전력 케이블 제작을 고려하고 계신가요? 복잡하고 막대한 투자와 기술 노하우가 필요할 것 같습니다. 잘못된 기계를 선택하면 안전하지 않은 케이블, 생산 중단, 비용 낭비로 이어져 사업 성공을 위협할 수 있습니다. 필수 장비를 아는 것은 신뢰할 수 있는 전력 케이블 공장으로 가는 첫걸음입니다.
필수적인 전력 케이블 제조 장비 도체 인발 및 연선 기계, 절연 압출 라인, 코어 레이업 기계, 기계적 보호를 위한 잠재적인 외장 라인, 그리고 외부 피복 라인이 포함됩니다. 안전과 성능을 보장하기 위해 공정 전반에 걸쳐 엄격한 시험 장비가 필수적입니다.[^1][^5]
주요 단계를 이해하면 전반적인 개요를 파악할 수 있습니다. 하지만 진정한 성공은 각 작업에 적합한 기계를 선택하는 데 달려 있습니다. 생산 속도, 케이블 품질, 안전 규정 준수, 그리고 비용 모두 이러한 선택에 달려 있습니다. 선택지가 너무 많아 당황하기 쉽습니다. 그렇기 때문에 전력 케이블 제작의 각 핵심 부분을 면밀히 살펴볼 필요가 있습니다. 효율적이고 안전한 생산 라인을 계획할 수 있도록 필수 장비를 단계별로 자세히 살펴보겠습니다. 고품질 전력 케이블 생산에 필요한 기계가 정확히 무엇인지 알아보려면 계속 읽어보세요.

도체는 어떻게 만들어질까요?

도체는 모든 전력 케이블의 핵심으로, 전류를 전달합니다. 전도성이 좋지 않거나, 크기가 일정하지 않거나, 끊어지기 쉬운 도체를 사용하는 것은 절대 용납할 수 없습니다. 이는 비효율적인 전력 전송, 잠재적인 과열 지점, 그리고 연결 문제로 이어져 최종 케이블을 불안정하게 만들거나 심지어 위험하게 만들 수 있습니다.
도체는 두꺼운 막대(구리 또는 알루미늄)로 시작되며 다음과 같이 처리됩니다. 막대 분해 기계큰 와이어로 만든 다음 더 가늘게 그립니다. 다중 와이어 드로잉 머신, 어닐러를 통해 연화된 후, 최종적으로 묶음이나 스트랜딩 머신(강성, 행성형, 관형 또는 스킵 유형 등)을 통해 그룹화되어 최종적으로 유연하거나 단단한 도체를 형성합니다.[^2]
도체 제조에 대해 더 자세히 알아보겠습니다. 이 단계는 전기가 흐르는 통로를 형성하므로 품질은 타협의 여지가 없습니다. 목표는 대구경 금속 막대(일반적으로 8mm 구리 또는 9.5mm 알루미늄)를 케이블 설계에 필요한 특정 크기와 구조(단선, 연선, 연성)로 변환하는 동시에 우수한 전기 전도성과 기계적 특성을 보장하는 것입니다.

출발 물질: 막대

모든 것은 신뢰할 수 있는 공급업체로부터 공급받은 고품질 구리 또는 알루미늄 막대에서 시작됩니다. [^2] 이러한 금속의 순도는 최종 도체의 전도도에 직접적인 영향을 미칩니다. 불순물은 저항을 증가시켜 에너지 손실과 발열을 증가시킵니다. 따라서 입고되는 원자재에 대한 엄격한 품질 검사가 필수적입니다.

막대 고장

라인의 첫 번째 기계는 일반적으로 다음과 같습니다. 막대 분해 기계이 고하중 기계는 초기 두꺼운 막대를 일련의 견고한 다이(구멍을 줄이는 장치)를 통해 약 1~4mm 크기의 더 큰 중간 와이어로 끌어내립니다. 이 공정은 일반적으로 고속으로 진행되는 단일 와이어 공정입니다. 변형 중 발생하는 상당한 열을 관리하고 와이어 단선을 방지하기 위해서는 강력한 윤활과 효율적인 냉각 시스템이 필수적입니다. 이 기계는 연속적이고 까다로운 작업을 위해 제작되었습니다. 일부 제조업체는 다양한 나사 직경의 기계를 제공하는데, 이는 소규모 작업장부터 대규모 산업 공장까지 다양한 작업 규모를 나타냅니다.

중급 및 미세 와이어 드로잉

중간 크기에서 와이어는 종종 다음으로 이동합니다. 다중 와이어 드로잉 머신이러한 정교한 기계는 여러 개의 와이어(일반적인 구성은 8개, 16개, 또는 그 이상의 와이어를 처리합니다)를 연속적인 다이를 통해 동시에 인발하여 도체의 각 가닥에 필요한 최종 크기(예: 와이어 또는 플렉시블 코드 제작에 필요한 크기)까지 직경을 더욱 줄입니다. 이러한 동시 처리는 처리량을 크게 향상시킵니다. 인발은 금속을 본질적으로 가공 경화시켜 더 단단하고 덜 유연하게 만듭니다. 따라서 최신 다중 와이어 기계는 거의 항상 연속 저항 어닐링을 인라인으로 직접 통합합니다. 자동화 또한 중요한 요소이며, 많은 최신 라인에는 PLC 제어 장치와 터치스크린 인터페이스가 장착되어 있어 작동 및 모니터링이 더욱 간편합니다.

가열 냉각

가열 냉각 인발된 와이어의 연성(부드러움과 유연성)을 회복하는 중요한 열처리 공정입니다. 어닐링 없이는 경화된 와이어를 제대로 꼬아 엮기 어렵고, 설치 또는 사용 중 완성된 케이블이 구부러질 때 끊어지기 쉽습니다. 인발기와 통합된 연속 어닐링기는 일반적으로 움직이는 와이어에 제어된 전류를 흘려 어닐링 온도까지 빠르게 가열합니다. 이어서 고온 금속의 산화를 방지하기 위해 증기 또는 보호 가스(질소 등) 분위기에서 제어된 냉각이 즉시 이루어집니다. 적절한 어닐링 수준을 달성하는 것은 도체 유연성 표준(예: 연선의 경우 2등급, 연선의 경우 5등급)을 충족하고 최적의 전도성을 보장하는 데 필수적입니다.

번칭 vs. 스트랜딩

적절한 직경의 개별 어닐링 와이어를 준비한 후에는 최종 도체 구조로 결합해야 합니다. 이 방법은 필요한 유연성과 도체 유형에 따라 달라집니다.

1. 번칭 머신: 주로 유연한 도체(클래스 5 또는 클래스 6과 같은)를 만드는 데 사용됩니다. 여러 개의 가는 와이어를 비교적 기하학적이지 않은 뭉치 형태로 꼬아 만듭니다. 더블 트위스트 번처 매우 일반적이고 효율적입니다. 공급 보빈은 고정된 상태를 유지하는 반면, 테이크업 보우 또는 플라이어 어셈블리가 한 바퀴 회전할 때마다 와이어 경로는 두 번 꼬입니다. 이 설계는 매우 빠른 생산 속도를 제공하며, 연성 코드, 자동차 전선, 가전제품 배선에 이상적입니다.
2. 스트랜딩 머신: 더욱 구조화된 도체를 만드는 데 사용되며, 주로 저압, 중압, 고압 전력 케이블에서 일관된 원형, 특정 다짐 또는 동심원 층이 필요한 경우(예: 2등급 도체)에 사용됩니다. 일반적인 유형은 다음과 같습니다.
   • 강성 프레임 스트랜더: 공급 보빈은 회전 케이지 또는 프레임에 고정되어 있습니다. 케이지가 회전함에 따라 각 보빈은 자체 축을 중심으로 회전합니다. 이러한 구성은 각 층을 나선형으로 교대로 배열하는 정밀한 와이어 적층(동심 연선)을 가능하게 합니다. 또한, 압축형(공극을 줄이기 위해 와이어를 약간 납작하게 만든) 또는 부채꼴형(다심 케이블에 단단히 고정되도록 파이 조각처럼 생긴) 도체를 생산할 수도 있습니다. 이러한 기계는 번처보다 느리지만, 고전압 애플리케이션에 필요한 매우 안정적인 도체 형상을 생성합니다.
   • 행성의 스트랜더스: 강성 스트랜더와 유사한 개념이지만, 보빈을 고정하는 받침대를 수직으로 유지하거나 케이지 반대 방향으로 회전하도록 조정하여 개별 와이어가 꼬이는 것을 방지할 수 있습니다. 내부 응력을 피하기 위해 매우 큰 도체나 부채꼴 모양의 도체에 주로 사용됩니다.
   • 튜브형 스트랜더: 회전하는 튜브 구조 내부에 보빈을 배치하는 고속 방식입니다. 와이어는 튜브를 따라 구멍을 통해 배출됩니다. 소량의 와이어를 매우 빠르게 꼬아주는 데 적합하며, 금속 차폐막(구리선)이나 강철 와이어 외장에도 일반적으로 사용됩니다.
   • 스킵 스트랜더스: 알루미늄 도체에 자주 사용되는 또 다른 고속 설계로, 전선을 단방향으로 층을 이루어 배치하고, 일부 위치를 '건너뛰어' 원하는 구조를 빠르게 얻습니다.
     공장의 기계 용량이 맞지 않을 때 어려움을 겪는 모습을 보았습니다. 예를 들어, 초고속 다중 와이어 드로잉 머신이 느리고 오래된 번처에 공급되면 심각한 병목 현상이 발생하여 드로잉 머신의 잠재력을 낭비하게 됩니다. 이는 전체 라인을 전체적으로 설계하는 것의 중요성을 강조합니다. HONGKAI는 고객이 전체 도체 처리 순서[^5]를 계획하여 각 기계(봉 절단, 드로잉, 어닐링, 연선/번칭)가 목표 제품 및 생산량[^3]에 맞게 적절한 크기와 동기화되도록 지원합니다. 재료 호환성(구리 대 알루미늄)과 필요한 도체 유형은 최적의 기계 선택에 큰 영향을 미칩니다.

