동심중성선케이블(CNCV)의 종류/특징

동심중성선케이블(CNCV)의 종류/특징

 

 

1. 동심중성선 CV케이블

CV케이블은 절연체로서 가교폴리에틸렌을 사용한 케이블을 말한다.

가교폴리에틸렌은 폴리에틸렌을 가교하고 분자를 입체망 구조로 해서 폴리에틸렌의 결점인 열연화성을

대폭 개선한 것이다.

저압이하의 케이블에서는 전기력선의 밀도를 균일하게 하거나 차단하기 위한 차폐층이 없으나 고압이상의

케이블에서는 동테이프로 된 차폐층을 둔 구조(CV-CU케이블, 통상 CV케이블로 불린다.)로 되어있다.

 

동심중성선 CV케이블은 CV케이블의 차폐층(동테이프)을 동선으로 대체하여, 다중접지계통의 중성선으로

사용하고 부하전류나 다중접지계통의 과대한 지락전류를 흘릴 수 있도록 제작한 것이다.

22.9kV-Y 다중접지계통에서 지중배전이나 수용가의 수전설비 인입케이블로 널리 사용되고 있다.

※ 용 어

CV케이블 : 가교폴리에틸렌절연 비닐시즈 케이블

Corss Linked Poliethilene Insulated PVC Sheathed Power Cable

XLPE : Cross Linked Poliethilene

 

2. 동심중성선 CV케이블의 종류

여기서는 구조상의 변천과정에 따라 종류와 특징을 기술한다.

(1) CVCN

한국전력 표준규격에서 정한 중성선층의 수밀처리가 되지 않은 동심중성선 CV케이블을 말한다.

전에는 일반 수용가에 사용되었지만 시설기준의 강화에 따라 근래에는 사용되지 않는다.

※ CVCN : 동심중성선 가교폴리에틸렌절연 비닐시즈 케이블

XLPE Insulated, Concentric Netutral Conductor And PVC Sheathed Power Cable

 

(2) CNCV

한국전력 표준규격에서 정한 중성선층의 수밀처리가 된 동심중성선 CV케이블을 말한다.

중성선층 안쪽과 바깥쪽에 발포성 차수테이프(부풀음테이프)를 사용한 것이다.

구조에 대한 자세한 내용은 아래 5.항을 참조하시기 바람.

CNCV는 현재에도 사용되고 있으나 CNCV-W로 대체되고 있다.

 

※ CNCV : 동심중성선 가교폴리에틸렌절연 차수형 비닐시즈 케이블

XLPE Insulated, Concentric Netutral Conductor With Water Bolcking Tapes

And PVC Sheathed Power Cable

 

(3) CNCV-W

중성선층의 수밀처리 외에 도체부분까지 수밀처리한 케이블을 말한다.

도체를 구성하는 원형소선을 압축연선하고, 수밀컴파운드를 소선사이에 충전하여 도체에 수분침투를

방지하는 구조이다.

※ CNCV-W : 동심중성선 가교폴리에틸렌절연 수밀형 비닐시즈 케이블

 

(4) FR-CNCO

CNCV 에서 비닐시즈(재질 : PVC)를 무독성 난연 시즈로 대체한 것이다.

무독성 난연 수지로서 할로겐프리 폴리올레핀이 사용되고 있다.

근래에 케이블트레이 배선시 난연 기준 강화에 따라 많이 사용되고 있다.

※ FR-CNCO : 동심중성선 가교폴리에틸렌절연 폴리올레핀시즈 난연 케이블

 

(5) TR-CNCV

CNCV에서 절연체로 사용되는 가교폴리에틸렌을 수트리 억제형 가교폴리에틸렌으로 대체한 것이다.

가교폴리에틸렌에 특수한 첨가제를 첨가하여 수트리(Water Tree)현상을 억제할 수 있도록 특성을

개선한 것이다.

구조에 대한 자세한 내용은 아래 5.항을 참조하시기 바람.

※ TR-CNCV : 동심중성선 수트리억제형 가교폴리에틸렌절연 비닐시즈 케이블

 

(6) FR-CNCO-W

CNCV-W의 시즈를 PVC 대신 할로겐프리 폴리올레핀을 사용한 것이다.

