다음과 같은 시나리오를 상상해 보십시오. 바다 표면 깊은 곳에는 동맥과 같은 고전압 전력 케이블이 대륙을 연결하여 수백만 가구와 기업에 전기를 공급합니다. 그런데 갑자기 미세한 불순물로 인해 이 중요한 생명선이 작동하지 않아 도시가 어둠에 빠지고 경제적 혼란이 발생합니다. 그 결과는 심각합니다. 해저 케이블을 수리하는 데 시간이 많이 걸리며 비용도 엄청나게 많이 들고 시간도 많이 걸립니다.

이러한 경쟁이 치열한 시장에서 케이블 제조업체는 어떻게 안정적인 전력 전송을 보장하면서 차별화되고 고객의 신뢰를 얻을 수 있습니까? 그 대답은 단 하나의 타협할 수 없는 원칙, 즉 단열재 순도에 대한 끊임없는 추구에 있습니다.

고전압 케이블, 특히 중압 및 고전압 케이블은 배전 시스템의 핵심과 같은 기능을 합니다. 단열재는 가장 중요한 구성 요소인 보호층 역할을 합니다. 현재 가교 폴리에틸렌(XLPE)은 중압 및 고전압 케이블의 주요 절연재로 널리 사용되고 있습니다.

가교 폴리에틸렌(XLPE)은 가교 과정을 통해 폴리에틸렌에서 파생된 열경화성 재료입니다. 고압 및 유기 과산화물을 사용하여 폴리에틸렌은 열가소성 물질에서 탄성 물질로 변환되어 XLPE에 고전압 케이블 절연에 이상적인 탁월한 특성을 부여합니다.

• 최소 유전 손실:XLPE의 낮은 유전 손실은 전송 중 에너지 손실이 적다는 것을 의미하며 더 높은 효율성을 보장합니다.
• 우수한 전기적 특성:탁월한 전기적 강도, 코로나 저항성 및 아크 저항성을 통해 XLPE는 고전압 전계를 견딜 수 있습니다.
• 뛰어난 물리적 특성:높은 기계적 강도, 내열성 및 화학적 부식 저항성은 열악한 환경에서도 안정적인 작동을 가능하게 합니다.
• 열 변형 및 노화 방지:XLPE는 높은 온도에서도 안정적인 성능을 유지합니다.
• 더 높은 전류 용량:XLPE 케이블은 동일한 크기의 기존 케이블보다 더 많은 전류를 전달할 수 있습니다.
• 쉬운 설치:가볍고 유연한 XLPE 케이블은 배포를 단순화하고 건설 일정을 단축합니다.

최근 Prysmian은 고성능 열가소성 엘라스토머(HPTE)를 사용한 혁신적인 케이블을 출시했습니다. XLPE의 성능과 일치하는 동시에 HPTE는 다음과 같은 뚜렷한 제조 이점을 제공합니다.

• 교차 연결이 필요하지 않습니다.가교 과정에서 발생하는 부산물을 제거하여 더욱 친환경적입니다.
• 재활용성:HPTE 케이블은 재사용이 가능하여 낭비를 줄일 수 있습니다.
• 생산 주기 단축:시장 요구에 더 빠르게 대응할 수 있습니다.
• 시설 면적 감소:생산 공간이 덜 필요하므로 비용이 절감됩니다.
• 호환성:기존 네트워크 구성 요소와 원활하게 작동하여 그리드 업그레이드를 촉진합니다.

XLPE와 HPTE는 모두 고전압 케이블의 "심장" 역할을 하며 송전 신뢰성을 보호합니다.

고압 및 초고압 케이블의 경우 절연재 순도는 협상할 수 없습니다. 순도가 높을수록 고장 위험이 낮아집니다. 50미크론의 금속 불순물이라도 최종 제품에 손상을 주어 엄청난 후속 비용이 발생할 수 있습니다.

미세한 금속 입자가 전기적 스트레스 하에서 부분 방전을 유발할 때까지 수십 년 동안 완벽하게 작동하는 해저 케이블을 생각해 보십시오. 시간이 지남에 따라 이러한 방전이 강화되어 절연 실패와 치명적인 케이블 실패로 이어집니다.

• 천문학적 수리 비용:오염으로 인한 해저 케이블 고장은 심각한 경제적, 사회적 결과와 함께 몇 주 동안의 가동 중지 시간을 초래할 수 있습니다.
• 업계 전반의 생산에 미치는 영향:방전 테스트에 실패한 오염된 재료나 결함이 있는 케이블은 제조 효율성을 저하시키고 비용을 증가시킵니다.

초고압 케이블은 정격 전압의 2.5배에 달하는 엄격한 내전압 테스트를 거칩니다. 이는 절연 무결성에 대한 잔혹한 검사입니다.

• 고장 결과:일반적인 생산 시설에서는 테스트 중에 연간 5~6회의 고장이 발생하며, 각 고장은 납품 전 €150,000의 비용이 발생할 수 있습니다.
• 일정 중단:고장으로 인해 배송이 지연되고 계약상 문제가 발생합니다.
• 평판 손상:승인되지 않은 접합은 제조업체의 품질 이미지를 손상시키고 벌금 조항을 유발할 수 있습니다.

케이블 신뢰성을 보장하기 위해 업계 표준에서는 엄격한 순도 요구 사항을 적용합니다.

• 고전압 케이블 표준에서는 종종 75미크론을 초과하는 오염 물질을 배제하도록 요구합니다.
• AEIC 지침에 따르면 케이블 설계는 최소 40년 동안 지속되어야 하며 100% 재료 순도 검사가 필요합니다. 샘플 테스트로는 모든 오염 물질을 안정적으로 제거할 수 없습니다.

