가정용 전선, PVC 케이블 및 이더넷과 전화 케이블 가이드의 유형

케이블 와이어의 종류: 기능 개요

케이블 및 와이어 제품은 다양한 구조로 구성되며 각 제품은 전기, 기계 및 환경 요구 사항의 특정 조합에 맞게 설계되었습니다. 가장 넓은 수준에서 케이블은 주요 기능인 전력 전송, 신호 전송, 데이터 통신 또는 제어에 따라 분류됩니다. 각 범주 내에서 전압 정격, 전류 용량, 주파수 범위, 설치 환경 및 규제 요구 사항에 맞게 도체 재료, 절연 유형, 차폐 및 재킷 화합물이 지정됩니다.

사이의 구별 철사 그리고 케이블 유용한 출발점이 됩니다. 와이어는 절연이 있거나 없는 단일 전기 도체(단선 또는 연선)입니다. 케이블은 두 개 이상의 절연 도체 또는 외부 보호 재킷이 있는 단일 절연 도체의 집합체로, 공통 외피로 묶여 있습니다. 일상적인 사용에서 용어는 종종 같은 의미로 사용되지만 기술 사양 및 조달 상황에서는 차이가 중요합니다.

• 전원 케이블: 공급 장치에서 부하 장치까지 전기 에너지를 전달합니다. 저전압 주거용 배선부터 수만 볼트 정격의 고전압 전송 케이블까지 다양합니다.
• 데이터 및 네트워크 케이블: 장치 간에 디지털 신호를 전달합니다. 연선(이더넷, 전화), 동축 및 광섬유 구성을 포함합니다.
• 제어 및 계측 케이블: 산업 자동화 시스템의 센서, 컨트롤러 및 액추에이터 간에 낮은 수준의 신호(4~20mA, 0~10V)를 전달합니다. 일반적으로 전체 또는 개별 쌍 차폐 기능이 있는 다중 도체입니다.
• 동축 케이블: 유전체와 편조 또는 포일 실드로 둘러싸인 중앙 도체로, 방송, 통신 및 안테나 애플리케이션에서 RF 신호 전송에 사용됩니다.
• 광섬유 케이블: 전류가 아닌 유리나 플라스틱 광섬유를 통해 광 펄스로 데이터를 전달합니다. 고대역폭, 장거리 또는 전자기 간섭에 대한 내성이 필요한 곳에 사용됩니다.
• 특수 케이블: 특정 규제 또는 환경 요구 사항에 맞게 내화성, 할로겐 프리, 장갑, 수중, 고온 및 광물 절연 구조를 포함합니다.

주택 전선 유형: 주거용 전기 배선 설명

주거용 전기 배선에서는 여러 가지 표준화된 케이블 유형을 사용하며, 각각은 국가 배선 규정에 따라 특정 회로 유형 및 설치 위치에 할당됩니다. 북미 건설에서는 NEC(National Electrical Code)가 배선 관행을 관리합니다. IEC 표준 및 이에 상응하는 국가 표준(영국의 BS 7671, 호주의 AS/NZS 3000)은 다른 지역에도 적용됩니다. 주어진 회로에 어떤 전선 유형이 올바른지 알면 코드 위반, 화재 위험 및 비용이 많이 드는 재작업을 방지할 수 있습니다.

NM-B 케이블(비금속 외장 케이블 / Romex)

NM-B는 북미 주택 건설에서 가장 일반적인 주택 배선 케이블입니다. 이는 개별적으로 절연된 2개 또는 3개의 구리 도체와 노출된 구리 접지선으로 구성되며 모두 열가소성 외부 재킷에 둘러싸여 있습니다. NM-B는 건조한 내부 위치에만 적합하며 습한 지역, 지하 통로 또는 노출된 외부 설치에는 적합하지 않습니다. 표준 회로 크기 사용 15A 회로용 14AWG 와이어 그리고 20A 회로용 12AWG . "B" 지정은 90°C 도체 온도 정격을 나타냅니다.