도체를 절연하는 데는 무엇이 필요합니까?

도체가 형성되면 금속이 벗겨집니다. 이렇게 사용하면 즉시 단락이 발생합니다. 적절한 전기 절연은 안전과 기능에 매우 중요합니다. 절연 불량은 단락, 전기 화재, 장비 손상으로 이어질 수 있으며, 심각한 인명 피해를 초래할 수 있습니다. 따라서 절연층의 무결성이 가장 중요합니다.
도체를 절연하려면 다음을 사용하여 정밀한 고분자 재료 층을 적용해야 합니다. 단열 압출 라인주요 구성 요소로는 도체용 페이오프, 예열기, 특수 크로스헤드가 있는 압출기, 냉각 홈 시스템, 직경 제어 게이지, 품질 검사를 위한 스파크 테스터, 테이크업 장치가 있습니다.[^5]
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절연 압출 공정에 대해 자세히 알아보겠습니다. 이 단계에서는 도체를 주변 및 동일 케이블 내의 다른 도체로부터 전기적으로 절연시키는 유전체 재료를 도포합니다. 이 단계의 목표는 도체 주위에 적절한 두께와 동심도(중심성)를 가진 균일하고 결함 없는 절연 화합물 층을 도포하여 엄격한 전기적 및 물리적 기준을 충족하는 것입니다.

단열 압출 라인

이 라인은 전력 케이블 제조의 초석으로, 다양한 소재와 도체 크기를 처리할 수 있습니다. 일반적인 구성 요소는 다음과 같습니다.

1. 지불대: 연선/번칭 기계에서 나온 나전선의 릴이나 드럼을 고정합니다. 도선이 늘어나거나 꼬이지 않고 부드럽고 일정하게 공급되도록 정밀한 장력 제어가 필수적입니다. 어큐뮬레이터(도선의 버퍼 길이를 저장하는 수직 또는 수평 타워)를 사용하면 도선 릴 교체 중에도 연속 작동이 가능하여 가동 시간을 극대화할 수 있습니다.
2. 예열기: 도체가 압출기 크로스헤드에 들어가기 직전에 가열되는 유도 가열기 또는 저항 가열기가 있는 경우가 많습니다. 이는 여러 가지 목적으로 사용됩니다. 도체 표면의 잔류 수분을 증발시키거나 윤활제를 제거하는 동시에, 도체와 용융 폴리머 절연체 사이의 접착력과 접합력을 향상시킵니다.
3. 압출기: 이 기계는 절연 폴리머 펠릿(예: PVC, PE, XLPE, LSZH)을 용융시키고 용융된 재료를 크로스헤드로 밀어 넣는 압력을 생성합니다. 주요 부품은 다음과 같습니다.
   • 홉 따는 기계: 플라스틱 펠릿을 보관합니다. 특히 XLPE나 나일론처럼 습기에 민감한 소재의 경우, 습기로 인해 단열재에 공극이나 결함이 발생할 수 있으므로 건조기가 장착된 경우가 많습니다.
   • 통: 여러 개의 온도 조절 구역으로 나누어진 여러 개의 전기 저항 대역으로 가열되는 견고한 실린더입니다.
   • 나사: 배럴 내에서 회전합니다. 기하학적 설계(비행 깊이, 피치, 압축비)는 매우 중요하며, 가공되는 폴리머의 종류에 따라 맞춤 제작됩니다(예: PVC용 스크류는 XLPE용 스크류와 다릅니다). 호퍼에서 펠릿을 이송하여 압축하고, 마찰과 배럴 열을 통해 용융시키고, 용융물을 균질하게 혼합하여 압력을 형성합니다. 압출기 크기는 종종 나사 직경에 따라 정의되며, 필요한 출력에 따라 크게 달라집니다.
   • 난방/냉방 구역: 배럴과 다이의 각 구역에서 정확한 온도 제어는 최적의 용융 품질을 달성하고, 재료 열화(그을음)를 방지하며, 일관된 출력 점도를 보장하는 데 매우 중요합니다.
4. 크로스헤드: 도체와 용융 플라스틱이 만나는 경계면입니다. 도체는 중앙을 축방향으로 통과합니다. 압출기에서 나온 용융 플라스틱은 내부 유동 채널을 통해 정밀하게 가공된 툴링 세트를 통해 배출됩니다. 팁(또는 가이드)지휘자를 안내하는 , 그리고 주사위절연체의 외면을 형성하는 요소입니다. 팁 외경과 다이 내경 사이의 간격은 절연체 벽 두께를 결정합니다. 도체 경로에 대한 팁과 다이의 정밀한 정렬은 우수한 동심도(전면에 걸쳐 균일한 벽 두께)를 달성하는 데 매우 중요합니다. 동심도가 낮으면 얇은 부분이 발생하여 위험한 전기적 취약 지점이 됩니다.
5. 냉각통: 절연된 도체는 크로스헤드를 빠져나오자마자 일반적으로 순환수로 채워진 긴 홈통으로 들어갑니다. 효과적인 냉각은 기공, 내부 응력 또는 변형 없이 절연체를 응고시키는 데 필수적입니다. 이 과정은 종종 여러 단계로 진행됩니다. 일반적으로 초기 냉각을 느리게 하기 위해 온수 구간에서 시작하여 응력을 줄이고 표면 마감을 개선한 후, 점차 냉각수 구간으로 이동합니다. 필요한 홈통 길이는 라인 속도와 절연체 두께에 따라 크게 달라집니다. 고속 라인에는 매우 긴 홈통이 필요하며, 때로는 여러 번 통과하여 배치됩니다.
6. 직경 제어 시스템: 비접촉 레이저 게이지는 냉각 후 절연 도체의 외경을 지속적으로 측정합니다. 이 실시간 데이터는 폐쇄 루프 방식으로 압출기 스크류 속도 또는 캡스턴 속도 제어 장치에 피드백되어 목표 직경을 엄격한 공차(종종 표준에서 요구하는) 내로 자동으로 유지합니다. 또한, 초음파 또는 X선을 이용한 동심도/벽 두께 모니터링 시스템도 중요한 용도에 통합될 수 있습니다.
7. 스파크 테스터: 대부분의 절연 전선에 대한 필수 인라인 안전 점검입니다. 완성된 절연 도체는 고전압 전극(종종 전도성 비드 또는 브러시로 된 커튼)을 통과합니다. 전극과 도체(접지된) 사이에 고전압(표준에 따라 AC 또는 DC, 일반적으로 수 킬로볼트)이 인가됩니다. 핀홀, 균열, 얇은 부분 또는 전도성 오염 물질이 절연을 뚫고 들어오면 스파크가 고장 부위를 통과하여 경보를 울리고, 종종 고장 마커(예: 잉크 스프레이) 또는 카운터를 활성화합니다. 이를 통해 절연의 기본적인 유전 무결성에 대한 100% 검증이 이루어집니다.
8. 캡스턴: 도체를 일정하고 제어된 속도로 전체 라인에 걸쳐 정확하게 끌어당기는 구동 휠(종종 고무 코팅) 또는 벨트 시스템(캐터필러)입니다. 풀리 장력, 압출기 출력 속도, 그리고 캡스턴 속도 간의 정밀한 동기화는 치수 안정성에 필수적입니다.
9. 테이크업 스탠드: 완성된 절연 전선(현재는 흔히 "코어"라고 함)을 스풀이나 드럼에 감습니다. 장력 조절을 위한 댄서 암과 수평 권선을 위한 트래버스 메커니즘과 같은 기능 덕분에 코어가 손상 없이 깔끔하게 감겨 다음 공정 단계(레이업, 테스트 또는 배송)에 투입될 준비가 됩니다. 권취기 앞에 어큐뮬레이터를 배치할 수도 있습니다.

