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전선재료의 특성
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통상 일반인들에게는 대부분의 전선은 그 구성상에 있어 큰 차이가 나지 않는 듯 보인다.

이것은 일부 특징 제품을 제외하면 거의 대부분의 전선이 동일한 구조 즉, 도체(Conductor), 절연체(Insulation) 및 보호피복(Sheath)으로 이루어져 있긴 때문이다.

그러나 이와같이 동일한 구조를 갖고 있는 듯 보이는 수 많은 전선 및 케이블들이 서로 다른 전기적 특성과 수많은 사용 용도의 차이를 나타내는 것을 발견할 때 전선을 처음 시작하는 초보자로서는 이점이 가장 이상하게 여겨진다.

무슨 원인으로 인하여 비슷해 보이는 많은 전선들은 각기 서로 다른 특징을 가지게 되는 것일까?
이러한 질문에 대한 대답은 한마디로 단정짓기 대단히 곤란하며 여러가지 구성 요인들에 대한 올바른 이해가 있을 때 비로서 케이블 특성에 대한 올바른 접근을 할 수 있게 된다.
전선의 특성과 그 사용 용도를 결정짓는 요건들은 상당히 복잡하고 그들은 서로 상호 연계되어 있지만 그 중요 요건들을 열거하면 아래와 같다.



전선의 특성과 그 사용 용도를 결정짓는 요건들

* 도체의 종류및 굵기
* 절연체의 종류및 굵기
* 피치(Pitch) 의 간격
* 피복체의 종류및 굵기
* 차폐 유무및 차폐 재질



전선 제품 설계와 그 특성에 있어 가장 기본이 되는 제품 원료에 대한 특성

도체
적합한 도체를 결정하기 위해서는 도전율 이외에도 기계적 강도, 경제성 그리고 가공성 등이 종합적으로 고려되는데 현재는 주로 구리, 알루미늄 또는 알루미늄합금 등이 많이 사용되고 있다.

연동선(A)
연동선 은 경동선에 비해 도전율이 높고 , 열처리(소둔)로 인한 유연성및 가공성이 우수하여 전선용 도체로 가장 널리 사용되고 있다.

주석 도금 연동선(TA: 연동선+주석)
동에다 주석을 입힌 주석 도금 연동선은 동이 대기중에서 산화, 부식되는 것을 방지하고 납땜을 용이하게 하며, 가격이 비교적 저렴하기 때문에 널리 사용된다. 주석 도금 연동선은 150*C까지 사용 가능하며 그 이상의 온도에서는 급속히 산화가 진행되어 검게 변색된다. 도금의 두께는 용융석도금 의 경우 0.2-0.5*m 정도이며 전기석도금 의 경우에는 0.6-0.8*m정도이다.

은 도금 연동선(연동선+은도금)
은 도금 연동선은 대기중에서 동이 산화, 부식되는 것을 방지하며 납땜성도 매우 우수하다. 200*C까지 사용가능하며 350*C정도되면 급속히 산화가 진행된다. 은 도금 연동선은 주로 불소수지 절연전선에 사용되고 있으며 은도금 두께는 보통 1-1.3*m 정도이다.

니켈 도금 연동선(연동선+니켈도금)
니켈 도금 연동선의 사용온도는 300*C까지 사용 가능하며 니켈은 은보다 강하기 때문에 연선시의 도체표면에 흠이 없는 것이 장점이다. 니켈도금 두께는 1.27*m 이상 정도이며 항공기용 전선과 같이 특수용도에 한정적으로 사용된다.

동복강선(Bare copper covered steel)
동복강선은 강선 주위에 일정두께의 동을 피복한 것으로 동에 비해 인장 강도가 뛰어나나 도전율이 2.5-3배 정도 낮고 신장율이 매우 적어서 가공하기가 비교적 어렵다.
그러나 연동선대신 인장 강도가 뛰어난 도체를 요구하는 경우에 있어 동복강선을 주로 사용한다. 동복강선을 사용할 경우 낮은 도전율및 신장율은 스킨 이펙트 현상에 의해 고주파용에서는 그 기대하는 성능을 충분히 만족시킬수 있으므로, 동복강선은 주로 고주파용으로 사용되는 동축케이블의 도체로 많이 사용된다.

일반용전기동
전선 도체에 사용되는 재료의 대부분은 동이며, 동의 대부분은 일반적으로 전기처리된 TPC(Tough Pitch Copper)가 쓰이고 있다. TPC는 산소를 함유(0.02-0.06%)하고, 도전율은 은 다음으로 양호하다. 대부분의 황인선은 바로 이러한 일반용 전기동에서 만들어 진다.

무산소동(OFC, Oxygen Free Copper)
무산소동은 기존 TPC( Tough Pitch Copper)에 비해 산소 함유량과 기타 불순물을 적게 포함시켜 도전율을 향상시킨 것으로써 일반용 전기동(Tough Pitch Copper)에 비해 도전성및 내굴곡성, 열전도도, 용접성등이 우수하여 전선으로서의 수요가 증가하고 있다.
무산소동은 산소 함유량이 10ppm 미만으로 주로 고급 음향 기기용 전선도체에 사용된다. 일반적으로 동은 융점 이전의 고온에서 열처리함으로써 결정을 수십 배까지 크게 성장시킬 수 있으며 이렇게 거대 결정화된 OFC를 GC-OFC(Giant-Crystal OFC)라고 하며 이 GC-OFC를 연선함으로써 결정이 축방향으로 직선상 배열을 한 LC-OFC(Linear-crystal OFC)가 가능하게 된다. 이러한 LC-OFC는 결정 경계가 OFC에 비해 적음으로써 그 면을 통과하는 신호는 경계면의 영향을 줄일수 있게 되여 신호 왜곡현상이 현저히 줄어들어 고품질의 재생이 가능하다.