근래에 많이 사용되고 있다.

※ FR-CNCO-W : 동심중성선 가교폴리에틸렌절연 수밀형 폴리올레핀시즈 난연 케이블

 

(7) TR-CNCV-W

CNCV-W에서 절연체로 사용되는 가교폴리에틸렌을 수트리 억제형 가교폴리에틸렌으로 대체한 것이다.

※ TR-CNCV-W : 동심중성선 수트리억제형 가교폴리에틸렌절연 수밀형 비닐시즈 케이블

 

3. CNCV의 구조표

다음은 22.9kV용 CNCV의 대표적인 구조표이다.

메이커에 따라 사양에 약간씩의 차이가 있을 수 있다. 또한 종류별로 사양이 다르므로 정확한 사양은

메이커에서 제공하는 카다로그를 참조하여야 한다.

도체 규격	도체 형태	도체 바깥지름 mm	절연 두께 mm	쉬즈 두께 mm	완성 외경 mm	도체저항 at20℃ Ω/km	절연저항 at20℃ MΩ/10min	1조의 허용전류 A	개산 중량 Kg/Km
38sq	C.C	7.3	8.0	3.0	35	0.481	3500	202	1350
60sq	C.C	9.3	8.0	3.0	37	0.305	3500	265	1680
100sq	C.C	12.0	8.0	3.0	41	0.183	2500	352	2300
150sq	C.C	14.7	8.0	3.0	44	0.122	2500	432	3000
200sq	C.C	17.0	8.0	3.0	46	0.091	2500	493	3670
250sq	C.C	19.0	8.0	3.0	49	0.073	2500	540	4330
325sq	C.C	21.6	8.0	3.0	52	0.056	2000	595	5370
400sq	C.C	24.1	8.0	3.0	55	0.046	2000	650	6350
500sq	C.C	26.9	8.0	3.0	58	0.036	1500	710	7650

 

※ C.C : Compacted Circular (원형압축연선)

 

4. 메이커별 CNCV 사양

(1) 일진전기

22.9kV CNCV-W, TR-CNCV, FR-CNCO

Nominal Area ㎟	Conductor		Con. Screen thcik- ness ㎜	Insulation Thickness ㎜	Ins. Screen thcik- ness ㎜	Neutral wires ㎜×No.	Sheath Thick- ness ㎜	Approx. overall diameter ㎜
	Con- struction	Dia- meter ㎜
60	Compact	9.3	0.6	6.6	0.7	1.2×18	3.0	36.0
200	Compact	17.0	0.6	6.6	0.7	2.0×21	3.0	45.0
325	Compact	21.7	0.6	6.6	0.7	2.3×26	3.0	51.0
600	Compact	29.5	0.6	6.6	0.7	2.6×38	4.0	61.0

Nominal Area ㎟	Conductor		Max. overall diameter ㎜	Conductor resistance (20℃) Ω/㎞	Min. Insulation resistance (20℃) ㏁·㎞	Max. Capaci- tance ㎌/㎞
	Con- struction	Dia- meter ㎜
60	Compact	9.3	39.0	0.305	3,000	0.21
200	Compact	17.0	48.0	0.0915	2,000	0.32
325	Compact	21.7	54.0	0.0568	2,000	0.36
600	Compact	29.5	64.0	0.0308	1,500	0.47

 

(2) 대한전선

22.9kV CNCV

도 체			>절 연 두 께	중 성 선 소선경×소선수	시 스 두 께	개 산 완성품 외 경
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	mm	(mm×No.)	mm	mm
38	C.C	7.3	6.6	1.0 × 17	3.0	34
＊ 60	C.C	9.3	6.6	1.2 × 18	3.0	36
100	C.C	12.0	6.6	1.6 × 17	3.0	39
150	C.C	14.7	6.6	1.8 × 20	3.0	43
＊ 200	C.C	17.0	6.6	2.0 × 21	3.0	45
250	C.C	19.0	6.6	2.3 × 20	3.0	48
＊ 325	C.C	21.7	6.6	2.3 × 26	3.0	51
400	C.C	24.1	6.6	2.6 × 25	3.0	55
500	C.C	26.9	6.6	2.6 × 31	3.0	57
＊ 600	C.C	29.5	6.6	2.6 × 38	4.0	61