단열재 및 가공 고려 사항

일반적인 단열재에는 서로 다른 가공 조건이 필요합니다.

• PVC: 비용과 난연성 덕분에 저전압에 널리 사용됩니다. 가공이 비교적 용이합니다.
• 체육: 전기적 특성이 우수하여 중전압에 적합합니다. 주의 깊은 온도 제어가 필요합니다.
• XLPE: 우수한 열적 및 전기적 성능으로 인해 중·고압 케이블의 표준으로 사용됩니다. 가교 공정이 필요합니다. MV/HV의 경우, 가교 공정은 증기 또는 질소 압력을 사용하는 별도의 연속 가황(CV) 라인에서 이루어지는 경우가 많습니다. LV 케이블의 경우, 실란 가교법(Sioplas)을 사용하면 수분을 이용한 압출 후 가교가 가능합니다. 가공 XLPE 압출기에서 조기 가교('스코치')를 방지하기 위해 정밀한 온도 제어가 필요합니다.
• LSZH/LS0H: 안전성 측면에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 고충전된 화합물은 종종 연마성이 있어 특수 스크류 설계와 신중한 온도 관리가 필요합니다.
  구하는 단열 압출 올바른 작업에는 기술과 견고한 장비가 필요합니다. 저는 표면 거칠기('샤크스킨'), 내부 기포('버블'), 또는 직경 불일치와 같은 문제 해결을 도왔습니다. 근본 원인은 종종 잘못된 온도 설정, 스크류 속도/설계 문제, 원자재의 수분, 또는 마모되거나 부적절한 툴링에 있습니다. 고품질의 안정적인 압출 라인은 필수적입니다[^5]. HONGKAI는 고객이 다양한 소재의 도체를 성공적으로 절연하여 안전 및 성능에 대한 엄격한 산업 표준[^4]을 충족할 수 있도록 지원하는 데 필요한 압출 시스템과 핵심 공정 지원[^3]을 제공합니다. 예를 들어, 일부 제조업체는 최대 550kV의 초고압 케이블 생산 역량을 강조하며, 이러한 용도에 필요한 최고급 장비의 필요성을 강조합니다.

절연 도체는 어떻게 케이블에 조립되나요?

다중 코어 전력 케이블(3상 전력 또는 제어 애플리케이션에 일반적)의 경우, 이제 여러 개의 개별 절연 코어가 있습니다. 단순히 외피 안에 느슨하게 묶는 것은 효과가 없습니다. 케이블의 형태가 변형되고 유연성이 떨어지며, 취급이나 작동 중에 코어가 서로 상대적으로 이동하여 응력 집중, 마모 또는 병렬 도체에 불균일한 전류 분포가 발생할 수 있습니다. 따라서 구조화된 조립이 필요합니다.
절연 코어는 종종 둥근 모양을 만들고 쿠션을 제공하기 위해 필러와 함께 꼬여 있습니다. 레이업 머신. 행성 레이업 머신드럼 트위스터(drum twister)는 나선형 배열을 만드는 데 흔히 사용되는 유형입니다. 일반적으로 바인더 테이프나 실을 동시에 사용하여 조립된 코어 묶음을 고정합니다.

케이블 조립 또는 "레이업"(케이블링 또는 코어 꼬임이라고도 함) 공정에 대해 자세히 알아보겠습니다. 이 공정은 단일 절연 코어를 접지선(어스선), 파일럿 와이어, 통신 쌍과 같은 다른 요소들과 함께 연결하여 최종 케이블의 다중 요소 중심을 형성하는 공정입니다. 이 공정의 목표는 이러한 요소들을 특정 기하학적 구조, 일반적으로 나선형으로 꼬아 배열하여 유연성, 기계적 안정성, 그리고 일관된 전체 모양(일반적으로 원형)을 제공하는 것입니다. 이는 외장이나 피복과 같은 후속 공정과 설치 중 케이블 글랜드의 적절한 밀봉에 유리합니다.

왜 저축을 하는가?

코어를 나선형으로 꼬아 연결하는 것은 단순히 평행하게 연결하는 것보다 여러 가지 주요 이점을 제공합니다.

• 유연성: 나선형으로 배치된 심선을 가진 케이블은 평행 심선을 가진 케이블보다 훨씬 더 유연하고 구부리기가 쉽습니다. 나선형 경로는 케이블이 구부러질 때 심선이 서로에 대해 약간씩 위치를 조정할 수 있게 하여 절연체와 도체에 가해지는 부담을 줄여줍니다.
• 둥글림 및 컴팩트함: 특히, 원형 코어 사이의 자연스러운 틈새(간극)에 비흡습성 충전재(폴리프로필렌 로프 또는 성형 프로파일 등)를 배치하는 경우, 적층은 조립된 코어 번들의 콤팩트하고 일관된 원형 단면을 얻는 데 도움이 됩니다. 이러한 원형도는 후속 층(베딩, 외장 또는 최종 덮개 등)의 균일한 시공에 필수적이며, 케이블 글랜드 사용 시 효과적인 밀봉을 보장합니다.
• 기계적 안정성: 꼬인 구조는 코어를 상대적인 위치에 단단히 고정하여 취급, 설치(당기기), 또는 작동(열 사이클링) 중에 코어가 과도하게 움직이는 것을 방지합니다. 이를 통해 케이블의 무결성과 전기적 성능이 유지됩니다.

레이업 머신 유형

이 과정에 사용되는 주요 장비는 두 가지 주요 범주로 나뉩니다.

1. 행성형 레이업 머신: 이 장치는 도체에 사용되는 유성 연선기와 유사한 원리로 작동합니다. 개별 절연 코어를 고정하는 보빈은 대형 회전 케이지 내부의 크래들에 장착됩니다. 케이지가 형성되는 케이블의 중심축을 중심으로 회전함에 따라, 각 보빈 크래들은 일반적으로 케이지 회전 방향과 반대 방향으로 회전하도록 기어링됩니다(또는 기어링에 따라 선축에 대해 고정된 상태를 유지합니다). 이를 통해 개별 코어가 중심축을 중심으로 나선형으로 배치됩니다. 없이 자체 축을 중심으로 꼬여 있습니다(역꼬임 없음). 이는 특히 직경이 큰 코어나 미리 성형된(섹터형) 도체를 가진 케이블에 중요한데, 코어 자체에 비틀림 응력이 발생하는 것을 방지하기 때문입니다. 필러는 동일한 회전 케이지 내에 장착된 별도의 보빈에서 공급되거나, 케이지 외부의 고정된 페이오프에서 공급될 수 있습니다. 행성형 기계는 꼬임의 형상과 장력을 탁월하게 제어하여 고품질 코어를 생산하지만, 일반적으로 드럼 트위스터에 비해 더 복잡하고, 더 많은 공간을 필요로 하며, 더 낮은 속도로 작동합니다. 일부 제조업체는 공중 번들 케이블(ABC)과 같은 특정 케이블 유형의 조립에 적합한 행성형 기계를 제공합니다.
2. 드럼 트위스터: 이 방법은 매우 일반적이고 효율성이 뛰어나며, 특히 원형 코어를 가진 중소형 전력 및 제어 케이블을 긴 길이로 제조하는 데 적합합니다. 드럼 트위스터에서, 페이오프 릴은 절연 코어에 공급됩니다. 그리고 조립된 코어를 감는 메인 테이크업 드럼은 둘 다 기계의 중심축을 중심으로 회전하는 대형 회전 구조물(크래들 또는 "드럼") 내에 장착됩니다. 코어는 페이오프 릴에서 당겨져 가이드와 필러 도포기를 통과한 후, 성형 다이(폐쇄 다이)에서 모여 서로 꼬이고, 경우에 따라 테이프로 묶인 후 테이크업 드럼에 감깁니다. 이 모든 과정에서 페이오프 및 테이크업 어셈블리 전체가 하나의 유닛처럼 회전합니다. 테이크업 드럼이 꼬임 동작과 함께 회전하기 때문에, 제어된 양의 역방향 꼬임이 발생합니다. ~이다 개별 코어에 부여됩니다(케이블 배선과 동일). 드럼 트위스터는 행성식 기계보다 훨씬 빠른 속도로 작동할 수 있고, 종종 더 소형이며, 일반적으로 표준 케이블 유형을 대량으로 생산하는 데 비용 효율적인 것으로 간주됩니다.

