계측 케이블 가이드: 구성, 차폐 및 선택

2026-08-03

계측 케이블이란?

계측 케이블은 현장 계측기(센서, 트랜스미터, 컨트롤러)와 산업 및 프로세스 환경의 제어 시스템 간에 신호를 전달하도록 특별히 설계된 저전압 케이블입니다. 전기적 잡음 및 간섭으로부터 약하고 정밀한 신호를 보호합니다. 힘을 전달하기보다는 전류를 효율적으로 전달하도록 설계된 전력 케이블과 고속 디지털 전송에 최적화된 데이터 케이블과는 별개의 카테고리입니다.

이러한 케이블은 일반적으로 작은 아날로그 신호(예: 4~20mA 전류 루프), 저전압 디지털 신호 또는 열전대 및 RTD 온도 신호를 전달하며, 이들 모두는 산업 환경에서 일반적으로 발견되는 인근 전원 케이블, 모터 및 가변 주파수 드라이브의 전자기 간섭에 매우 민감합니다.

계측 케이블의 용도

프로세스 센서(압력, 온도, 유량, 레벨)를 제어실 계측기에 연결
필드 송신기와 PLC/DCS 시스템 간의 4-20mA 아날로그 전류 루프 신호 전송
공정 플랜트의 열전대 및 RTD 온도 센서 배선
석유 및 가스, 발전, 수처리 및 제조 시설의 저전압 제어 및 모니터링 회로
신호 무결성이 공정 제어 정확도에 직접적인 영향을 미치는 필드버스 및 통신 프로토콜 배선

계측 케이블 작동 방식

계측 케이블은 구리 도체 자체의 특별한 특성을 통하지 않고 도체 쌍, 차폐 및 물리적 구성의 조합을 통해 신호 무결성을 보호합니다. 꼬인 도체 쌍은 유도된 전자기 간섭을 상쇄합니다. 연선의 양쪽 전선에서 동일하게 포착된 잡음이 실제 신호를 전달하는 차동 모드 신호가 아닌 공통 모드 신호로 나타나기 때문에 수신 장비에서 거부되는 원리를 통해 이루어집니다.

차폐는 도체 쌍 주위에 전도성 장벽(일반적으로 호일 또는 편조 구리)을 제공하여 두 번째 보호 계층을 추가합니다. 이 배리어는 외부 전자기장을 차단하고 한쪽 끝을 적절하게 접지하면 유도된 잡음이 신호 도체에 결합되기 전에 접지로 배출됩니다.

계측 케이블 구성 및 구조

차폐된 연선 계측 케이블의 일반적인 레이어 구조입니다.
레이어	기능
지휘자	일반적으로 꼬인 구리는 신호 전류를 전달합니다.
절연	각 도체를 절연하는 PVC, PE 또는 기타 유전체 재료
트위스트 페어 구성	유도된 노이즈를 제거하기 위해 함께 꼬인 두 개의 절연 도체
방패	외부 EMI/RFI를 차단하는 호일 또는 편조 구리 층
배수선	접지 종단에 사용되는 실드와 접촉하는 노출된 도체
아우터 재킷	환경 노출로부터 보호하는 PVC, PE 또는 특수 화합물

계측 케이블 유형 및 애플리케이션

단일 쌍 케이블: 간단한 지점 간 계측기 연결에 사용되는 신호 회로 1개
다중 쌍 케이블: 여러 개의 연선이 하나의 재킷에 번들로 제공되며, 많은 계측기가 공통 제어판으로 다시 라우팅되는 경우에 사용됩니다.
트라이어드 케이블: 함께 꼬인 세 개의 도체, 회로당 전용 기준 또는 접지 도체가 필요한 신호에 사용됨
열전대 연장 케이블: 온도 신호 정확도를 보존하기 위해 특정 열전대 유형에 맞는 도체 합금을 사용합니다.
필드버스 케이블: 디지털 필드버스 통신 프로토콜에 대한 특정 임피던스 및 커패시턴스 요구 사항을 충족하도록 제작되었습니다.

차폐 계측 케이블 설명

차폐는 계측 케이블을 범용 저전압 배선에서 분리하는 것이며 전자기 및 무선 주파수 간섭이 민감한 신호 전도체에 결합되는 것을 차단하기 위해 특별히 존재합니다. 실드는 올바르게 접지된 경우에만 효과적으로 작동합니다. — 일반적으로 한쪽 끝에서만 사용되며, 회로에 잡음을 제거하기보다는 회로에 잡음을 유발하는 접지 루프 생성을 방지합니다.