 

도 체			>최 대 도 체 저 항	최 소 절 연 사 항	시 험 전 압
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	Ω/km, 20℃	MΩ·km, 20℃	kV/5min
38	C.C	7.3	0.481	3000	52
＊ 60	C.C	9.3	0.305	3000	52
100	C.C	12.0	0.183	2500	52
150	C.C	14.7	0.122	2500	52
＊ 200	C.C	17.0	0.0915	2000	52
250	C.C	19.0	0.0739	2000	52
＊ 325	C.C	21.7	0.0568	2000	52
400	C.C	24.1	0.0462	1500	52
500	C.C	26.9	0.0369	1500	52
＊ 600	C.C	29.5	0.0308	1500	52

도 체			>최 대 정 전 용 량	개 산 중 량	표 준 조 장
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	μF/km	kg/km	m
38	C.C	7.3	0.18	1330	300
＊ 60	C.C	9.3	0.21	1680	300
100	C.C	12.0	0.25	2290	300
150	C.C	14.7	0.28	3020	300
＊ 200	C.C	17.0	0.32	3710	300
250	C.C	19.0	0.34	4390	200
＊ 325	C.C	21.7	0.36	5500	200
400	C.C	24.1	0.39	6600	200
500	C.C	26.9	0.43	7900	200
＊ 600	C.C	29.5	0.47	9500	200

＊ : 한전표준규격

 

22.9kV CNCV-W

도 체			>절 연 두 께	중 성 선 소선경×소선수	시 스 두 께	개 산 완성품 외 경
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	mm	(mm×No.)	mm	mm
60	C.C	9.3	7.4	1.2 × 18	3.0	37
200	C.C	17.0	7.4	2.0 × 21	3.0	46
325	C.C	21.7	7.4	2.3 × 26	3.0	52
600	C.C	29.5	7.4	2.6 × 38	4.0	62

도 체			>최 대 정 전 용 량	개 산 중 량	표 준 조 장
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	μF/km	kg/km	m
60	C.C	9.3	0.19	1700	300
200	C.C	17.0	0.29	3700	300
325	C.C	21.7	0.33	5400	200
600	C.C	29.5	0.43	9300	200

 

22.9kV FR-CNCO-W

도 체			>절 연 두 께	중 성 선 소선경×소선수	시 스 두 께	개 산 완성품 외 경
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	mm	(mm×No.)	mm	mm
38	C.C	7.3	6.6	1.0 × 17	3.0	34
＊ 60	C.C	9.3	6.6	1.2 × 18	3.0	36
100	C.C	12.0	6.6	1.6 × 17	3.0	39
150	C.C	14.7	6.6	1.8 × 20	3.0	43
＊ 200	C.C	17.0	6.6	2.0 × 21	3.0	45
250	C.C	19.0	6.6	2.3 × 20	3.0	48
＊ 325	C.C	21.7	6.6	2.3 × 26	3.0	51
400	C.C	24.1	6.6	2.6 × 25	3.0	55
500	C.C	26.9	6.6	2.6 × 31	3.0	57
＊ 600	C.C	29.5	6.6	2.6 × 38	4.0	61

도 체			>최 대 도 체 저 항	최 소 절 연 사 항	시 험 전 압
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	Ω/km, 20℃	MΩ·km, 20℃	kV/5min
38	C.C	7.3	0.481	3000	52
＊ 60	C.C	9.3	0.305	3000	52
100	C.C	12.0	0.183	2500	52
150	C.C	14.7	0.122	2500	52
＊ 200	C.C	17.0	0.0915	2000	52
250	C.C	19.0	0.0739	2000	52
＊ 325	C.C	21.7	0.0568	2000	52
400	C.C	24.1	0.0462	1500	52
500	C.C	26.9	0.0369	1500	52
＊ 600	C.C	29.5	0.0308	1500	52