핵심 구성 요소 및 프로세스 요소

특정 기계 유형에 관계없이 성공적인 레이업 작업을 위해서는 몇 가지 요소가 중요합니다.

• 핵심 보상: 절연 코어의 보빈이나 릴을 단단히 고정하십시오. 보빈이나 릴은 각 코어에 대해 신뢰할 수 있고 개별적으로 조절 가능한 장력 제어 기능을 제공하여, 마감 지점에서 코어가 너무 느슨하거나 너무 조이지 않고 균일하게 결합되도록 해야 합니다.
• 회전 케이지/드럼: 코어를 조립하기 위해 꼬임을 주는 핵심 메커니즘입니다.
• 필러 페이오프: 주심 사이의 틈을 메우기 위해 필러 요소(일반적으로 압출 프로파일, 꼬인 폴리프로필렌(PP) 로프, 또는 경우에 따라 더미 절연 심선)를 공급합니다. 원하는 원형도, 밀도, 그리고 유연성을 확보하려면 적절한 필러 선택 및 배치가 필수적입니다.
• 마감 다이 / 성형 플레이트: 코어와 필러가 수렴하면서 원하는 나선형 구성으로 이어지도록 안내하는 모양의 구멍이 있는 강화 강철 다이 또는 판입니다.
• 바인더 헤드 / 테이핑 헤드: 마감 다이 바로 뒤에 위치하는 이 장치는 조립된 코어 위에 하나 이상의 바인더 테이프(예: 폴리에스터 필름(마일라), 부직포 테이프, 또는 경우에 따라 유리 섬유 테이프)를 나선형으로 부착합니다. 이 중요한 단계는 구조물을 단단히 고정하여 캡스턴과 테이크업에 도달하기 전에 튕겨져 나가는 것을 방지합니다. 적절한 테이프 장력과 겹침이 중요합니다.
• 캡스턴: 조립된 코어를 정밀하게 제어된 속도로 기계 안으로 끌어당깁니다. 캡스턴의 선형 속도와 케이지/드럼의 회전 속도의 비율이 코어의 회전 속도를 결정합니다. 레이 길이 (코어가 나선형으로 한 바퀴 완전히 감길 때 케이블을 따라 이동하는 축 방향 거리). 일관된 꼬임 길이는 케이블의 유연성, 직경 안정성, 그리고 기계적 성능에 영향을 미치는 중요한 매개변수입니다. 꼬임 길이는 일반적으로 케이블 설계 표준에 명시됩니다.
• 테이크업: 조립된 케이블 코어를 대형 공정 드럼이나 릴에 감아 다음 단계(예: 베딩, 외장, 피복)를 준비합니다. 견고한 구조와 구동 장치, 그리고 정확한 수평 권취(횡단) 메커니즘이 필요합니다.
  드럼 트위스터를 사용하여 4코어 전력 케이블의 레이업 공정을 최적화하는 데 도움을 준 적이 있습니다. 당시 고객은 코어 형상의 불일치와 간헐적인 피복 침하 문제를 겪고 있었습니다. 저희는 코어 페이오프의 장력 불균형과 바인더 테이프 장력 부족으로 인해 조립 후 코어 구조가 약간 이완되는 것이 근본 원인임을 발견했습니다. 페이오프 브레이크를 정밀하게 조정하고 바인더 장력을 높임으로써 훨씬 더 안정적이고 균일한 원형 코어를 얻을 수 있었습니다. HONGKAI는 다양한 유형의 레이업 기계[^1][^5]를 공급하고 필요한 기술 지원[^3]을 제공하여 고객이 특정 케이블 설계[^4]에 필요한 정밀한 코어 형상을 달성하기 위해 장력, 레이 길이, 필러 도포 등의 매개변수를 미세 조정할 수 있도록 지원합니다.

전력 케이블에 갑옷을 입히는 시기와 방법은?

많은 전력 케이블, 특히 땅에 직접 매설되거나, 수중에 설치되거나, 광산이나 중공업 공장처럼 혹독한 산업 환경에서 사용되는 케이블은 기계적 손상으로부터 추가적인 보호가 필요합니다. 일반적인 절연 및 피복으로는 토양이나 차량의 압착력, 암석이나 굴착 도구의 날카로운 충격, 심지어 설치류의 지속적인 공격을 견디기에 충분하지 않을 수 있습니다. 아머는 이러한 필수적인 기계적 보호막을 제공하여 혹독한 환경에서 케이블의 복원력과 수명을 크게 향상시킵니다.
일반적으로 아연 도금 강선(STA) 또는 아연 도금 강선(SWA)으로 구성된 아머링(Armoring)은 아머링 라인(Armoring Line)을 사용하여 케이블 코어(일반적으로 '베딩(bedding)'이라고 하는 중간 보호층 위에 설치) 위에 시공됩니다. 이 공정은 상당한 압착, 충격, 그리고 때로는 인장 강도를 제공하여 케이블을 직접 매설하거나 물리적 손상이 발생할 가능성이 있는 기타 중장비에 적합합니다.

아머링 공정에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다. 이는 케이블 제조 과정에서 선택적인 단계로, 의도한 용도가 아머링되지 않은 케이블보다 더 높은 수준의 기계적 견고성을 요구할 때만 적용됩니다. 이 공정은 케이블의 물리적 응력 저항력을 크게 향상시킵니다.

왜, 언제 갑옷을 입어야 할까?

전력 케이블에 금속 외장을 추가하는 주요 이유는 다음과 같습니다.

• 향상된 기계적 보호: 강한 압착력(예: 깊은 매몰, 중장비 통행), 날카로운 충격(예: 파기 중의 우발적 타격), 마모(예: 설치 중의 끌림)에 저항합니다.
• 인장 강도 증가: 특히 강철 와이어 아머(SWA)는 케이블의 종방향 강도를 상당히 높여줍니다. 이는 수직으로 설치되는 케이블(예: 갱도나 고층 건물), 장거리 케이블, 또는 장력이 가해질 수 있는 수중 매설 케이블에 유용합니다.
• 설치류 보호: 강철 테이프 갑옷(STA)이나 밀집된 강철 와이어(SWA)로 만든 장벽은 쥐나 다람쥐와 같은 설치류가 갉아먹는 피해를 막는 데 매우 효과적입니다. 이는 일부 지역에서 심각한 문제가 될 수 있습니다.
  장갑은 일반적으로 다음과 같은 경우에 지정되고 요구됩니다.
• 직접 매설 케이블: 전선이나 덕트로 보호하지 않고 땅속의 참호에 직접 설치하는 케이블입니다.
• 해저 또는 수중 케이블: 닻, 낚싯도구, 해저 움직임 등으로 인한 잠재적 손상에 대비해 높은 강도와 견고한 보호 기능이 필요합니다.
• 광산 케이블: 낙석 위험, 대형 차량에 의한 압착 위험, 끊임없는 휘어짐이나 끌림 등 극도로 혹독한 환경에 노출됩니다.
• 중공업 환경: 케이블이 기계, 떨어진 물체 또는 부식성 화학 물질의 충격에 노출될 수 있는 위치(갑옷은 특수 덮개와 결합될 수 있음).
• 위험 지역: 불리한 조건에서도 전력 공급의 무결성을 유지하는 것이 안전에 중요한 경우(예: 석유 및 가스 시설).
  

  금속 갑옷의 종류

  전력 케이블에 사용되는 가장 일반적인 두 가지 금속 외장 유형은 다음과 같습니다.