포일 실드는 고주파 간섭에 대해 거의 100% 커버리지를 제공하고 더 가볍고 비용이 저렴한 반면, 편조 실드는 더 나은 기계적 내구성과 낮은 주파수에서 더 낮은 저항을 제공하지만 일반적으로 잘 적용된 포일 실드보다 커버리지가 약간 적습니다. 일부 케이블 구조는 고주파 소음과 까다로운 기계적 또는 굴곡 조건에 직면한 애플리케이션을 위해 포일 실드와 겹쳐진 브레이드를 결합합니다.

트위스트 페어 계측 케이블의 장점

도체 쌍을 함께 비틀면 순수한 기하학적 메커니즘을 통해 잡음 제거 기능이 제공됩니다. 모든 간섭 소스는 단단히 꼬인 쌍의 두 도체에 거의 동일하게 결합됩니다. 왜냐하면 두 도체는 케이블을 따라 특정 지점에서 잡음 소스와 관련하여 본질적으로 동일한 물리적 위치를 차지하기 때문입니다. 수신 장비는 두 도체 사이의 차이를 판독하기 때문에, 동일하게 유도된 노이즈는 상쇄되지만 실제 차동 신호는 영향을 받지 않고 통과합니다.

꼬임률(단위 길이당 꼬임 수)은 서로 다른 간섭 주파수에서 이러한 제거가 얼마나 잘 작동하는지에 영향을 미칩니다. 일반적으로 꼬임이 촘촘할수록 고주파수 잡음을 더 잘 거부할 수 있습니다. 이것이 바로 잡음이 많은 환경 또는 고주파수 디지털 신호용 케이블이 일반적으로 느슨한 꼬임보다 더 단단하고 제어된 꼬임률을 지정하는 이유입니다.

계측 케이블 차폐 유형

계측 케이블에 사용되는 일반적인 차폐 구성입니다.
방패 Type	특성
호일 쉴드	100%에 가까운 커버리지, 경량, 고주파 EMI에 가장 적합
땋은 방패	내구성이 뛰어나고 유연하며 저항이 낮고 저주파 잡음에 적합
조합 포일 브레이드	기계적 내구성이 추가된 가장 광범위한 주파수 보호
전체 쉴드(다중 쌍)	전체 케이블 묶음을 둘러싸는 단일 차폐로 외부 노이즈로부터 보호
개별 쌍 차폐	각 쌍은 별도로 차폐되어 다중 쌍 케이블의 쌍 간 누화로부터 보호됩니다.

계측 케이블 사양 가이드

계측 케이블을 정확하게 지정하려면 일반적인 "신호 케이블" 사양을 기본값으로 설정하는 대신 여러 매개변수를 신호 유형, 환경 및 설치 방법에 일치시켜야 합니다. 핵심 사양에는 도체 게이지, 쌍 수 및 구성, 차폐 유형, 절연체 및 재킷 재료, 전압/온도 정격이 포함됩니다.

도체 게이지(AWG): 신호 전류 및 케이블 길이에 따른 허용 가능한 전압 강하를 고려한 크기
페어/트라이어드 수: 라우팅되는 악기 또는 회로 수와 일치
쉴드 유형 및 적용 범위: 소음 환경 및 예상되는 간섭 주파수를 기준으로 선택
재킷 재질: 일반 실내용 PVC, 위험, 실외 또는 내화 등급 응용 분야용 특수 화합물(LSZH, XLPE)
온도 및 전압 정격: 설치 환경 및 신호 회로 요구 사항에 일치

계측 케이블을 선택하는 방법

계측 케이블 선택은 전달되는 신호 유형(아날로그 전류 루프, 저전압 디지털 또는 온도 센서 신호)부터 시작합니다. 이에 따라 도체 수, 게이지 및 연선 또는 연선 트라이어드 구성이 적절한지 여부가 결정됩니다. 거기에서 계획된 케이블 경로를 따라 전기 소음 환경을 평가합니다. 전원 케이블, 모터 또는 가변 주파수 드라이브에 근접하면 차폐 범위가 더 넓어야 합니다.