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가교 폴리에틸렌(XLPE) 케이블이란 무엇입니까?
일반적으로 XLPE 케이블로 알려진 가교 폴리에틸렌 케이블은 화학적 또는 물리적 가교 공정을 거친 폴리에틸렌으로 절연된 전원 케이블 유형입니다. 이 공정은 폴리머 사슬 사이에 강력한 분자 결합을 생성하여 표준 PE 단열재에 비해 재료의 열적, 전기적 특성을 근본적으로 변화시킵니다.
그 결과 최대 도체 온도에서 지속적으로 작동할 수 있는 절연 재료가 탄생했습니다. 90°C , 최대 단락 온도를 견딜 수 있습니다. 250°C , 수십 년 동안 서비스를 통해 유전체 무결성을 유지합니다. 이러한 특성으로 인해 XLPE는 전 세계적으로 중전압(MV) 및 고전압(HV) 송전을 위한 주요 절연 선택이 되었습니다.
현대 케이블 제조에는 세 가지 주요 가교 방법이 사용됩니다.
- 과산화물 가교(CV 공정) — HV 케이블에 가장 널리 사용되는 방법으로 균일한 교차 결합 밀도와 탁월한 장기 안정성을 제공합니다.
- 실란 가교(수분 경화) — 저전압 배전 케이블에 공통적이고 비용 효율적이며 더 작은 도체 크기에 적합합니다.
- 전자빔(EB) 가교 — 종종 자동차 및 항공우주 응용 분야에서 정밀한 제어가 필요한 특수 케이블에 사용되는 방사선 기반 프로세스입니다.
XLPE 대 PILC 및 EPR: 어떻게 비교됩니까?
수십 년 동안 PILC(종이 절연 납 피복) 케이블은 지하 배전의 표준이었습니다. XLPE 케이블은 정당한 이유로 대부분의 신규 설치에서 이를 대체했습니다. 차이점을 이해하면 조달 엔지니어와 프로젝트 관리자가 정보에 입각한 소싱 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.
| 재산 | XLPE 케이블 | PILC 케이블 | EPR 케이블 |
|---|---|---|---|
| 최대. 작동 온도. | 90°C | 70~85°C | 90°C |
| 무게 | 빛 | 중형(납 외장) | 보통 |
| 내습성 | 우수 | 나쁨(납 필요) | 아주 좋음 |
| 유연성 | 좋음 | 제한적 | 우수 |
| 일반적인 전압 범위 | LV ~ 500kV | 최대 33kV | 최대 69kV |
EPR(에틸렌 프로필렌 고무)은 저온에서의 탁월한 유연성으로 인해 특정 틈새 응용 분야(특히 선박용 케이블 및 일부 잠수함 설치)에서 여전히 선호됩니다. 그러나 대부분의 지상파 그리드 인프라의 경우 XLPE 케이블은 비용, 성능 및 설치 용이성의 최적의 균형을 제공합니다.
XLPE 전원 케이블의 주요 응용 분야
XLPE 단열재 매우 광범위한 전력 인프라 프로젝트에 걸쳐 지정됩니다. 1kV 배전 피더에서 최대 500kV 초고압 전송까지의 전압 확장성 덕분에 그리드 계획자와 개발자가 사용할 수 있는 가장 다양한 용도의 단일 절연 시스템이 됩니다.
유틸리티 규모의 전력 전송
전 세계 국가 전력망 사업자는 다음과 같은 기술에 의존하고 있습니다. HV 및 EHV XLPE 케이블 지하 및 해저 전송 통로용. 노르웨이와 독일 간의 NordLink 인터커넥터 및 영국의 Western Link HVDC 케이블과 같은 프로젝트는 둘 다 XLPE 절연을 사용하여 가장 까다로운 장거리 전력 전송 애플리케이션에 대한 기술의 준비 상태를 보여줍니다.
재생에너지 통합
해상 풍력 발전소는 XLPE 절연 어레이 간 및 내보내기 케이블에 광범위하게 의존합니다. 터빈 정격이 장치당 15MW 이상으로 증가함에 따라 XLPE 케이블의 전류 전달 용량과 열 복원력이 중요한 설계 매개변수가 되었습니다. 육상 태양광 및 풍력 프로젝트에서도 마찬가지로 MV XLPE 케이블을 사용하여 여러 인버터의 발전량을 상호 연결 지점까지 집계합니다.
도시 배전망
도시에서 노후한 가공선을 폐기함에 따라 XLPE 절연 지하 케이블이 밀집된 도시 복도에서 이를 대체합니다. PILC 이전 제품에 비해 직경이 작고 무게가 가벼우며 내습성이 뛰어나 트렌칭, 접합 및 장기 유지 관리가 단순화됩니다.
산업용 및 데이터 센터 전원 공급 장치
철강 공장, 알루미늄 제련소, 화학 공장 등 중공업 시설과 대규모 데이터 센터에서는 내부 전력 분배를 위해 대량의 MV XLPE 케이블을 공급합니다. 높은 전류 전달 용량과 열 안정성은 지속적인 고부하 작동이 일반적인 환경에서 매우 중요합니다.
전원 케이블 공급업체를 평가하는 방법
올바른 공급업체로부터 XLPE 케이블을 소싱하는 것은 올바른 케이블 디자인을 지정하는 것만큼 기술적으로 중요합니다. 표준 이하의 절연 화합물, 일관되지 않은 교차 결합 밀도 또는 부적절한 차폐층은 제품 데이터시트에 명시된 내용에 관계없이 케이블 시스템의 안전과 수명을 손상시킬 수 있습니다. 다음은 전력 케이블 공급업체를 엄격하게 평가하기 위한 핵심 기준입니다.