도 체			>최 대 정 전 용 량	개 산 중 량	표 준 조 장
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	μF/km	kg/km	m
38	C.C	7.3	0.18	1330	300
＊ 60	C.C	9.3	0.21	1680	300
100	C.C	12.0	0.25	2290	300
150	C.C	14.7	0.28	3020	300
＊ 200	C.C	17.0	0.32	3710	300
250	C.C	19.0	0.34	4390	200
＊ 325	C.C	21.7	0.36	5500	200
400	C.C	24.1	0.39	6600	200
500	C.C	26.9	0.43	7900	200
＊ 600	C.C	29.5	0.47	9500	200

＊ : 한전표준규격

 

22.9kV TR-CNCV-W

도 체			>절 연 두 께	중 성 선 소선경×소선수	시 스 두 께	개 산 완성품 외 경
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	mm	mm×No.	mm	mm
60	C.C	9.3	6.6	1.2 × 18	3.0	36
200	C.C	17.0	6.6	2.0 × 21	3.0	45
325	C.C	21.7	6.6	2.3 × 26	3.0	50
600	C.C	29.5	6.6	2.6 × 38	4.0	61

도 체			>최 대 도 체 저 항	최 소 절 연 저 항	시 험 전 압
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	Ω/km, 20℃	MΩ·km, 20℃	kV/5min.
60	C.C	9.3	0.3050	3000	52
200	C.C	17.0	0.0915	2000	52
325	C.C	21.7	0.0568	2000	52
600	C.C	29.5	0.0308	1500	52

도 체			>최 대 정 전 용 량	개 산 중 량	표 준 조 장
공 칭 단면적	구 성	외 경
mm²		mm	μF/km	kg/km	m
60	C.C	9.3	0.21	1700	300
200	C.C	17.0	0.32	3700	300
325	C.C	21.7	0.36	5400	200
600	C.C	29.5	0.47	9300	200

 

(3) LS전선

22.9kV CNCV-W

Conductor			Insulation Thickness ㎜	Sheath Thickness ㎜	Approx. Overall Diameter ㎜	Max. Conductor Resistance D.C(20℃)Ω/㎞
Nominal Cross Sectional Area ㎟	Construction	Approx. Outer Diameter ㎜
38	Compacted Circular (Water Blocking)	7.3	6.6	3.0	34	0.481
60		9.3			36	0.305
100		12.0			40	0.183
150		14.7			43	0.122
200		17.0			45	0.0915
250		19.0			48	0.0739
325		21.7			51	0.0568
400		24.1			54	0.0462
500		26.9			57	0.0369
600		29.5		4.0	61	0.0308

Conductor			Min Insulation Resistance ㏁/㎞	Current Carrying Capacity *Amp	Standard Packing Length m	Packing method
Nominal Cross Sectional Area ㎟	Construction	Approx. Outer Diameter ㎜
38	Compacted Circular (Water Blocking)	7.3	3,500	202	300	Drum
60		9.3	3,000	265
100		12.0	2,500	352
150		14.7	2,000	432
200		17.0	2,000	493
250		19.0	2,000	540
325		21.7	2,000	595
400		24.1	1,500	650
500		26.9	1,500	710
600		29.5	1,500	761	2

 

22.9kV FR-CNCO-W

Conductor			Insulation Thickness ㎜	Sheath Thickness ㎜	Approx. Overall Diameter ㎜	Max. Conductor Resistance D.C(20℃)Ω/㎞
Nominal Cross Sectional Area ㎟	Construction	Approx. Outer Diameter ㎜
38	Compacted Circular (Water Blocking)	7.3	6.6	3.0	34	0.481
60		9.3			36	0.305
100		12.0			40	0.183
150		14.7			43	0.122
200		17.0			45	0.0915
250		19.0			48	0.0739
325		21.7			51	0.0568
400		24.1			54	0.0462
500		26.9			57	0.0369
600		29.5		4.0	61	0.0308

Conductor			Min Insulation Resistance ㏁/㎞	Current Carrying Capacity *Amp	Standard Packing Length m	Packing method
Nominal Cross Sectional Area ㎟	Construction	Approx. Outer Diameter ㎜
38	Compacted Circular (Water Blocking)	7.3	3,500	202	300	Drum
60		9.3	3,000	265
100		12.0	2,500	352
150		14.7	2,000	432
200		17.0	2,000	493
250		19.0	2,000	540
325		21.7	2,000	595
400		24.1	1,500	650
500		26.9	1,500	710
600		29.5	1,500	761	200

 

5. 동심중성선 케이블의 상세구조

(1) 도체

KSC 3101에 적합한 연동 소선들을 원형으로 압축성형한다.

