1. 구성 및 소재 혁신 고무 플라스틱 케이블
고무 플라스틱 케이블의 기본 구조는 도체, 절연 층, 차폐 층 및 피복의 네 부분으로 구성됩니다(그림 1). 그중에서 다음 중 하나를 선택합니다. 단열재 케이블의 성능 상한을 직접 결정합니다. 예를 들어 가교 폴리에틸렌(XLPE)은 분자 메시 구조와 90~130℃의 온도 저항성으로 인해 중전압 케이블에 널리 사용되고, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)는 유연성과 오존 저항성으로 인해 모바일 시나리오(예: 채굴 케이블)에 가장 먼저 선택됩니다.
최근 몇 년 동안 방사선 교차 결합 기술 는 소재의 노화 저항성을 더욱 향상시켰습니다. 예를 들어 방사선 가교 고무 및 플라스틱 엘라스토머 케이블의 내열성은 125°C를 초과하며 난연성과 내유성을 모두 갖췄습니다. 원자력 발전소 및 항공 우주와 같이 수요가 많은 분야에서 성공적으로 사용되고 있습니다. 또한, 최적화된 환경 친화적인 가소제 (예: DOP)는 폴리염화비닐(PVC) 케이블의 유전체 손실을 줄일 뿐만 아니라 식품 포장과 같은 특수 시나리오의 안전 요구 사항도 충족합니다.
2. 생산 기술의 주요 프로세스 및 품질 관리
고무 플라스틱 케이블을 생산하려면 엄격한 공정이 필요합니다:
- 도체 비틀림: 여러 개의 구리 또는 알루미늄 와이어를 꼬아 전도성과 기계적 강도를 향상시킵니다;
- 단열 압출: 고온, 고압에서 도체에 고무 또는 플라스틱을 균일하게 코팅합니다. 온도와 압력 제어는 절연 층의 밀도에 직접적인 영향을 미칩니다;
- 시스 몰딩: 외피는 방수 및 방한 기능이 있어야 합니다. 경우에 따라 내마모성을 높이기 위해 브레이드 레이어를 추가해야 하는 경우도 있습니다;
- 후처리 및 테스트: 완제품의 품질을 보장하기 위한 절단, 엠보싱 및 전기 성능 테스트(예: 부분 방전 테스트).
가교 폴리에틸렌 케이블을 예로 들면, 가교 반응의 핵심 공정은 화학적 또는 방사선 조사 방법을 통해 선형 분자를 3차원 그물망 구조로 변환하여 내열성과 기계적 강도를 크게 향상시키는 것입니다.
3. 테스트 표준 및 테스트 방법의 핵심 위치
고무 플라스틱 케이블의 테스트 표준은 케이블의 신뢰성을 보장하는 초석입니다. 고무 플라스틱 케이블의 GB/T 3048 시리즈 표준 예를 들어 절연 저항, 내전압, 유전체 손실 등 12가지 테스트 방법을 다룹니다:
- 절연 저항 테스트 (GB/T 3048.5): 충전 시간은 1~5분, 측정값은 안정적이어야 하며 외부 피복의 절연 저항은 0.5MΩ/km 이상이어야 합니다;
- AC 내전압 테스트: 정격 전압이 18/30kV 미만인 케이블은 장비 용량 요구 사항을 줄이기 위해 전력 주파수 테스트 대신 3U0의 0.1Hz 전압을 사용할 수 있습니다;
- 부분 방전 테스트 (GB/T 3048.12): 절연 결함을 감지하며 감도가 pC 수준에 도달해야 합니다.
다음과 같은 국제 표준 IEC 60502 1~30kV 케이블의 내전압 수준 및 구조 설계에 대한 통일된 요구 사항을 제시하여 글로벌 공급망의 표준화를 촉진합니다.
4. 국제 표준과 국내 표준의 시너지 효과 및 차이점
전 세계적으로 고무 및 플라스틱 케이블 표준은 '듀얼 트랙 병렬' 기능을 제공합니다:
- 국제 표준(IEC)IEC 60227(일반 요구 사항) 및 IEC 60502(중전압 및 고전압 케이블)로 대표되며, 전기 성능 및 안전 임계값을 강조합니다;
- 국내 표준(GB/T)GB/T 12706-2002(IEC 60502와 동일) 및 GB 50150-2016(핸드오버 테스트 사양)과 같이 중국 전력망의 특성에 따라 테스트 조건을 세분화합니다. 예를 들어, GB 50150은 위상 분리 차폐 케이블을 다상 병렬로 테스트하여 효율성을 향상시킬 수 있다고 규정하고 있습니다.
다음 사항에 주목할 가치가 있습니다. DC 내전압 테스트 는 전기장 분포가 실제 작업 조건과 일치하지 않기 때문에, 특히 35kV 이상의 케이블에서 AC 내전압 및 공진 시험으로 점차 대체되고 있습니다.
5. 테스트 장비 및 기술 혁신
고무 및 플라스틱 케이블 테스트는 고정밀 장비에 의존합니다:
- 직렬 공진 장치: 주파수를 조정하여 대용량 케이블의 내전압 테스트를 수행하여 기존 전력 주파수 변압기의 용량 부족 문제를 해결할 수 있습니다;
- 고저항 측정기 및 부분 방전 감지기절연 저항(10⁵~10¹⁶Ω) 및 미세 결함의 정확한 식별에 사용됩니다;
- 환경 시뮬레이션 챔버고온 및 저온, 습도, 열과 같은 극한 조건을 시뮬레이션하여 케이블의 장기적인 안정성을 검증합니다.
조사 가교 생산 라인을 예로 들면, 전자 가속기와 압출 공정을 통합하여 절연 층의 가교 정도를 실시간으로 제어하고 생산 효율을 30% 이상 향상시킵니다.
6. 적용 분야의 확장과 도전 과제
고무 플라스틱 케이블은 에너지, 운송, 군수 산업 등 많은 분야에 침투했지만 시나리오마다 표준에 대한 요구 사항이 다릅니다:
- 전력 전송: UHV 케이블(1000kV 이상)은 코로나 손실 및 절연 노후화 문제를 해결해야 합니다;
- 철도 운송: 내화 케이블은 화재 시 회로의 무결성을 보장하기 위해 GB/T 19666의 화염 전파 테스트를 통과해야 합니다;
- 해상 풍력 발전: 염수 분무 부식 방지 외장재(예: 클로로에테르 고무)가 연구 개발의 초점이 되었습니다.
수입 케이블(예: 1~35kV 등급)은 시스템 접지 방법, 단락 전류 지속 시간 및 기타 매개변수를 포함한 추가 작동 조건도 충족해야 합니다.
요약
고무 플라스틱 케이블의 기술 발전은 항상 '안전'과 '효율성'이라는 두 가지 핵심을 중심으로 진행되어 왔습니다. 재료 혁신에서 테스트 표준 업그레이드에 이르기까지 업계는 표준화와 기술 혁신을 통해 다양한 애플리케이션 과제에 대응하고 있습니다. 앞으로 스마트 그리드와 새로운 에너지의 대중화와 함께, 분해 가능한 외피 소재 그리고 온라인 모니터링 기술 가 새로운 돌파구가 될 수 있습니다. 제조업체와 사용자는 표준 역학을 따라잡아야만 복잡한 환경에서 케이블 시스템의 신뢰성과 경제성을 보장할 수 있습니다.