말에 비교하면 다음과 같은 특징이 있다.

- 공장에서 만든 것을 현장에서 조립만 하는 방식이므로 케이블 단말부로서의 특성이 안정된다.

- 단말처리작업에 숙련도를 필요로 하지 않는다.(누가 시공해도 특성이 같은 단말이 된다)

- 고무모울드를 주체로 한 것도 있기 때문에 콤펙트로 완성된다.

- 조립시간이 종전의 테이프식보다 1/3정도 단축된다. 따라서 재료비 및 시공비를 포함한 합계 코스트가 싸지게 된다.

 

3) 프레하브단말의 성능

선로구성에서 보았을 때 케이블의 단말이 케이블의 특성과 동등이상의 특성을 가질 필요가 있다. 즉, 케이블 단말부의 성능도 장기간(20~30년 목표) 안심하고 사용할 수 있을 정도의 성능을 유지할 수 있도록 경년열화를 고려하여 합리적으로 설계되어 있는 것이다

[표] 프레하브형 단말의 초기특성

경년열화 전의 초기특성이므로 양호한 특성으로 된다.