UF-B 케이블(지하 공급 케이블)

UF-B 케이블은 NM-B와 유사하게 구성되지만 도체가 느슨한 외부 피복 내부에 개별적으로 재킷 처리되지 않고 견고한 PVC 화합물에 직접 들어있습니다. 이 견고한 구조는 습기와 햇빛에 대한 저항성을 제공하므로 UF-B는 실외 조명, 별채 및 조경 회로용 도관 없이 땅에 직접 매설하는 데 적합합니다. NM-B가 금지된 지상 위의 습하거나 습한 장소에도 설치할 수 있습니다.

THN/THWN 와이어

THHN(열가소성 고내열 나일론 재킷) 및 THWN(열가소성 내열성 나일론 재킷)은 독립형 케이블로 사용하기보다는 도관을 통해 잡아당기도록 설계된 단일 도체 전선입니다. 차고, 지하실 및 도체가 EMT, 단단한 도관 또는 PVC 도관 내부에 연결되는 모든 설치의 도관 배선을 위한 표준 선택입니다. THHN/THWN 도체는 회로 기능을 식별하기 위해 다양한 색상으로 구분된 절연 색상으로 제공됩니다. 이중 THHN/THWN-2 등급은 오늘날 가장 일반적이며 건식(90°C) 및 습식(75°C) 도관 설치를 모두 포괄합니다.

아머드 케이블(AC) 및 금속 피복 케이블(MC)

AC 케이블(일반적으로 BX라고 함)과 MC 케이블은 모두 플라스틱이 아닌 유연한 금속 외장(연동 강철 또는 알루미늄 스트립)을 외부 피복으로 사용합니다. 아머는 물리적 손상에 대한 기계적 보호 기능을 제공하며 MC 케이블에서는 내부 접지선과 결합될 때 접지 경로 역할을 합니다. 두 유형 모두 미완성 지하실이나 차고의 노출된 계단과 같이 코드에 추가 보호가 필요한 상업용 건축 및 주거용 애플리케이션에 사용됩니다.

서비스 인입 케이블(SE 및 USE)

SE(서비스 입구) 케이블은 유틸리티 계량기에서 주 배전반으로 전력을 전달합니다. 이 제품은 방습 외부 재킷과 함께 대형 알루미늄 또는 구리 도체(일반적으로 2AWG ~ 4/0AWG)를 사용합니다. USE(Underground Service Entrance)는 패드 장착 변압기 또는 지하 유틸리티 연결에서 나오는 지하 서비스 공급을 위한 직접 매설 변형입니다.

PVC 절연 전선 : 구조 및 특성

폴리염화비닐(PVC)은 전 세계적으로 전선 및 케이블에 가장 널리 사용되는 절연재 및 피복재입니다. 전기 절연 성능, 기계적 견고성, 내화학성, 난연성 및 낮은 원자재 비용이 결합되어 주거용, 상업용 및 산업용 배선 응용 분야 전반에 걸쳐 기본 선택이 됩니다.

PVC가 와이어 절연에 사용되는 이유

전선 절연용 PVC 컴파운드는 필요한 전기적 및 기계적 특성을 달성하기 위해 가소제, 안정제 및 난연 첨가제로 구성됩니다. 주요 성능 특성은 다음과 같습니다.

• 유전 강도: 표준 PVC 절연체는 다음의 전기장 강도를 견딜 수 있습니다. 10~20kV/mm , 대부분의 건물 전선의 600V 정격에 적합합니다.
• 온도 등급: 표준 PVC의 정격은 70°C 연속 도체 온도입니다(PVC/A 등급). 고성능 제제는 90°C에 도달합니다(THHN 및 NM-B 도체에 사용됨). 105°C 이상에서는 가교 폴리에틸렌(XLPE) 또는 실리콘 고무가 PVC보다 선호됩니다.
• 난연성: PVC의 염소 함량은 자연적으로 화염 전파를 억제합니다. 대부분의 표준 PVC 와이어 컴파운드는 점화원이 제거되면 자체 소화되어 IEC 60332 또는 UL 화염 테스트 요구 사항을 충족합니다.
• 내유성 및 내화학성: PVC는 광범위한 오일, 산 및 알칼리에 저항하므로 PVC 절연 전선은 우발적인 화학 물질 접촉이 예상되는 산업 환경에 적합합니다.
• 내습성: PVC는 수분 흡수율이 낮기 때문에 적절하게 제조되면 습하고 습한 장소에서도 절연 특성을 유지합니다.