  1. 강철 테이프 갑옷(STA): 이 테이프는 케이블 코어(베딩층 위)를 나선형으로 감싸는 두 겹의 아연 도금 강철 테이프로 구성됩니다. 테이프는 일반적으로 각 층 내에서 특정 간격으로 겹쳐서 적용되며, 두 번째 층은 첫 번째 층의 틈을 덮도록 적용됩니다(인터록 또는 이중 테이프 아머). STA는 압착력에 대한 탁월한 보호 기능을 제공하며 매우 효과적인 설치류 차단재입니다. 그러나 와이어 아머에 비해 인장 강도는 상대적으로 낮습니다. 중전압 배전 케이블에 자주 사용됩니다. 자기적 특성이 바람직하지 않은 경우(예: 민감한 장비 주변)에는 알루미늄 테이프 아머(ATA)를 대신 사용할 수 있습니다.
  2. 강철 와이어 갑옷(SWA): 이 제품은 케이블 코어(베딩층 위)를 나선형으로 감싸는 단일 층의 원형 아연 도금 강선으로 구성됩니다. 모든 와이어는 일반적으로 동일한 방향(보통 왼손 방향)으로 적용되며, 와이어가 서로 닿도록 완전히 덮입니다. SWA는 뛰어난 인장 강도('인장 강도')와 충격 및 압착에 대한 매우 우수한 보호력을 제공합니다. 전 세계 여러 지역에서 중장비 산업용 케이블과 직접 매설 저압 및 중압 케이블에 가장 일반적으로 사용되는 외장재입니다. AC 시스템에 사용되는 단심 케이블의 경우, 알루미늄 와이어 아머(AWA) ~ 해야 하다 강철선 대신 사용할 수 있습니다. 단일 도체에 교류 전류가 흐르면서 발생하는 교류 자기장이 자성 강철 외장에 상당한 와전류와 히스테리시스 손실을 유발하여 과도한 열을 발생시키기 때문입니다. 비자성 알루미늄은 이러한 문제를 방지합니다.
     

     기갑선

     외장 작업은 일반적으로 전용 라인에서 수행되지만, 공장 설비 및 케이블 종류에 따라 베딩 압출 또는 외장 작업과 통합되는 경우도 있습니다. 외장 작업과 관련된 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

  3. 침구층 적용(종종 선행 또는 인라인): 경금속 외장재를 적용하기 전에, 일반적으로 적층된 코어 다발 위에 완충재 또는 "베딩" 재료를 도포합니다. 이 베딩(PVC, PE 또는 LSZH 압출층 또는 경우에 따라 테이프 층)은 두 가지 주요 목적을 갖습니다. 베딩은 외장 와이어나 테이프가 놓일 수 있는 매끄럽고 균일하며 마모되지 않는 표면을 제공하며, 외장재 적용 또는 굽힘 시 외장재에 의한 잠재적 손상으로부터 하부 절연 코어를 보호합니다.
  4. Bedded Core의 보상: 케이블 코어가 들어 있는 드럼을 이미 베딩 층이 적용된 상태로 고정합니다.
  5. 방어구 보상: 배열은 갑옷 유형에 따라 달라집니다.
     • STA용: 크고 무거운 아연 도금 강철 테이프 패드 또는 코일을 고정하도록 설계된 페이오프 스탠드(일반적으로 두 겹에 페이오프 두 세트)입니다. 장력 조절이 중요합니다.
     • SWA의 경우: 다수의 페이오프(각 장갑선당 하나씩)가 필요합니다. 이는 전선을 둘러싼 고정 스탠드에 장착된 보빈일 수도 있고, 더 일반적으로는 장갑 장비 케이지 내부의 대형 회전 보빈에 장착될 수도 있습니다. 일관성 장력 조절 각 와이어마다 중요합니다.
  6. 방어구 도포기 / 스트랜딩 케이지: 장갑을 적용하는 기계 섹션:
     • STA의 경우: 롤러와 가이드가 장착된 회전 테이핑 헤드가 강철 테이프를 올바른 각도와 지정된 중첩 위치로 코어 주위에 나선형으로 감습니다.
     • SWA의 경우: 대형 회전 케이지(강성 스트랜더 또는 유성 스트랜더와 원리적으로 유사)가 외장 와이어(케이지 내부의 보빈 또는 외부에서 공급)를 운반합니다. 케이지가 회전하고 케이블 코어가 앞으로 이동함에 따라 와이어는 특정 레이 각도와 레이 길이로 베드 코어 표면에 나선형으로 놓입니다.
  7. 마감 다이 / 성형 롤러: 케이블 코어 주위에 보호 와이어나 테이프가 단단하고 닫혀 있고 일관된 층을 형성하도록 보장합니다.
  8. 바인더 헤드(선택 사항이지만 SWA에서는 일반적임): 특히 SWA의 경우, 바인더 테이프(예: 폴리에스터)를 도포 직후 외장층 위에 나선형으로 붙이는 경우가 많습니다. 이렇게 하면 케이블이 캡스턴에 도달하거나 외부 피복을 입기 전에 외장 와이어를 단단히 고정하여 헐거워지거나 이탈되는 것을 방지할 수 있습니다.새장‘).
  9. 캡스턴: 통제된 속도로 장갑 구역을 통해 장갑이 장착된 케이블을 당깁니다.
  10. 테이크업: 무겁고 견고한 케이블을 크고 견고한 드럼에 감습니다. 무게와 직경이 크게 증가했기 때문에, 테이크업 시스템에는 강력한 구동 장치, 견고한 드럼 핸들링 성능, 그리고 수평 와인딩을 위한 정확한 이송이 필요합니다.
      

      재료 고려 사항 및 과제

• 직류 전기 치료: 강철 테이프와 전선의 아연 도금은 내식성에 매우 중요합니다. 표준에는 종종 최소 아연 도금 중량이나 두께가 명시되어 있습니다.
• 와이어/테이프 특성: 와이어의 인장 강도, 테이프의 연성, 치수 허용 오차는 모두 중요한 품질 매개변수입니다.
• 장력 조절: 언급된 바와 같이 SWA 적용 중 일관되지 않은 긴장은 다음과 같은 문제의 일반적인 원인입니다.새장(하중이나 굽힘 시 전선이 바깥쪽으로 튀어나오는 경우) 또는 고르지 않은 장갑 적용 범위. 정확하고 신뢰할 수 있는 장력 조절 각 전선에 대한 지불은 매우 중요합니다.
  나는 고객과 함께 작업한 것을 기억합니다. SWA 케이블 정확히 이런 상황에 직면한 사람은 누구였는가?새장특히 케이블이 최소 권장 반경 근처에서 구부러졌을 때 문제가 발생했습니다. 이 문제는 아머링 케이지로 공급되는 여러 와이어 보빈 간의 장력 차이와 약간 너무 큰 레이 각도가 결합된 데서 기인했습니다. 장력 시스템의 페이오프를 점검하고 기어비를 조정하여 약간 더 짧고 촘촘한 레이를 구현함으로써 문제가 완전히 해결되었습니다. HONGKAI는 테이프(STA) 또는 와이어(SWA)용 [^1][^5] 아머링 라인을 공급하고, 이러한 문제를 극복하고 아머가 최대 보호 및 신뢰성을 위해 올바르게 적용되도록 하는 데 필요한 구성 지원 [^3]을 제공합니다 [^4].

전력 케이블을 보호하는 마지막 단계는 무엇입니까?

도체를 꼼꼼하게 뽑아서 꼬아 만들고, 정밀하게 절연하고, 심선에 조심스럽게 배치하고, 어쩌면 견고한 금속 외장을 추가했을 수도 있습니다. 하지만 케이블에는 여전히 전체적인 환경적 밀봉과 악천후 및 설치 위험으로부터 보호하는 최종적인 보호층이 필요합니다. 외장이 있는 경우를 포함한 내부 부품은 여전히 습기, 화학 물질, 햇빛, 그리고 마모에 노출되어 취약합니다. 이 최종적인 보호층은 케이블의 장기적인 신뢰성과 특정 작동 환경에 대한 적합성을 보장하는 데 매우 중요합니다.
최종 제조 단계는 다음을 적용하는 것입니다. 외피 또는 피복(재킷팅) 라인을 사용하여 피복을 제작합니다. 이 공정은 조립된 (그리고 잠재적으로 외장 및 결합된) 케이블 코어 위에 견고한 열가소성 또는 열경화성 층(일반적으로 PVC, PE, LSZH 또는 경우에 따라 TPU나 고무와 같은 특수 화합물)을 압출하는 것을 포함합니다. 이 피복은 필수적인 환경 보호, 기계적 내구성이 뛰어나고 식별 표시가 있습니다.[^5]

더 깊이 파고들어 보자 외피ing(또는 jacketing) 공정. 이는 전력 케이블에 최종 외관을 부여하고 외부와의 주요 차단막 역할을 하며, 종종 표면에 인쇄 또는 양각으로 중요한 정보를 표시하는 최종 제조 단계입니다. 이 층의 품질, 재료 선택, 그리고 균일한 도포는 수십 년에 달할 수 있는 케이블의 예상 수명 동안 모든 내부 부품을 보호하는 데 매우 중요합니다.

