우리가 가정에서 보통 사용하는 전기는 220볼트지만, 전신주 배전선에는 22,900볼트라는 높은 전압으로 전기가 흐르고 있습니다. 특히 발전소와 변전소를 잇는 고압송전선에는 15만 4천볼트에서 34만 5천 볼트의 고압으로 전기가 송전됩니다.
이렇게 고압의 전기가 흐르는 고압전력케이블은 고온의 열이 발생하기 때문에 열에 강하면서도 안정적으로 전력손실 없이 전류를 보낼 수 있는 절연재료가 핵심역할을 수행하게 됩니다. 오늘은 고압과 고온에 강해 안정적으로 전기공급이 가능하게 한 수퍼 절연재료, ‘XLPE’에 대해 알아보도록 하겠습니다.
#절연재료란?
절연재료는 필요한 회로 외에는 전류가 흐르지 않도록 사용되는 재료를 의미합니다. 절연재료는 크게 공기, 질소, 탄산가스 등의 ‘기체 절연재료’, 식물성유, 광유, 합성절연유 등의 ‘액체 절연재료’, 운모, 석면, 세라믹, 유리계, 고무계 등의 ‘무기고체 절연재료’로 분류할 수 있습니다.
고체절연 재료 중에서도 폴리염화비닐, 합성고무, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 합성수지계가 널리 사용되고 있습니다.
전선 절연 재료 #종류 및 특징
전선의 절연재료로는 대표적으로 PVC와 PE, 그리고 XLPE가 있습니다. 세 가지가 어떻게 다르고 특징은 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.
1) PVC
PVC(Polyvinyl Chloride)는 산과 알칼리 등의 화학물질, 그리고 습기 및 노화에 강한 특징을 지니고 있습니다. 일반적으로 케이블 및 전선 등 절연에 사용되어 케이블이 손상되지 않도록 보호하는 역할을 합니다.
2) PE
폴리에틸렌(PE)은 전기적 특성이 우수하고 낮은 유전 손실 계수로 PVC보다 훨씬 높은 전압에서 사용가능합니다. 또한 절연저항, 절연내력에도 안정적이어서 저압전력 케이블의 절연재료로 사용되고 있습니다. 하지만 PE는 고온에 약해 고온고압선의 재료로는 부적합하다는 단점이 있습니다.
3) XLPE
XLPE는 폴리에틸렌의 우수한 절연성능을 향상시킨 물질로, 고온에 약한 PE와는 달리 열저항성이 강합니다. 주로 고압전력 케이블에 사용되어 전기가 흐르는 금속 도체를 감싸 열을 차단하고 전력손실을 방지합니다.
고온∙고압에 강한 #XLPE
가교폴리에틸렌, XLPE(Cross Linked-Polyethylene)는 폴리에틸렌(PE)에 첨가제를 넣어 절연·내열 성능을 향상시킨 절연재료입니다.
XLPE는 전기적, 기계적 성질이 우수하면서도 내마모성, 내오존성, 내수성, 난연성이 우수하며, 고압의 전력이 흐를 때 전선 내부 온도가 250℃까지 상승해도 변형이 없어 케이블의 송전 효율과 내구성을 높이는 데 핵심적인 역할을 합니다.
#미래 전력망 구축의 핵심 소재로 떠오른 XLPE
한화솔루션은 세계에서 세번째로 자체 기술개발을 통해 XLPE 생산에 성공했습니다. 무엇보다 제조공정에서 이물질을 최소화하여 고순도의 XLPE를 생산할 수 있는 기술로 세계 시장에서 경쟁력을 지니고 있습니다.
XLPE는 기후위기에 대응하기 위해 점점 증가하고 있는 신재생에너지 발전소(풍력, 태양광 등)에서 생산하는 수십만 볼트의 전기를 장거리 송전하는 데에도 기여할 전망입니다.
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