중압 해저 케이블이 다른 유형과 다른 점
중압 해저 케이블은 수중 전력 전송을 위해 특별히 설계되었습니다. 표준 육상 케이블과 비교하여 해저 케이블은 정수압, 부식, 기계적 충격 및 습기에 대한 장기간 노출을 견뎌야 합니다.
MV 해저 케이블은 일반적으로 설치 요구 사항 및 프로젝트 조건에 따라 단일 코어 또는 3코어 구조로 설계됩니다.
주요 구조적 특성
중압 해저 케이블에는 일반적으로 다음 레이어가 포함됩니다.
각 레이어는 특정한 기술적 목적을 수행하여 해저 조건에서 전기적 신뢰성과 기계적 보호를 보장합니다.
3코어 대 단일 코어 디자인
3코어 해저 케이블은 중압 3상 배전 시스템에 일반적으로 사용됩니다. 이 구성은 설치 복잡성을 줄여주며 근해 또는 단거리 경로 적용에 적합합니다.
더 높은 정격 전류 또는 더 긴 전송 거리의 경우 더 나은 열 방출 및 전자기 상호 작용 감소로 인해 세잎 모양으로 설치된 단일 코어 해저 케이블이 선호되는 경우가 많습니다.
절연체 선택
수목 지연제 XLPE는 MV 해저 케이블에 가장 일반적으로 사용되는 절연재입니다. 다음을 제공합니다:
높은 유전 강도
뛰어난 열 성능
긴 서비스 수명
수목 노화에 대한 우수한 저항성
EPR 단열재는 더 높은 유연성이 필요한 곳에 사용될 수 있지만 XLPE는 대부분의 해저 전력 응용 분야에서 여전히 지배적인 선택입니다.
물 보호 시스템
육상 케이블과 달리 해저 케이블에는 다층 방수 보호가 필요합니다.
이 구조는 습기 침투를 방지하고 장기적인 작동 신뢰성을 보장합니다.
기계적 보호
강철 와이어 장갑은 부설 작업에 대한 인장 강도를 제공하고 앵커, 낚시 도구 또는 해저 마모와 같은 외부 기계적 손상으로부터 보호합니다.
이중 장갑은 얕은 물이나 위험도가 높은 지역에서 자주 사용됩니다.
절연 비교: TR-XLPE와 EPR
중압 해저 케이블은 주로 TR-XLPE(나무 지연 가교 폴리에틸렌)와 EPR(에틸렌 프로필렌 고무)의 두 가지 절연 시스템을 사용합니다.
두 재료 모두 적절한 방수 시스템과 결합하면 해저 환경에 적합합니다.
절연 유형 |
장점 |
고려사항 |
TR-XLPE |
낮은 유전 손실, 높은 유전 강도, 우수한 열 성능, 워터 트리 노화에 대한 강한 저항성 |
EPR에 비해 유연성이 약간 낮음 |
EPR |
더 높은 유연성, 우수한 기계적 응력 저항성, 우수한 유전 성능 |
XLPE에 비해 유전 손실이 더 높음 |
최신 MV 해저 케이블 설계에서 TR-XLPE는 유전 손실이 낮고 장기 노화 성능이 뛰어나므로 널리 채택됩니다.
단열재 단독이 아닌 전용 방수 시스템과 금속 외피를 통해 물 유입 방지가 달성된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
도체 재료
중압 해저 케이블은 프로젝트 요구 사항에 따라 구리 또는 알루미늄 도체를 사용할 수 있습니다.
구리 도체
알루미늄 도체
구리와 알루미늄 사이의 선택은 다음에 따라 달라집니다.
현재 등급
설치 조건
케이블 무게 제한
예산 고려 사항
프로젝트 기술 사양
적절한 커넥터 설계 및 설치 방법은 두 도체 유형 모두에 대해 안정적인 성능을 보장합니다.
방수 및 방어 시스템
해저 케이블은 정수압 하에서 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 포괄적인 방수 보호가 필요합니다.
MV 해저 케이블의 방수는 일반적으로 다음을 통해 달성됩니다.
종방향 물 차단
외피 손상 시 케이블 축을 따라 물이 이동하는 것을 방지합니다.
일반적인 방법은 다음과 같습니다.