외부 덮개의 목적

그만큼 외피 여러 가지 중요한 기능을 제공합니다.

• 환경 보호: 이는 습기, 먼지, 토양 화학 물질, 오일 및 기타 절연을 약화시키거나 갑옷이나 스크린과 같은 금속 부품을 부식시킬 수 있는 잠재적으로 유해한 오염 물질의 침투를 막는 주요 장벽 역할을 합니다.
• 자외선 저항성: 옥외에 설치되거나 햇빛에 노출되는 케이블의 경우, 외장은 하부 재료(특히 흑색이 아닌 절연층이나 베딩층)를 자외선으로 인한 열화로부터 보호해야 합니다. 이는 일반적으로 충분한 양의 미세 분산된 카본 블랙(약 2-2.5%)을 외장 화합물(특히 PE/XLPE 외장의 경우)에 첨가하거나 다른 폴리머에 특정 자외선 차단 첨가제를 사용하는 방식으로 이루어집니다.
• 내마모성: 덮개는 설치(덕트를 통해 끌어당기기, 트렌치에 깔기) 중과 케이블의 사용 수명 동안 발생하는 긁힘, 마찰 및 일반적인 마모를 견딜 수 있도록 설계된 튼튼한 외부 표면을 제공합니다.
• 난연성/화재 안전: 특히 실내 설치나 중요 인프라와 같은 많은 용도에서 외피는 특정 내화 성능을 갖춰야 합니다. PVC나 LSZH와 같은 화합물은 발화 방지, 케이블 내 화염 확산 방지, 그리고 LSZH의 경우 연소 시 낮은 수준의 연기와 유독성 할로겐 가스 발생 없이 엄격한 화재 안전 규정을 충족하도록 제조됩니다.
• 기계적 무결성: 덮개는 케이블 조립체 전체를 고정하여 구조적 지지력을 제공하고 내부 구성 요소의 상대적 위치를 유지합니다.
• 신분증: 외장의 외부 표면은 제조사명, 정격 전압, 케이블 종류(예: SWA, LSZH), 도체 크기 및 개수, 관련 표준 준수 마크, 제조 연도, 그리고 순차적 길이 표시(미터 마크)와 같은 필수 정보를 영구적으로 표시하는 데 사용됩니다. 이는 잉크젯 인쇄 또는 엠보싱을 통해 가능합니다.
  

  피복 라인 구성 요소

  피복에 사용되는 기계는 개념적으로 절연 압출 라인과 매우 유사하지만, 일반적으로 더 크고 무겁고 강력하여 완성된 전력 케이블, 특히 외장 케이블의 직경이 더 크고 무게가 더 무겁고 구조가 더 복잡한 특성을 수용합니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

  1. 지불: 크고 무거운 케이블 코어 드럼을 고정하고, 경우에 따라 외장 처리된 케이블을 고정합니다. 코어를 라인에 부드럽고 제어된 상태로 공급하려면 강력한 구동 장치와 안정적인 장력 제어 시스템(예: 댄서 암 또는 로드 셀)을 갖춘 견고한 구조가 필요합니다. 무거운 드럼을 교체하는 긴 공정 동안 연속 작동을 보장하기 위해 대형 케이블 라인에는 어큐뮬레이터가 자주 사용됩니다.
  2. 핵심 전처리(선택 사항): 재료와 원하는 접착력에 따라, 코어는 압출기에 들어가기 직전에 세척 스테이션(예: 브러싱이나 에어 와이프)이나 접착력 증진제 또는 방수 화합물 도포기를 거칠 수 있습니다.
  3. 압출기: 대규모 압출기는 선택된 피복 컴파운드(일반적으로 PVC, LDPE, MDPE, HDPE, LSZH/LS0H 컴파운드와 같은 다양한 등급의 폴리에틸렌, 또는 열가소성 폴리우레탄(TPU)이나 염소화 폴리에틸렌(CPE)과 같은 특수 소재)를 용융합니다. 피복 컴파운드는 필러 함량(예: 난연제, 자외선 안정제)이 높은 경우가 많으므로, 재료 열화(소성) 없이 적절한 용융, 균질화 및 일관된 출력을 보장하기 위해 여러 배럴 구역에 걸친 스크류 설계와 정밀한 온도 제어가 매우 중요합니다. 대용량 호퍼 로더와 효율적인 재료 건조 시스템은 표준 사양입니다. 압출기 덮개선에 사용되는 나사 직경은 최대 150mm까지 가능하며, 매우 큰 케이블의 경우 200mm까지 가능합니다.
  4. 크로스헤드: 원리는 절연 크로스헤드와 유사하지만 훨씬 더 크고 견고합니다. 케이블 코어가 중앙을 통과하면 압출기에서 나온 용융 플라스틱 컴파운드가 내부 유동 채널을 통해 압출되어 정밀 가공된 대형 툴링 세트(팁 및 다이)를 통해 배출되어 코어 주변에 피복층을 형성합니다. SWA 아머와 같은 불규칙한 표면 위의 피복의 경우, 컴파운드가 적절하게 유동하고 주름을 채워 기공 없이 균일한 벽 두께를 제공하도록 툴링 설계가 특히 중요합니다. 일반적으로 가압 압출 기법(용융 압력이 다이를 채우는 방식) 또는 튜브온/재키팅 튜브 기법(피복을 약간 큰 튜브로 압출한 후 코어 위로 끌어당기는 방식, 종종 교정을 위해 진공 보조 장치 사용)이 사용됩니다.
  5. 냉각통: 두꺼운 피복층을 점진적이고 균일하게 냉각하고 응고시키기 위해서는 긴 물받이(고속 라인의 경우 50~100미터 이상, 때로는 여러 번 통과하는 경우도 있음)가 필요합니다. 단열재와 마찬가지로, 변형, 기공, 과도한 수축 또는 나중에 균열을 유발할 수 있는 내부 응력을 방지하기 위해 제어된 냉각(보통 따뜻하게 시작하여 점차 차가워지는 방식)이 필수적입니다. 효율적인 열 교환과 물 순환이 핵심입니다.
  6. 건조기: 고속 에어 와이프나 블로워를 사용하면 인쇄, 테스트 또는 픽업 전에 케이블 표면에 남아 있는 물기를 제거할 수 있습니다.
  7. 직경 게이지: 레이저 게이지는 최종 케이블 직경을 지속적으로 모니터링하여 자동 제어를 위한 피드백을 제공합니다. 특히 고전압 또는 중요 응용 케이블의 경우, 벽 두께 모니터링(초음파 또는 기타 방법)도 사용될 수 있습니다.
  8. 스파크 테스터(때때로 지정됨): 1차 절연 층은 스파크 테스트를 거쳤을 가능성이 높지만, 일부 케이블 표준이나 고객 사양에서는 중간 공정에서 발생한 중대한 손상이나 덮개 자체의 주요 결함을 감지하기 위한 추가 품질 검사의 일환으로 외부 덮개에 대한 최종 스파크 테스트를 요구할 수 있습니다.
  9. 잉크젯 프린터/엠보서: 필요한 식별 표시를 덮개 표면에 인쇄합니다. 설치 및 환경 노출 후에도 읽을 수 있는 고품질의 내구성 있는 인쇄가 매우 중요합니다. 시스템은 프로그래밍 가능한 표시 내용과 공장 생산 제어 시스템과의 인터페이스를 허용할 수 있습니다. 엠보싱(압출 과정에서 형성되는 양각 문자)은 표시의 내구성을 더욱 높여줍니다.
  10. 캐터필러/캡스턴: 크고 무거운 케이블을 위한 듀얼 캐터필러(벨트형 풀러)로 구성된 강력한 풀링 장치는 외피를 손상시키지 않으면서도 충분한 그립력을 제공하며, 완성된 케이블을 정확하고 일정한 속도로 라인을 통해 끌어당깁니다. 압출기 출력과의 동기화가 매우 중요합니다.
  11. 축전지(선택 사항): 특히 대형 드럼에 매우 크고 무거운 케이블을 생산하는 라인에서 릴 교체에 상당한 시간이 소요될 수 있는 경우에 유용합니다. 어큐뮬레이터는 완성된 케이블을 상당량 저장하여 교체 중에도 압출 공정을 중단 없이 계속 진행할 수 있도록 합니다.
  12. 테이크업: 완성된 전력 케이블을 대형 강철 또는 목재 운송 드럼에 감습니다. 견고한 구조, 정밀한 토크 및 속도 제어 기능을 갖춘 강력한 구동 시스템, 수평 권취를 위한 견고한 트래버싱 메커니즘(손상 방지 및 드럼 안정성 확보), 그리고 종종 통합 절단 메커니즘이 필요합니다. 테이크업 용량은 해당 드럼의 큰 직경과 무게에 맞춰야 합니다.
      