PVC 단열재의 한계

PVC 단열재는 안전이 중요한 응용 분야에서 두 가지 중요한 제한 사항을 가지고 있습니다. 첫째, 불에 타면 PVC가 방출된다. 염화수소 가스와 짙은 검은 연기 , 밀폐된 공간의 전자 제품에 독성이 강하고 부식성이 높습니다. 이로 인해 화재 대피 시나리오에서 연기 독성이 주요 관심사인 터널, 공항, 데이터 센터 및 공공 건물에 LSZH(Low Smoke Zero Halogen) 화합물을 채택하게 되었습니다. 둘째, PVC는 가소제 구성에 따라 -15°C ~ -30°C 미만의 온도에서 부서지기 쉬우므로 추가 보호 없이 매우 추운 기후의 옥외 설치에 사용이 제한됩니다.

일반적인 PVC 절연 전선 유형

• H07V-U / H07V-R / H07V-K (IEC): 단선(U), 연선(R) 및 유연한 연선(K) 도체 변형으로 제공되는 단일 코어 PVC 절연 건물 와이어입니다. 정격 450/750V. 북미 THHN과 동등한 범유럽 표준입니다.
• NYM / NYY(독일어/유럽): 고정 설치용 PVC 절연 PVC 피복 다중 코어 케이블입니다. NYY는 직접 매설이 승인된 더 무거운 외피 버전입니다.
• BV / RV(중국 표준): 아시아 주거용 및 상업용 건축에 널리 사용되는 단일 코어 PVC 절연 전선. BV는 단선 도체를 사용합니다. RV는 패널 배선 및 장비 연결을 위해 유연한 연선 도체를 사용합니다.

이더넷 케이블과 전화 케이블: 주요 차이점

이더넷 케이블과 전화 케이블은 모두 연선 구조이며 외부에서 거의 동일하게 보입니다. 둘 다 작은 직경의 구리 도체, PVC 또는 LSZH 절연체 및 비슷한 전체 재킷 직경을 사용합니다. 차이점은 도체 수, 비틀림 속도, 커넥터 유형, 전기 사양 및 각각이 지원하도록 설계된 주파수 범위에 있습니다.

전화선(POTS/구조적 배선)

기존 전화 케이블(국선 또는 연선 전화 케이블이라고도 함)은 매우 낮은 주파수에서 아날로그 음성 신호를 전달합니다. 표준 POTS(Plain Old Telephone Service) 음성 대역이 차지합니다. 300Hz ~ 3.4kHz . 일반적인 2회선 전화기 설치에서는 RJ11 또는 RJ14 커넥터로 종단 처리된 22~26AWG 범위의 도체가 포함된 4도체 케이블(2개의 연선)을 사용합니다. 저주파 아날로그 신호는 신호 무결성을 유지하기 위해 엄격한 비틀림 속도가 필요하지 않기 때문에 데이터 등급 케이블에 비해 비틀림 속도가 느슨합니다.

DSL(Digital Subscriber Line) 전화 케이블은 동일한 기본 구성의 더 높은 사양 변형입니다. 여전히 RJ11 커넥터로 종단 처리되고 기존 전화 쌍을 사용하지만 음성에 사용되는 동일한 구리 쌍에서 최대 17MHz(VDSL2) 이상의 주파수를 지원하도록 설계되었습니다. 고속 DSL에 대한 케이블 품질 요구 사항은 하위 범주의 데이터 케이블과 상당히 겹칩니다.

이더넷 케이블(구조적 케이블링)

이더넷 케이블은 엄격하게 제어되는 전기 매개변수를 사용하여 고주파에서 데이터를 전송하도록 설계된 8도체(4개의 연선) 케이블입니다. 주요 사양은 대역폭(MHz), 감쇠, 누화(NEXT, FEXT) 및 임피던스이며, 모두 케이블의 정격 주파수 범위에서 정의된 제한을 충족해야 합니다. 카테고리 등급에 따라 지원되는 데이터 속도와 최대 주파수가 결정됩니다.