수팽윤성 테이프
수분 차단 파우더
수팽윤성 원사
붓는 끈
이 물질은 물과 접촉하면 팽창하여 손상된 부위를 밀봉합니다.
방사형 워터 배리어
케이블 외부에서 내부로 물이 침투하는 것을 방지합니다.
방사형 물 장벽은 일반적으로 다음으로 구성됩니다.
이러한 금속층은 완벽한 방사형 수밀성과 내식성을 제공합니다.
아머링 시스템
Armoring은 기계적 강도와 외부 보호 기능을 제공합니다.
기능은 다음과 같습니다:
누워 작업 중 인장 강도
해저 마모에 대한 저항
어업 활동 및 앵커로부터 보호
충격 및 압착 저항
방어구 유형:
단일 와이어 아머링(SWA)
이중 와이어 아머링(DWA)
이중 장갑은 일반적으로 얕은 물이나 위험도가 높은 지역에서 사용됩니다.
해저케이블공사(MV)
중압 해저 케이블은 다층 엔지니어링 시스템입니다. 각 레이어는 특정 전기적 또는 기계적 기능을 수행합니다.
층 |
기술적 기능 |
지휘자 |
구리 또는 알루미늄 도체(IEC 60228), 정격 전류 전달 |
지휘자 화면 |
전기장 분포를 제어하고 응력 집중을 제거하는 반도체 층 |
격리 |
절연 강도 및 내전압 성능을 제공하는 TR-XLPE 또는 EPR 절연 |
절연 스크린 |
균일한 전기장과 금속 스크린과의 인터페이스를 보장하는 반도체 층 |
금속 스크린 |
오류 전류 경로 및 전자기 차폐를 제공하는 구리선 또는 구리 테이프 |
수분 차단층 |
물의 세로 이동을 방지합니다. |
방사형 워터 배리어 |
방사형 수밀성을 보장하는 납 외장 또는 주름진 알루미늄 외장 |
침구 층 |
아머링 전 기계적 분리 및 보호 기능 제공 |
아머링 |
인장 강도와 기계적 보호 기능을 제공하는 강철 와이어 장갑 |
외부 서빙 |
환경 보호를 위한 HDPE 또는 PP 외부 레이어 |
추가 구조적 고려 사항
해저 케이블은 일반적으로 다음을 견디기 위해 육상 케이블에 비해 추가 구조 및 보호 레이어를 통합합니다.
일부 프로젝트에서는 통신 및 모니터링 목적으로 해저 전력 케이블에 광섬유 장치가 통합될 수 있습니다.
케이블 외경은 전압 레벨, 도체 크기 및 외장 유형에 따라 다르며 MV 애플리케이션의 경우 50mm를 초과할 수 있습니다.
MV 해저 케이블의 보호 요소
해저 케이블은 해양 환경에서 긴 서비스 수명을 보장하기 위해 포괄적인 보호 시스템이 필요합니다.
보호 요소 |
기술적 기능 |
단열 시스템 |
절연 강도 및 열 성능을 제공하는 TR-XLPE 또는 EPR |
금속 스크린 |
오류 전류 경로 및 전자파 차폐 제공 |
종방향 물 차단 |
케이블 길이에 따른 물 이동 방지 |
방사형 워터 배리어 |
방사형 수밀성을 보장하는 납 외장 또는 주름진 알루미늄 외장 |
침구 층 |
외장 전 기계적 분리 |
아머링 |
인장 강도와 외부 기계적 보호 기능을 제공하는 강선 외장 |
외부 서빙 |
환경 보호 및 마모 방지 기능을 제공하는 HDPE 외부 레이어 |
해저 케이블 보호는 가혹한 해양 환경으로 인해 표준 육상 케이블 구성보다 훨씬 더 견고합니다.
제조 및 접합 기술
해저 케이블은 균일한 절연 품질을 보장하기 위해 제어된 압출 및 가교 공정을 사용하여 제조됩니다.
FJ(Factory Joint) 또는 FVJ(Factory Vulcanized Joint)는 긴 생산 길이를 연결하는 데 사용됩니다. 이 관절은 다음을 유지합니다.
일반적으로 접합 절차에는 다음이 포함됩니다.