      덮개 재료 및 선택

      덮개 재료의 선택은 케이블의 의도된 적용 환경과 필요한 성능 특성에 따라 결정됩니다.

• PVC: 범용 저압 케이블에 여전히 널리 사용되며, 비용, 유연성, 난연성 간의 균형이 잘 맞습니다. 다양한 제형으로 내유성, 내열성, 유연성이 각기 다릅니다.
• PE(LDPE, MDPE, HDPE): 우수한 내습성과 인성(특히 HDPE)으로 인해 옥외 및 직접 매설에 적합합니다. 자외선 안정성을 위해 카본블랙이 필요합니다. MDPE는 중공성 케이블에 자주 사용됩니다.
• LSZH/LS0H: 화재 안전(저연성, 무할로겐)이 매우 중요한 곳(예: 공공 건물, 터널, 대중교통, 선박)에서는 필수입니다. 더 단단하고 더 세심한 처리가 필요할 수 있습니다. PVC 또는 PE.
• TPU: 탁월한 내마모성, 인성, 유연성(저온에서도) 및 우수한 내화학성/내유성을 제공합니다. 매우 까다로운 유연성 코드, 트레일링 케이블(광산, 로봇 공학) 또는 혹독한 산업 환경에 이상적입니다. PVC/PE.
• 고무(예: EPR, CPE, PCP): 넓은 온도 범위에서 높은 유연성, 극한의 인성 또는 특정 내화학성이 요구되는 용도(예: 용접 케이블, 광산 케이블, 선박용 케이블)에 사용됩니다. 일반적으로 압출 후 별도의 가황(경화) 공정이 필요합니다.
  잘못된 피복제를 사용하거나 잘못된 처리로 인해 현장에서 고장이 발생하는 상황을 경험한 적이 있습니다. 예를 들어, 표준 피복제를 사용하는 경우 PVC 자외선 노출이 높은 환경에서는 조기 균열이 발생했습니다. 또 다른 경우에는 LSZH 외장 라인의 부적절한 냉각으로 인해 내부 응력이 발생하여 추운 날씨에 설치하는 동안 균열이 발생했습니다. 적절한 재료 선택 그리고 적절한 외장 라인에서 올바르게 가공하는 것이 매우 중요합니다. HONGKAI는 시장에서 요구하는 다양한 크기와 재질의 전력 케이블을 처리할 수 있는 견고한 외장 라인을 공급하며, [^5] 고객이 모든 필수 사양 및 표준을 충족하는 고품질의 내구성 있는 최종 제품을 얻을 수 있도록 필수적인 공정 지침 [^3]을 제공합니다 [^4].

전력 케이블의 품질과 안전을 어떻게 보장하시나요?

전력 케이블 제조는 정교한 기계를 사용하는 여러 복잡한 단계를 거칩니다. 특히 이러한 케이블이 에너지를 안전하게 전달하는 데 중요한 역할을 한다는 점을 고려하면, 단순히 적합한 자재를 조립하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 공장에서 출고되는 모든 케이블이 국내 및 국제 기관에서 제정한 엄격한 품질 및 안전 기준을 충족하는지 반드시 확인해야 합니다. 결함이 있거나 규격을 준수하지 않는 전력 케이블을 배송하면 단락, 화재, 장비 파손, 심각한 부상 또는 사망, 막대한 법적 책임, 그리고 회사 평판의 돌이킬 수 없는 손상 등 심각한 고장으로 이어질 수 있습니다. 철저하고 문서화된 테스트는 선택 사항이 아니라 절대적으로 필요합니다.
품질 보증 생산 과정(공정 중 관리)과 최종 제품 릴 출하 전 모두에서 엄격한 전기적, 기계적, 치수 및 재료 시험으로 구성된 포괄적인 시스템을 포함합니다. 주요 시험으로는 도체 저항 검증, 절연 저항 측정, 내전압(Hipot) 시험, 꼼꼼한 치수 검사, 그리고 케이블 유형 및 용도에 따라 잠재적으로 까다로운 기계적 및 화재 성능 시험이 포함됩니다.[^3][^4]

전력 케이블의 중요한 테스트 및 품질 관리(QC) 영역에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 이는 단순한 최종 검사 지점이 아니라, 원자재가 귀사 시설에 도착하는 순간부터 완제품 케이블의 배송 승인까지 전체 제조 공정에 체계적으로 통합된 접근 방식입니다. 주요 목표는 관련 표준(IEC, BS, VDE, UL, CSA 등) 준수 여부를 확인하고, 케이블이 의도된 사용 수명 동안 안전하고 신뢰할 수 있는 성능을 발휘하도록 보장하며, 고객과 규제 기관에 품질에 대한 문서화된 증거를 제공하는 것입니다.

공정 중 품질 관리(IPQC)

제조 과정 초기에 문제를 감지하고 수정하면 폐기물을 줄이고 결함 있는 부품이 생산 라인에서 더 이상 생산되지 않도록 방지하여 상당한 비용을 절감할 수 있습니다. 주요 점검 사항 수행 ~ 동안 제조 단계는 다음과 같습니다.

• 원자재 검사: 유입되는 재료의 중요한 특성 검증: 구리/알루미늄 막대의 전도도 및 치수[^2], 용융 흐름 지수, 밀도, 수분 함량, 절연 및 덮개 화합물의 오염 수준.
• 그림/좌초: 마이크로미터나 레이저 게이지를 사용하여 와이어 직경을 정기적으로 점검하고, 결함이 있는 표면 마감을 시각적으로 검사하고, 최종 가닥 도체 직경과 유연성을 측정하고, 올바른 길이와 방향을 확인합니다.
• 단열 압출: 절연 직경(레이저 게이지) 및 동심도(초음파 또는 X선 게이지)를 실시간으로 지속적으로 모니터링하고, 스파크 테스터 결과를 지속적으로 모니터링하며(스파크 발생 시 경보/표시), 표면 마감을 육안으로 검사합니다. 정기적인 오프라인 검사에는 프로파일 프로젝터 또는 측정 현미경을 사용하여 원주를 따라 여러 지점에서 절연 두께를 정밀하게 측정하기 위한 샘플 채취 및 도체 접착력 테스트가 포함됩니다.
• 레이업: 올바른 코어 식별(색상/번호)을 확인하고, 적층된 코어의 기하학(원형도, 직경)을 확인하고, 올바른 적층 길이와 방향을 확인하고, 필러의 적절한 배치와 장력을 보장하고, 바인더 테이프 적용(장력, 중첩)을 확인합니다.
• 장갑(해당되는 경우): 베딩 두께와 무결성을 점검하고, 아머 테이프의 겹침/간격 또는 와이어 간격과 커버리지를 검증하고, 올바른 아머 레이 각도/길이를 확인하고, 손상된 와이어나 테이프를 검사합니다.
• 덮개: 최종 케이블 직경(레이저 게이지)의 실시간 연속 모니터링, 인쇄 품질(가독성, 내구성, 미터 마크 정확도) 점검, 스파크 테스터 결과 모니터링(외피에 해당하는 경우). 정기적인 오프라인 점검에는 여러 지점에서 외피 두께를 측정하고 마크를 확인하는 작업이 포함됩니다.

최종 제품 테스트(일상, 샘플 및 유형 테스트)

케이블 제조 공정이 완료되고 케이블이 최종 납품 드럼이나 릴에 감겨지면 일련의 최종 테스트가 수행됩니다. 이러한 테스트는 대부분의 표준에서 정의하는 대로 일반적으로 세 가지 범주로 나뉩니다.