• Cat5e: 100MHz 대역폭, 최대 100m까지 기가비트 이더넷(1000BASE-T)을 지원합니다. 신규 설치에 대한 최소 허용 카테고리입니다.
• Cat6: 250MHz 대역폭, 최대 55m까지 10기가비트 이더넷을 지원합니다. 더 엄격한 비틀림 비율과 종종 중앙 스플라인 분리기를 사용하여 쌍 간의 누화를 줄입니다.
• Cat6A: 500MHz 대역폭은 최대 100m 채널 길이까지 10기가비트 이더넷을 지원합니다. 외계인 누화 성능을 달성하려면 더 큰 직경의 케이블과 더 엄격한 설치 관행이 필요합니다.
• Cat8: 2,000MHz 대역폭, 최대 30m까지 25/40 기가비트 이더넷을 지원합니다. 일반적인 수평 케이블링이 아닌 데이터 센터 랙 상단형 스위치 연결에 사용됩니다.

이더넷 케이블은 RJ45 커넥터로 종단 처리됩니다. 이는 RJ11 전화 커넥터보다 물리적으로 더 넓고 4개 또는 6개의 전화 커넥터가 아닌 8개의 접점을 전달합니다. RJ45 플러그는 RJ11 소켓에 맞지 않지만 RJ11 플러그는 RJ45 소켓에 삽입할 수 있습니다. 이는 기존 구조화된 배선을 다른 용도로 사용할 때 흔히 혼동되는 원인입니다.

전화 케이블을 이더넷에 사용할 수 있습니까?

표준 전화 케이블은 최신 이더넷을 지원할 수 없습니다. 기가비트 이더넷에 필요한 4쌍(8개 도체)에 비해 2쌍(4개 도체)만 있고 전기적 특성(감쇠, 누화, 임피던스)은 데이터 등급 사양으로 제어되지 않습니다. 레거시 10BASE-T 이더넷(10Mbps)은 기술적으로 2쌍만 사용하고 단거리 전화 케이블로 실행할 수 있지만 현재 네트워크 표준은 적절하게 구조화된 케이블을 설치하는 대신 전화 배선 용도를 변경하는 것을 정당화할 만큼 실용적인 속도로 작동하지 않습니다.

애플리케이션에 적합한 케이블 선택

주거용 및 경상업 프로젝트에서 가장 흔히 발생하는 배선 실수는 회로의 실제 전기 및 설치 요구 사항이 아닌 외관이나 대략적인 유사성을 기준으로 케이블을 지정하는 것입니다. 진열대에서 올바르게 보이는 케이블은 전압이 과소평가되거나 설치 환경에 부적합하거나 터미네이션 하드웨어와 호환되지 않을 수 있습니다. 이 모든 것은 설치 후 수정하는 데 비용이 많이 드는 안전 및 규정 준수 문제를 야기합니다.

에 대한 전원 배선 최소 사양 요구 사항은 전압 정격, 설치 주변 온도에서의 전류 전달 용량(전류 용량), 습하거나 건조한 장소에 대한 적합성, 설치 방법이 도관, 직접 매설 또는 자유 공기인지 여부입니다. NM-B는 북미 주거용 내부 회로의 대부분을 포괄합니다. 도관의 THHN은 차고, 지하실 및 상업용 응용 분야를 포괄합니다. UF-B는 직접 매설된 실외 주행을 처리합니다.

에 대한 데이터 케이블링 , Cat6은 모든 새로운 구조적 케이블링 설치를 위한 실질적인 기준입니다. Cat5e에 대한 한계 비용은 최소화되며 향후 네트워크 업그레이드를 위한 여유 공간은 상당합니다. Cat6A는 상업용 건물, 데이터 집약적 작업장 및 서버룸 패치 케이블링과 같이 전체 100미터 채널 길이에서 10기가비트 연결이 현재 또는 단기 요구 사항인 설치에서 보증됩니다.

에 대한 PVC 대 LSZH 단열재 선택 , 결정 요인은 설치 위치와 해당 건물 코드입니다. LSZH는 공기 처리 공간(플레넘), 밀폐된 공공 공간, 교통 인프라 및 화재 발생 시 연기 독성으로 인해 위험이 높아지는 모든 곳에 설치된 케이블에 대해 많은 관할권에서 의무 사항입니다. 표준 PVC는 이러한 요구 사항이 적용되지 않는 대부분의 일반 산업 및 주거용 배선에 적합하고 비용 효율적입니다.