지하 전선 유형, PVC 절연 및 PV 와이어 설명

지하 전선 유형: 실제 개요

지하 전기 배선은 지상 설치와 근본적으로 다른 일련의 스트레스(지속적인 토양 압력, 습기 침투, 온도 변동, 경우에 따라 부식성 토양 화학 물질과의 직접 접촉)를 견뎌야 합니다. 올바른 케이블 유형을 선택하는 것은 단순한 사양 선호 사항이 아니라 안전 및 규정 준수 요구 사항입니다. 가장 일반적으로 지정되는 지하 전선 유형은 다음과 같습니다.

• UF-B(지하 공급 장치) 케이블 - 방습 PVC 외부 재킷이 있는 솔리드 코어 케이블로 도관 없이 직접 매설할 수 있는 등급입니다. 정원 조명, 별채, 조경 전력 등 주거용 실외 회로에 일반적으로 사용됩니다. 전압 정격은 일반적으로 600V이며 UL 493에 나열되어 있습니다.
• USE-2(지하 출입구) 케이블 - 더 높은 작동 온도(최대 90°C)를 견딜 수 있는 열경화성 절연 재킷을 사용하여 직접 매설 및 습한 장소에 적합한 등급입니다. 유틸리티 변압기를 주거용 미터 패널에 연결하는 인입구 애플리케이션에 자주 사용됩니다.
• 도관의 THWN-2 / XHHW-2 와이어 - PVC 또는 지하에 묻힌 견고한 금속 도관을 통해 잡아당겨진 개별 도체. THWN-2는 열가소성 단열재를 사용합니다. XHHW-2는 가교 폴리에틸렌(XLPE)을 사용합니다. 둘 다 습한 장소와 90°C에 대한 등급을 받았습니다. 이 방법을 사용하면 향후 굴착 없이 도체를 더 쉽게 교체할 수 있습니다.
• MV(중압) 케이블 — 5kV~35kV에서 작동하는 유틸리티 배전 및 산업용 애플리케이션용. 일반적으로 연선 구리 또는 알루미늄 도체 위에 XLPE 절연체를 사용하며, 직접 매설용 등급의 ​​동심 중성 및 외부 재킷을 사용합니다.
• 아머드 케이블(SWA/AWA) — 강철 와이어 외장 또는 알루미늄 와이어 외장 케이블은 우발적인 굴착 및 설치류 손상에 대한 기계적 보호 기능을 제공합니다. 유럽 ​​표준(IEC) 및 전 세계 산업 설비에 공통적으로 적용됩니다.

매설 깊이 요구 사항은 케이블 유형 및 관할권에 따라 다릅니다. 미국에서는 NEC 300.5조에 최소 매장 깊이를 다음과 같이 명시하고 있습니다. 직접 매립 도체의 경우 24인치 주거용 120/240V 회로의 경우 견고한 금속 또는 중간 금속 도관으로 둘러싸인 경우 12인치로 줄어듭니다. 설치하기 전에 항상 현지 수정 사항을 확인하십시오.

폴리염화비닐 와이어 절연: 특성, 등급 및 제한 사항

폴리염화비닐(PVC) 전선 절연 전 세계 전선 및 케이블 산업에서 가장 널리 사용되는 유전체 재료입니다. 그 우위는 낮은 원자재 비용, 간단한 압출 가공, 컴파운딩을 통해 달성할 수 있는 광범위한 전기적 및 기계적 특성의 조합에서 비롯됩니다.

핵심 전기적 특성

PVC는 일반적으로 다음 범위의 유전 강도를 갖는 효과적인 전기 절연체입니다. 15~40kV/mm , 화합물 제형에 따라 다릅니다. 체적 저항은 표준 등급에서 101² Ω·cm를 초과하므로 최대 1,000V AC의 저전압 및 중전압 애플리케이션에 적합합니다. 약 3.0-8.0의 유전 상수(유전율)는 전원 배선에 허용되지만 PTFE 또는 폴리에틸렌과 같은 재료가 선호되는 고주파 신호 응용 분야에서는 사용이 제한됩니다.

온도 등급 및 열 제한

표준 PVC 단열재는 다음 온도에서 연속 작동이 가능한 등급입니다. 60°C ~ 90°C , 특정 공식 및 목록에 따라 다릅니다. 105°C 이상의 온도에서는 PVC가 부드러워지기 시작하고 가소제 이동이 가속화되며 장기간 절연 무결성이 저하됩니다. 이러한 열 천장은 가교 폴리에틸렌(XLPE) 또는 실리콘 단열재가 선호되는 고온 산업 환경이나 엔진실에 PVC가 사용되지 않는 주된 이유입니다.

저온 성능

기존 PVC는 약 -10°C ~ -20°C 이하에서 부서지기 쉬워 추운 기후의 실외 설치에 사용이 제한됩니다. 더 높은 가소제 함량으로 제조된 저온 PVC 컴파운드는 유연성을 -40°C까지 확장하지만 비용이 증가하고 기계적 경도가 약간 감소합니다.

난연성 및 연기

PVC는 할로겐 기반 화염 억제제 역할을 하는 염소 함량으로 인해 본질적으로 난연성입니다. 이는 배선 애플리케이션을 구축할 때 중요한 이점입니다. 그러나 PVC가 연소되면 다음과 같은 물질이 생성됩니다. 염화수소(HCl) 가스와 짙은 연기 , 전자 장비를 부식시키고 제한된 대피 시나리오에서 위험합니다. 이로 인해 터널, 데이터 센터 및 대중 교통 인프라를 위한 LSZH(낮음 Smoke Zero Halogen) 화합물이 개발되었습니다.