수밀형(CNCV-W)에서는 소선 틈 사이에 적당한 수밀컴파운드를 충전한다.

 

(2) 내부반도전층

반도전성 컴파운드를 도체와 동심원상으로 압출 성형하며, 대(大)도체의 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

가교 폴리에틸렌(XLPE)을 내, 외부 반도전층과 3중 동시 압출 성형하고 건식가교한다.

XLPE(Cross Linked Polyethylene)은 내열, 내오존, 내코로나 등의 특성이 우수하다.

수트리억제형(TR-XLPE : Tree Retardant Cross-linked Polyethylene)은 가교폴리에틸렌에 특수한

첨가제를 첨가하여 수트리(Water Tree)현상을 억제할 수 있도록 특성을 개선한 것이다.

 

수트리를 억제할수 있는 방법으로는 여러 가지가 있으나, 절연체내에서는 Void가 함유하는 물을 흡수하는

친수성기(Hydrophilic Group)를 가지는 첨가제를 절연재료에 첨가하는 방법, 수트리의 발생을 억제하기

위한 첨가제로 Organometallic Compound를 첨가하는 방법등이 있다.

주로 Organometallic Compound를 첨가하는 방법이 사용되고 있다.

 

※ 트리의 종류

- 수트리(Water tree)

낮은 전압에서 수분과 전압의 복합작용으로 일어나는 트리로서, cable내에 수분이 존재하며 국부적으로

고전계가 발생되는 그곳으로 응집되어 나무모양으로 발전하는 tree로, 불연속적인 미소한 void의 집합체

 

- 화학 tree

전기장과 여러가지 이온들의 영향으로 발생되는 트리로서, 황화물이 존재하는 주위에 포설된

cable의 경우 황화물이 PE층을 투과하여 도체인 동과 반응하여 황화동을 만들고 운전중에 이러한

분자들이 외부로 나가면서 나무모양의 tree가 만들어짐

 

- 전기 tree

높은 전압에서 부분방전에 의하여 일어나는 트리로서, cable내 결격지점에서 부분방전에 의해 부분적

으로 절연파괴가 발생하여 나뭇가지 모양으로 진전되는 tree로, 궁극적으로 vented tree가 되면

절연파괴에 이르게 됨

 

(4) 외부반도전층

반도전성 컴파운드를 압출 성형하며 절연체와는 분리 가능하다.

전기력선의 분포를 개선하여 절연체의 절연내력을 향상시킨다.

 

(5)(7) 중성선차수층

물이 침투하면 흡수하여 자기 부풀음 특성을 가지는 테이프를 사용하며(발포성 차수테이프라 한다.)

외부 반도전층과 중성선 사이는 전기적으로 연결시키기 위하여 반도전성 부풀음 테이프를 감아주고,

중성선과 시스 사이는 비도전성 부풀음 테이프를 감아준다.

 

(6) 중성선

KSC 3101에 적합한 연동선들을 도체 단면적의 1/3 만큼 동심원형으로 꼬아 붙인다

 

(8) 시이즈

일반케이블에서는 PVC 컴파운드를 압출 성형한다.

난연성케이블인 FR-CNCV에서는 무독성 난연 수지(Halogen free flame retardant polyolefin)를

압출 성형한다.

※ 재료별 특성

PVC (염화비닐) : 난연성 우수한편, 내한성 약함, 연소시 유독

PE (폴리에틸렌) : 가연성, 내한성 및 내수성 우수

Halogen free polyolefin (할로겐프리 폴리올레핀) : 난연성 우수, 연소시 저독성