제조 인증 및 표준 준수
신뢰할 수 있는 공급업체는 국제적으로 인정된 표준을 준수함을 입증합니다. XLPE 케이블의 경우 기본 참조에는 다음이 포함됩니다.
- IEC 60502 — 1kV ~ 30kV의 정격 전압을 위한 압출 절연 처리된 전원 케이블
- IEC 60840 / IEC 62067 — 30kV 이상의 HV 및 EHV 압출 케이블
- IEEE 1202 / UL 44 — 화염 전파 및 단열 성능에 대한 북미 시장 요구 사항
- ISO 9001 — 제조단계 품질경영시스템 인증
공인 실험실(예: KEMA, Intertek 또는 TÜV)의 제3자 유형 테스트 보고서는 생산 케이블이 유형 테스트된 샘플과 일치하는지 독립적인 검증을 제공합니다.
수직계열화 및 원자재 관리
선도적인 전원 케이블 공급업체는 절연재 공급망에 대한 통제권을 유지합니다. 자체 XLPE를 합성하는 공급업체 또는 자격을 갖춘 소수의 합성 생산업체로부터 소싱하는 공급업체는 현물 시장 구매에 의존하는 공급업체보다 더 일관된 제품 품질을 제공합니다. 단열재 자격 기록 및 처리 관리에 대해 잠재적인 공급업체에 문의하십시오.
FAT(공장 승인 테스트) 기능
고가의 케이블 주문(특히 HV 및 EHV XLPE 케이블)의 경우 입회 공장 승인 테스트를 수행하는 능력은 협상할 수 없습니다. 공급자의 시설에 다음이 포함되어 있는지 평가하십시오.
- 고전압 AC 및 DC 내구성 테스트 베이
- IEC 표준에 따라 교정된 부분방전(PD) 측정 장비
- 탄델타(소산계수) 테스트 기능
- 국가 표준에 따라 추적 가능한 도체 저항 측정
배송실적 및 물류
대규모 인프라 프로젝트의 경우, 정시 납품은 기술 규정 준수만큼 중요합니다. . 공급업체의 제조 능력(생산 라인당 km/년으로 측정), 케이블 사양에 대한 일반적인 리드 타임, 수출 크레이트, 배송, 현장 배송 조정을 포함한 대형 드럼 물류 처리 경험을 평가합니다.
XLPE 전원 케이블의 글로벌 시장 환경
전 세계 전력 케이블 시장의 가치는 대략 2023년 1,800억 달러 전력망 현대화, 재생에너지 확대, 운송 및 산업 전기화에 힘입어 2030년까지 약 6~7%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. XLPE 절연 케이블은 교체 주기가 계속됨에 따라 레거시 절연 시스템을 대체하면서 이 시장에서 지배적인 점유율을 차지하고 있습니다.
중국, 인도, 동남아시아가 주도하는 아시아 태평양은 가장 크고 가장 빠르게 성장하는 전력 케이블 지역 시장을 대표하며, 중국이 전세계 케이블 소비의 40% 이상을 차지합니다. 유럽 시장은 해상 풍력 및 국경 간 상호 연결 프로젝트로 인해 발생하는 프리미엄 HV 및 EHV 수요가 특징입니다. 북미 지역의 노후화된 그리드 인프라 교체로 인해 국내 및 국제 공급업체에 대한 수요 주기는 수십 년에 달하게 됩니다.
공급업체 환경의 관점에서 볼 때 HV 및 EHV 부문은 필수 자본 장비 및 유형 테스트 자격을 갖춘 소수의 자격을 갖춘 제조업체에 집중되어 있습니다. MV 및 LV 부문은 지역 제조업체가 가격, 리드 타임 및 현지 표준 준수를 놓고 경쟁하면서 더욱 세분화되었습니다. 대규모로 소싱하는 프로젝트 개발자 및 유틸리티의 경우 사양당 둘 이상의 승인된 공급업체에 자격을 부여하는 것이 공급망 위험을 관리하는 모범 사례로 간주됩니다.
XLPE 케이블 지정: 엔지니어가 정의해야 할 사항
정확한 케이블 사양은 성공적인 조달 프로세스의 기초입니다. 불완전하거나 모호한 기술 요구 사항을 전원 케이블 공급업체에 제공하면 비교할 수 없는 견적, 입찰 확인 지연 및 최악의 경우 설치 요구 사항을 충족하지 않는 케이블 배송이 발생합니다. 전체 XLPE 케이블 사양은 다음 매개변수를 정의해야 합니다.
- 정격 전압 (U₀/U(kV) 및 Um — 최대 시스템 전압)
- 도체 재료 — 구리 또는 알루미늄 — 및 도체 단면적(mm²)
- 코어 수 — 단일 코어, 3코어 또는 멀티코어
- 단열 시스템 — 내부 및 외부 반도체 스크린이 있는 XLPE(MV 이상용)
- 금속 스크린 또는 외장 — 구리선/테이프 스크린, 납 합금 외장 또는 알루미늄 외장
- 아머링 — 강철 와이어 갑옷(SWA), 알루미늄 와이어 갑옷(AWA), 또는 갑옷 없음
- 외피 재질 및 색상 — 일반적으로 검정색 HDPE 또는 PVC, 필요에 따라 난연성 또는 LSZH 변형 포함
- 설치방법 — 직접 매설, 덕트, 트레이 또는 잠수함 — 이는 현재 등급 선택에 영향을 미치기 때문입니다.
- 적용규격 — IEC, IEEE 또는 국가 유틸리티 사양
이 정보를 미리 제공하면 전원 케이블 공급업체가 기술적으로 호환되고 직접적으로 비교할 수 있는 제안을 반환할 수 있으므로 소싱 주기가 단축되고 수상 후 범위 분쟁의 위험이 줄어듭니다.