PV 와이어 란 무엇입니까? 정의, 표준 및 표준 케이블과 다른 이유

PV 와이어 — 광전지 와이어(photovoltaic wire)의 약어 — 주로 태양광 패널을 결합기, 인버터 및 기타 시스템 균형 구성 요소에 연결하기 위해 태양광 발전 시스템에 사용하도록 특별히 설계된 단일 도체 케이블입니다. 일반 용도의 건물 전선과 상호 교환할 수 없으며 PV 설치에 잘못된 케이블 유형을 사용하면 규정 위반 및 장기적인 신뢰성 위험이 발생합니다.

주요 표준 및 목록

미국에서는 PV 와이어가 아래에 나열되어 있습니다. UL 4703 , 이는 구조, 단열재 및 테스트 요구 사항을 정의합니다. 등급은 다음과 같습니다.

• 전압: 600V 또는 1000V 시스템(유틸리티 규모 설치에 점점 더 많은 1500V 변형 사용 가능)
• 온도: 습한 위치에서 90°C, 건조한 위치에서 150°C - 표준 THWN-2 와이어보다 훨씬 높음
• 햇빛 저항: 절연 성능 저하 없이 장기간 UV 노출에 견딜 수 있는 등급
• 직접 매장: 케이블 목록에 명시되어 있는 경우 허용되므로 지상 장착 어레이 결합기 박스와 인버터 사이의 연결에 적합합니다.

단열재 및 재킷 구성

PV 와이어는 가교 폴리에틸렌(XLPE) 또는 가교 열가소성 엘라스토머(XLTE) 지속적인 실외 노출에서 PVC가 따라올 수 없는 열 성능과 UV 안정성을 제공하는 단열 시스템입니다. 도체는 일반적으로 미세한 주석 도금 구리로 구성되어 있어 대형 지붕이나 지상 배열에 설치하는 동안 유연성을 향상시키고 습한 환경에서 부식을 방지합니다.

일부 PV 응용 분야에서도 허용되는 USE-2와 달리 UL 4703에 따른 PV 와이어는 단일 도체이므로 별도의 외부 재킷이 필요하지 않습니다. 즉, 절연체 자체가 외부 레이어 역할을 합니다. 이는 직경과 무게를 줄여 랙 시스템을 통해 라우팅할 때 이점이 됩니다.

PV 전선과 USE-2: NEC가 허용하는 것

NEC 조항 690.31은 태양광 발전 시스템의 DC 소스 및 출력 회로에 노출된 실외 배선에 대해 UL 4703 등록 PV 와이어와 USE-2를 모두 허용합니다. 그러나, PV 와이어 is the more commonly specified option 더 높은 온도 등급으로 인해 도관 채우기 계산에서 더 큰 전류 용량이 허용되어 주어진 시스템 출력에 필요한 도체 또는 도관의 수를 줄일 수 있기 때문에 현대 유틸리티 및 상업용 설치에 적합합니다. 유틸리티 규모 프로젝트의 경우 이는 자재 및 인건비 절감으로 직접적으로 이어집니다.

전선 유형 중에서 선택: 지하 및 태양광 애플리케이션을 나란히 사용

건물 서브패널에 전원을 공급하는 지상 장착형 PV 어레이와 같이 태양광 발전과 지하 연결을 결합하는 프로젝트에는 시스템 세그먼트 전반에 걸쳐 와이어 유형을 신중하게 조정해야 합니다. 일반적인 지상 장착 설치에는 다음이 사용될 수 있습니다.

• PV 와이어 (UL 4703) 패널 스트링 출력에서 결합기 박스까지, 랙 구조를 통해 라우팅되고 햇빛에 노출됨
• 도관의 USE-2 또는 PV 와이어 컴바이너 박스에서 인버터 건물까지의 지하 DC 연결용
• 도관의 THWN-2 인버터에서 유틸리티 상호 연결 지점 또는 건물 패널까지 AC 출력이 실행되는 경우
• UF-B 도관 없이 직접 매설하는 것이 선호되는 경우 보조 저전압 분기 회로(보안 조명, 모니터링 장비 인클로저)용

예를 들어 PV 어레이에 야외에 노출된 표준 THHN 와이어를 사용하는 등 이러한 구역 전체에서 와이어 유형이 일치하지 않으면 코드 비준수를 발생시키고 UV 노출 및 열 순환으로 인해 절연 성능 저하가 가속화됩니다. 각 도체 목록이 설치 환경과 일치하는지 항상 확인하십시오. 디자인을 마무리하기 전.

조달 결정을 위해 구매자는 UL 등재 상태, 도체 순도(순동 또는 주석 도금 구리) 및 가닥 수를 확인하는 케이블 테스트 보고서를 요청해야 합니다. 부식성 또는 습도가 높은 토양의 지하 설치의 경우 주석 도금 도체를 지정하고 현지 토양 화학과 재킷 화합물의 호환성을 확인하면 설계 단계에서 추가 비용을 최소화하면서 의미 있는 장기 신뢰성을 추가할 수 있습니다.