일반용전기동
핀단자에 전선의 도체를 감아 연결하는 Wrapping 접속에서 중요한 것은 접속의 신뢰성을 높이는데 있다. 종래의 연선을 핀단자에 감을 경우 wrapping중 연선에 공간이 생겨 신뢰성이 상대적으로 떨어질 가능성이 있기 때문에 종래는 Wrapping Wire용 도체로 단선이 사용되어 왔다.
그러나 Wrapping 접속부위에서 단선(斷線)이 발생하는 결점을 갖고 있어, 연선도체의 유연성과 굴곡성을 유지한 채로 Wrapping이 가능하도록 한 것이 일괄석도선이다. 일괄 석도선은 석도 연동 연선을 일괄 coating 한 제품이다.

알류미늄(AL)
AL은 일반용 금속재료 중 동 다음으로 도전성이 좋고 가벼우며 또한 내부식성도 우수하여 도전재료로서 널리 사용되고 있다.

절연체(Insulation) 및 보호피복재료(Sheath)
절연체 재료로서는 전기특성이 우수한 것 외에 용도에 따라서 기계적 강도, 내열성, 내약품성, 내유성 등을 고려해서 선택한다. 제조가공이 쉬운 것도 중요한 요소이다. 전선의 보호피복(Sheath)의 목적은 도체/절연체를 사용장소/목적에 따라서 기계적/화학적으로 보호하기 위해 실시하는 것이다.

폴리 염화비닐(PVC, Polyvinyl Chloride)
염화비닐의 중합물로서 아세틸렌과 염화수소를 반응시켜 얻는다. 내전압및 절연 저항 이 비교적 높아 절연및 Jacket 재질로 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 유전율 및 유전정접이 크기 때문에 일반적으로 고주파및 고전압용 절연 재질로는 사용되지 않는다. 난연성, 내유성, 내오존성 및 내수성이 좋다. 일반적으로 가소제, 안정제, 충진제등을 배합하여 사용하며, 배합에 따라 내열성, 내한성 및 경도 범위가 크게 변하므로 용도에 맞는 재질의 선정이 용이하다.

폴리에틸렌수지(PE, Polyethylene)
에틸렌 중합물이며 일반적으로 저밀도 PE, 중밀도 PE, 고밀도 PE(HDPE)의 3종류가 있다. 유전율및 유전정접이 적고, 온도와 주파수에 따라 특성변화가 거의 없는 특징때문에 통신용, 고주파용의 절연체로서 널리 사용된다. 기계적으로 강하며 내약품성, 내용제성이 우수하며 특히 내수, 내습성이 뛰어나다.

가교 폴리에틸렌(XLPE)
PE의 분자간에 가교반응 을 일으켜 그물 형상의 분자구조를 만든것으로 PE에 비해 기기적 강도및 내열성이 향상되어 고온에서도 잘 녹지 않는다. PE가 갖는 우수한 전기특성에 내열성을 보완하였으므로 전력케이블의 절연체로 널리 쓰이고 있다.

발포 폴리에틸렌 및 가교 발포 폴리에틸렌
발포 폴리에틸렌은 PE에 발포제를 가해 발포시키거나, 또는 용융PE중에 직접 Gas를 압입하여 불활성Gas를 독립 기포상에 혼재시킨것으로 주로 통신케이블의 절연체로 사용되고 있다.
발포제를 변화시킴에 따라 저유전율을 어느 정도 임의로 얻을수 있고, 유전정접도 작으므로 같은 감쇄량 의 경우 PE보다도 절연두께가 얇게 된다. 가교 FPE는 FPE에 전자선을 조사하여 가교한 것으로 내열성및 기기적 강도가 한층 보강된 재질이다.

폴리프로필렌 수지(PP, Polypropylene)
폴리프로필렌을 중합시킨것으로 비중이 0.90-0.91로 플라스틱중에서 가장 가볍다. 내열성, 기계적 강도는 PE보다 우수하며, 전기적 특성 특히 고주파 특성이 좋으며 절연 재료로 사용되고 있다.

나일론(Nylon)
폴리 아미드수지의 일반적인 호칭이다. 기계적으로 강하고 내마모성, 내 cut-through성, 내 약품성이 우수하지만, 흡습에 따라 전기적 특성이 저하되기 때문에 절연체로서는 사용하지 않고 Jacket재질로 사용한다.

폴리우레탄 수지(PU, Polyurethane)
상온에서 고무와 같은 탄성을 갖고 있으며 인장강도 및 신율이 우수하고 내마모성이 훌륭한 Jacket재질이다. 또한 내후성 및 내유성 도 우수하다.

불소수지(Fluorocarbons)
모든 불소수지는 불연성(Non-flammable)이며 내열, 내약품및 내산화성이 극히 우수한 내열, 내식재료이다.

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