포괄적인 검사를 통해서만 모든 측정기가 최고 품질 표준을 충족함을 보장할 수 있습니다.

현재 케이블 제조업체는 일반적으로 메쉬 필터를 사용하여 XLPE 및 HPTE 용융물이 케이블에 들어가기 전에 불순물을 포착합니다. 압출기와 가교 헤드 사이에 위치한 이러한 필터는 운영상의 어려움에 직면해 있습니다.

• 막힘:시간이 지남에 따라 필터에는 그을린 물질이나 과도한 오염 물질이 축적되어 압출기 압력 스파이크가 발생합니다.
• 생산 중단:빈번한 필터 교체에는 생산 중단과 후속 접합이 필요합니다.
• 접합 위험:수동으로 만든 접합은 특히 해저 응용 분야에서 중요한 약점을 나타냅니다. 따라서 제조업체는 긴 케이블의 스플라이스를 최소화하는 것을 목표로 합니다.

막힌 필터는 생산성을 저하시키며 보다 안정적인 불순물 검출 및 분류 솔루션을 요구합니다.

현재 입자 탐지 시스템은 주로 실험실이나 생산 라인 모니터링에 사용됩니다. 대부분은 광학 기술을 사용하여 표면 오염 물질을 감지하지만 내부 불순물은 식별할 수 없습니다.

투명 또는 반투명 재료의 표면 결함에는 효과적이지만 광학 기술은 입자를 침투하여 내부 오염을 감지할 수 없습니다.

X선 기술의 침투 능력으로 내부 결함 탐지가 가능합니다. X선이 물질을 통과할 때 밀도, 두께, 원자 구성에 따라 감쇠량이 달라지므로 정확한 불순물 식별이 가능합니다.

최신 감지 시스템은 100% 온라인 품질 보증을 위해 X선과 광학 기술을 결합합니다. 이미지 처리 소프트웨어는 50미크론만큼 작은 오염 물질을 식별, 분류 및 자동으로 제거합니다.

XLPE는 주로 탄소(6 양성자)로 구성되어 있는 반면, 일반적인 강철 오염 물질에는 철(26 양성자)이 포함되어 있습니다. 이 20개의 양성자 차이는 뚜렷한 X선 대비를 생성하여 정밀한 금속 검출을 가능하게 합니다.

고급 카메라 기술과 조명 시스템은 산업 속도에 맞춰 자재 흐름을 포착합니다. 그러면 강력한 알고리즘이 사전 정의된 임계값을 초과하는 표면 결함을 식별합니다.

이 이중 접근 방식은 다음을 포함하여 내부 및 표면 오염 물질을 모두 감지합니다.

• X선: 투명, 유색 또는 반도체 재료의 금속, 유기 오염물질 및 불균일성(예: TiO2)
• 광학적: 검은 반점, 이물질, 이종 물질과 같은 표면 결함

공급 호퍼(옥타빈, 백 또는 사일로 포함)와 압출기 호퍼 사이에 설치되는 이 시스템은 압출이 시작되기 전에 중력 공급을 통해 재료를 정화합니다.

온라인 시스템 외에도 모듈식 솔루션은 펠렛, 플레이크 및 테이프에 대한 오프라인 감지 및 분석을 제공하므로 더 적은 처리량, 샘플링 또는 입고 자재 검사에 이상적입니다.

• 온라인 감지:생산 중 실시간 불순물 제거
• 오프라인 감지:샘플 품질 평가

시스템은 응용 분야 요구 사항에 따라 X선 또는 광학 센서를 배치하여 생산 또는 샘플링 중에 50미크론 이상의 이물질을 감지합니다.

X-Ray 실험실 장비는 3,000개의 펠릿(200ml)을 몇 초 만에 분석할 수 있으며 광학적으로 오염 물질을 강조 표시하여 쉽게 제거할 수 있어 품질 개선에 적합합니다.

선도적인 제조업체는 포괄적인 프로세스 최적화를 위해 온라인과 오프라인 시스템을 결합합니다.

• 온라인:신속한 대량 불순물 제거
• 오프라인:제거된 오염물질의 정밀 분석

이러한 상호 작용을 통해 데이터베이스 생성을 통한 오염 소스 추적이 가능해 향후 품질 문제를 예방할 수 있습니다.

이 조사는 중압 및 고전압 케이블 절연에 대한 XLPE 및 HPTE 순도의 중요성을 강조합니다. 최신 품질 관리 시스템은 원료에서 발생했거나 취급 중에 유입된 오염 물질을 압출 전에 감지하고 제거합니다.

기존 필터를 사용하더라도 이 기술은 오염된 펠렛을 제거하여 막힘을 방지하고 안전을 보장하면서 생산 가동 시간을 연장합니다. X-ray/광학 조합은 내부 및 표면 결함을 모두 감지하여 100% 품질 관리를 보장합니다.

제거된 오염물질의 오프라인 분석은 순도 모니터링 및 예방 분석을 통해 생산 프로세스를 더욱 향상시킵니다.

• 품질 기반:고순도 소재를 사용하여 탁월한 절연성과 장기적 신뢰성을 갖춘 케이블 제공
• 비용 효율성:비용이 많이 드는 방전 테스트 실패를 제거하고 생산 라인 효율성을 높입니다.
• 시장 차별화:최고 품질의 고신뢰성 케이블을 제공하여 고객의 신뢰와 경쟁력을 구축합니다.

해저 전력 전송의 위험이 큰 세계에서 순도는 단순한 사양이 아니라 궁극적인 차별화 요소입니다.