도체 용접
도체 스크린 재구성
XLPE 단열재의 재가교결합
단열스크린 복원
금속 외장 및 방수 장벽의 재적용
IEC 표준에 따른 전기 루틴 테스트
품질 관리 및 테스트
해저 케이블 제조에서는 품질 보증이 매우 중요합니다. 생산은 IEC 60502-2(MV 케이블용)와 같은 IEC 표준에 따라 엄격한 검사 및 테스트 절차를 따릅니다.
테스트에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.
해저 케이블은 설치 후 접근성이 제한되어 육상 케이블에 비해 더 엄격한 품질 관리를 받습니다.
비교: 잠수함 대 육상 케이블
측면 |
해저 케이블 |
육상 케이블 |
디자인 환경 |
해양 및 수중 환경에 맞게 설계됨 |
지상 설치용으로 설계됨 |
생산 과정 |
방수 시스템, 금속 외장, 중장갑 포함 |
일반적으로 방사형 물 장벽 없음 |
기계적 강도 |
누워있는 동안 높은 인장 하중을 위해 설계 |
제한된 인장 요구 사항 |
설치 |
장력이 제어된 케이블 부설 선박으로 부설됨 |
트렌치나 덕트에 설치 |
아머링 |
해저 조건에 따라 단일 또는 이중 강철 와이어 장갑 |
종종 비무장 또는 경장갑을 입었습니다. |
잠수함 환경의 성능 요구 사항
정수압 및 깊이
정수압은 수심 10m당 약 0.1MPa씩 증가합니다. 해저 케이블은 이러한 외부 압력에도 구조적 무결성과 전기적 성능을 유지해야 합니다.
방사형 물 장벽과 견고한 장갑은 상당한 깊이에서도 장기적인 신뢰성을 보장합니다.
유연성과 기계적 강도
해저 케이블은 다음을 견딜 수 있도록 유연성과 기계적 강도의 균형을 유지해야 합니다.
누워있는 동안 설치 굽힘
해저 불규칙성
작동 중 열팽창
외부의 기계적 공격성
적절한 케이블 설계는 최소 굽힘 반경 및 최대 허용 인장 하중 요구 사항을 준수하도록 보장합니다.
환경 저항
해양 환경에서는 케이블이 다음에 노출됩니다.
식염수 부식
해저재료의 마모
낚시 장비나 앵커로 인한 외부 충격
HDPE 외부 서빙 및 부식 방지 외장은 긴 사용 수명 동안 케이블 시스템을 보호합니다.
해저 케이블의 부식 방지
해저 전력 케이블은 해수, 정수압 및 기계적 충격이 서비스 수명에 심각한 영향을 미칠 수 있는 공격적인 해양 환경에서 작동합니다. 따라서 부식 방지 및 방수 설계는 장기적인 신뢰성에 매우 중요합니다.
일반적인 해저 전력 케이블에는 다음과 같은 보호 요소가 포함됩니다.
1. 금속 워터 배리어
해저 케이블에는 일반적으로 다음과 같은 연속적인 금속 방수 장벽이 장착되어 있습니다.
납 외장
골판지 구리 외장
골판지 알루미늄 외피
이 레이어는 다음을 제공합니다.
직물 서빙 층과 달리 금속 외피는 단열 시스템에 물이 침투하는 것을 방지하는 주요 장벽입니다.
2. 방사형 및 종방향 물 차단
외부 손상 시 케이블 길이를 따라 물이 이동하는 것을 방지하기 위해 해저 케이블에는 다음이 포함됩니다.
수팽윤 테이프
수분 차단 화합물
종방향 씰링 구조
이렇게 하면 국지적 손상으로 인해 케이블을 따라 점진적인 고장이 발생하지 않습니다.
3. 외피
외부 피복은 일반적으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 유사한 해양 등급 재료로 만들어집니다. 다음을 제공합니다:
바닷물 부식에 대한 탁월한 저항성
높은 기계적 강도
부설 및 해저 접촉 시 내마모성
폴리프로필렌 원사는 추가 보호층으로 적용될 수 있지만 주요 부식 장벽은 아닙니다.
4. 강선 외장
아연도금 강철 와이어 장갑은 다음을 제공합니다.
설치 인장강도
충격 및 낚시 활동에 대한 기계적 보호
외부 기계적 응력에 대한 내성
설치 깊이와 해저 조건에 따라 케이블은 다음을 사용할 수 있습니다.