1. 정기 검사: 수행됨 모든 배송 전 단일 길이의 케이블을 제조하는 과정입니다. 이는 기본적인 전기적 무결성을 보장하는 데 주로 중점을 둡니다.
2. 샘플 테스트: 완성된 케이블에서 채취한 샘플에 대해 통계적 기준(예: 배치 또는 생산 라인별)으로 수행합니다. 여기에는 치수 및 기계적 특성을 검증하는 파괴 시험이 포함되는 경우가 많습니다.
3. 유형 테스트: 특정 재료와 공정을 사용하여 제조된 특정 케이블 설계가 관련 표준의 모든 요건을 충족함을 입증하기 위해 한 번만 실시합니다. 전기적, 기계적, 재료적, 내화적 성능 측면을 포함한 가장 포괄적인 시험입니다. 설계, 재료 또는 제조 공정이 크게 변경되는 경우에만 반복하여 실시합니다.
   주요 전기 테스트(대부분 정기 테스트):
   • 도체 저항 테스트: 고감도 마이크로옴미터(켈빈 브리지)를 사용하여 각 전력 도체의 직류 저항을 측정합니다. 이를 통해 도체의 정확한 단면적을 확인하고 금속의 품질(전도도)을 점검합니다. 측정값은 일반적으로 표준 온도 계수를 사용하여 표준 기준 온도(예: 20°C)로 보정하고 케이블 표준(예: IEC 60228)에 명시된 최대 허용 저항값과 비교합니다. 허용 저항보다 높은 값은 용량 부족 또는 재료 품질 불량을 나타내며, 이는 전력 손실 증가 및 작동 중 과열로 이어질 수 있습니다.
   • 절연 저항(IR) 테스트: 전기 저항을 측정합니다 ~을 통해 절연층은 일반적으로 각 도체와 함께 묶여 접지된 다른 모든 도체/차폐막/외장 사이, 또는 단일 코어의 경우 도체와 수조 사이에 위치합니다. 교정된 메가옴계("메거")를 사용하여 높은 DC 전압(예: 케이블 전압 정격에 따라 500V, 1000V, 2500V 또는 5000V)을 일정 시간(예: 1분) 동안 인가합니다. 매우 높은 저항 측정값(일반적으로 킬로미터당 수백 또는 수천 메가옴, 심지어 기가옴)은 절연이 깨끗하고 건조하며 연속적이며 심각한 결함이나 오염이 없음을 나타냅니다. 낮은 측정값은 잠재적인 문제를 시사합니다. 이는 중요한 일상 안전 점검입니다.
   • 고전압 내전압 시험(Hipot Test): 이 시험은 아마도 가장 중요한 전기 안전 시험으로, 절연체에 정상 작동 전압을 훨씬 초과하는 전압을 가하여 서비스 중단으로 이어질 수 있는 취약점을 감지하도록 설계되었습니다. 각 도체와 서로 연결되고 접지된 다른 모든 도체/차폐선/외장 사이에 교류 또는 직류 전압(표준에 명시된 전압 및 지속 시간, 예: 0.6/1kV 정격 케이블의 경우 5분간 3kV 교류)을 인가합니다. 케이블은 절연 시스템에 전기적 파괴(전압의 급격한 감소, 즉 관통이나 섬락을 나타냄)가 발생하지 않고 이 전압을 견뎌야 합니다. 이 시험을 통과하면 절연체의 유전 무결성에 대한 높은 신뢰도를 확보할 수 있습니다. 이 시험은 거의 모든 선적 길이에 대해 정기적으로 수행되는 시험입니다.
   • 연속성 확인: 케이블의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 각 도체 경로가 끊어지지 않았는지 확인합니다.
     차원 검증(대부분 샘플 테스트):
   • 절연 및 덮개 두께 측정: 완성된 케이블에서 샘플을 절단하고, 얇은 단면을 확대경(프로파일 프로젝터 또는 측정 소프트웨어가 설치된 현미경)으로 관찰하여 각 심선과 외피의 실제 두께를 원주 여러 지점에서 측정합니다. 이러한 측정은 표준에 명시된 최소 평균 두께 및 최소 지점 두께 요건을 충족해야 합니다. 일관된 두께는 전기적 및 기계적 성능에 매우 중요합니다.
   • 전체 직경 및 기타 치수 측정: 캘리퍼스, 마이크로미터 또는 레이저 스캔 마이크로미터를 사용하여 최종 케이블 직경, 절연층 위의 직경, 외장선 직경 등을 검사하여 지정된 허용 오차 내에 있는지 확인합니다.
     기계적 테스트(대부분 유형 테스트, 일부 샘플 테스트):
   • 인장 강도 및 파단 신율: 절연체와 덮개재에서 잘라낸 덤벨 모양의 샘플에 대한 테스트를 통해 기계적 강도와 유연성이 표준 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
   • 열 경화 테스트(XLPE/열경화성 소재용): 고온(예: 200°C)에서 하중을 가한 상태에서 시료를 신장시키고 냉각 후 영구 신장률을 측정하여 가교 정도를 측정합니다. 경화가 제대로 되었는지 확인합니다.
   • 굽힘 시험: 절연체/피복의 균열이나 도체/갑옷의 손상 없이 지정된 맨드럴 직경(케이블 OD와 관련됨)을 중심으로 반복적으로 구부러지는 것을 견딜 수 있는 케이블의 능력을 점검합니다.
   • 마모, 충격, 압착 테스트: 케이블이 설치 또는 서비스 중에 겪을 수 있는 기계적 응력을 시뮬레이션하여 케이블의 견고성을 검증하도록 설계된 다양한 표준화된 테스트입니다.
     화재 성능 테스트(유형 테스트, 특정 화재 등급을 요구하는 케이블에만 필요, 예: LSZH, 난연성):
   • 연소 중 발생하는 가스에 대한 테스트(IEC 60754 시리즈): 케이블 소재가 연소될 때 생성되는 가스의 산성도(부식성)와 할로겐 함량을 측정합니다. 낮은 산성도와 할로겐 함량이 없어야 하는 LSZH 케이블에 필수적입니다.
   • 연기 밀도 시험(IEC 61034): 특정 조건 하에서 케이블이 시험실(3미터 큐브 시험)에서 연소될 때 발생하는 연기의 밀도(차폐도)를 측정합니다. LSZH 케이블은 낮은 수준의 연기를 발생시켜야 합니다.
   • 화염 전파 테스트(IEC 60332 시리즈): 케이블을 따라 화염이 어떻게 확산되는지 평가합니다. 단일 수직 케이블(IEC 60332-1/-2)에 대한 시험과, 더 엄격하게는 수직으로 설치된 케이블 다발(IEC 60332-3 시리즈, 재료 부피에 따라 A, B, C, D 등급)에 대한 시험이 포함됩니다. 케이블은 지정된 한계 내에서 자체 소화되어야 합니다.
     포괄적인 시험 체계를 구축하려면 교정된 시험 장비(예: 저항 브리지, 고전압 시험 세트, 온도 시험용 환경 챔버, 인장 시험기, 프로파일 프로젝터, 내화 시험 장비)에 상당한 투자가 필요하며, 마찬가지로 중요한 것은 절차와 표준을 이해하는 숙련되고 성실한 QC 인력입니다. 정확한 기록 보관 또한 추적성 및 인증을 위해 필수적입니다. HONGKAI는 엄격한 검사 단계를 포함하여 모든 노력을 다하고 있습니다. ¹ 당사 장비를 사용하여 생산된 케이블이 배송 승인을 받기 전에 고객 사양 또는 관련 산업 표준에 따라 철저히 테스트됩니다. ². 우리는 우리가 제공하는 기계를 보장합니다 ³ 이러한 중요한 품질 및 안전 기준을 지속적으로 충족하는 케이블을 생산할 수 있습니다. 일부 제조업체는 신속한 테스트 서비스를 제공하기도 하는데, 이는 업계가 검증된 성능에 중점을 두고 있음을 보여줍니다.

     결론

     안전하고 신뢰할 수 있는 전력 케이블을 제조하려면 일련의 특수 기계가 조화롭게 작동해야 합니다. 견고한 도체 인발 및 연선부터 정밀 절연 및 피복 압출 라인, 코어 조립 및 옵션 외장 장비에 이르기까지 모든 단계는 성능이 뛰어나고 잘 관리된 기계에 의존합니다. ⁴. 중요한 것은 안전과 성능을 보장하기 위해 포괄적인 전기 및 기계 테스트가 반드시 필요하다는 것입니다. ¹. HONGKAI는 효율적이고 안정적인 전기 케이블 생산 솔루션을 제공합니다. ³ 그리고 필수적인 전문성 ¹ 원자재로부터 완전하고 품질 중심의 제조 운영을 구축하는 데 도움이 됩니다. ⁵ 완제품으로.