단일 와이어 아머링(SWA)
이중 와이어 아머링(DWA)
심해 응용 분야에서 갑옷 디자인은 무게와 인장 성능의 균형을 맞추도록 최적화되었습니다.
5. 음극 방식(프로젝트별)
음극 방식 시스템은 일반적으로 해양 파이프라인과 대형 강철 구조물에 사용됩니다.
해저 케이블의 경우 내식성은 주로 다음을 통해 달성됩니다.
특정 프로젝트 설계에서는 음극 방식을 고려할 수 있지만 모든 해저 케이블의 표준 기능은 아닙니다.
적절한 구조 설계, 고품질 재료 및 올바른 설치 방법을 통해 해저 전력 케이블은 열악한 해양 환경에서 25~40년 이상의 서비스 수명을 달성할 수 있습니다.
해저 케이블 애플리케이션
해저 전력 케이블은 가공선이나 지하 육상 케이블이 불가능한 곳에 사용됩니다.
그들은 널리 적용됩니다:
해상풍력발전단지 그리드 연결
섬간 송전
바다를 횡단하는 상호 연결 프로젝트
해양 석유 및 가스 플랫폼
해양 인프라 및 해저 시설
이 케이블은 다음 환경에서 작동하도록 설계되었습니다.
높은 정수압
강한 해류
해저운동
장기간의 바닷물 노출
장기적인 시스템 신뢰성을 보장하려면 적절한 경로 조사, 매몰 깊이 평가 및 보호 설계가 필수적입니다.
국제표준 준수의 의의
국제적으로 인정받는 IEC 표준을 준수함으로써 해저 전력 케이블은 전기 성능, 기계적 강도 및 장기 신뢰성에 대한 엄격한 요구 사항을 충족합니다.
각 표준은 특정 역할을 수행합니다.
IEC 60228은 도체 품질과 전기 효율성을 보장합니다.
IEC 60502/60840/62067은 절연 구조, 유형 테스트 및 전압 성능 요구 사항을 정의합니다.
IEC 60229는 외부 피복의 무결성과 습기 유입에 대한 보호를 보장합니다.
IEC 60287은 과열을 방지하기 위해 정확한 전류 정격 계산을 보장합니다.
IEC 60853은 주기적 및 비상 부하 조건에서의 성능을 정의합니다.
IEC 60092는 해양 및 해양 전기 요구 사항 준수를 지원합니다.
이러한 표준을 준수함으로써 해저 케이블 시스템은 다음을 달성합니다.
향상된 운영 안전성
연장된 서비스 수명
유지관리 비용 절감
프로젝트 승인 및 자금 조달 가능성 향상
혹독한 해양 환경에서도 안정적인 성능
FAQ
해저 케이블이 육상 케이블과 다른 점은 무엇입니까?
해저케이블은 육상케이블보다 더 많은 층을 갖고 있다. 이 층은 물을 차단하고 바다 동물이 케이블을 손상시키는 것을 방지합니다. 또한 해저의 강한 압력으로부터 케이블을 보호합니다. 육상 케이블에는 이러한 레이어가 모두 필요하지 않습니다. 해저 케이블은 녹과 손상을 방지하기 위해 특수 소재를 사용합니다.
수중에서 일반 고압 케이블을 사용할 수 있습니까?
아니요, 수중에서는 일반 케이블을 사용할 수 없습니다. 일반 케이블은 물을 차단하지 않으며 방어력도 강하지 않습니다. 물속에 넣으면 빨리 부서집니다. 항상 잠수함용으로 제작된 케이블을 선택하십시오.
중압 해저 케이블의 수명은 얼마나 됩니까?
대부분의 해저 케이블의 수명은 25~40년입니다. 잘 설치하면 더 오래 사용할 수 있습니다. 튼튼한 소재 덕분에 더 오랫동안 사용할 수 있습니다. 케이블을 자주 점검하여 안전을 유지해야 합니다.
일부 해저 케이블은 왜 구리 대신 알루미늄을 사용합니까?
알루미늄은 케이블을 구리보다 가볍게 만듭니다. 이는 케이블을 깊은 물에 놓을 때 도움이 됩니다. 구리는 전기를 운반하는 데 더 좋지만 더 무겁고 비용도 더 많이 듭니다.
