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전력 케이블

가장 흔할 뿐 아니라 가장 간단한 형태의 전력 케이블은 전주나 철탑 사이의 공중에 매달려 있다. 이 케이블은 주로 구리나 알루미늄이 재료로서 동심원층을 이루며 서로 꼬여진 많은 가닥의 철선들로 구성된다.

구리나 알루미늄은 높은 전도성을 주고, 꼬인 형태는 유연성을 더해준다. 가공 케이블은 강풍이나 진눈깨비 또는 둘 다에 의해 심한 역학적인 응력을 빈번하게 받는다. 구리나 알루미늄은 기계적 강도가 높지 않기 때문에 때때로 구리나 알루미늄의 합금이 사용된다. 합금으로 어느 정도 전도성 손실은 있으나 케이블의 강도를 증대시킨다. 이 문제점에 대한 보다 보편적인 해결책은 구리나 알루미늄이 꼬인 구조물 내에 다수의 고강도 철선을 포함시키는 것이다. 개별 철선에 직접 아연·구리·알루미늄 등을 도금하여 철선의 부식을 방지한다.

특별히 고압에서 운용되는 수많은 가공 케이블들은 절연이나 다른 피복이 없다. 저전압에서 운용되는 케이블들은 주로 아스팔트를 바른 면띠나 폴리에틸렌, 또는 기타 물질로 된 피복이 있다. 이런 피복들은 일반적으로 전선에 접촉하게 되는 인원에 대한 전기적 충격으로부터 어느 정도의 안전을 제공하며, 전선과 접지된 물체와의 일시적인 접촉이 생길 경우에 일어날 수 있는 합선을 방지한다.

똑같이 중요하지만 눈에 덜 띄는 유형의 전력 케이블은 지하 선로에 설치되며, 공간 부족이나 안전에 대한 고려 때문에 가공 전선을 사용할 수 없는 도시 지역에 사용된다. 이러한 케이블의 도전요소는 가공 케이블과 비슷하나, 일반적으로 순수 구리나 알루미늄이 변질 없이 그대로 사용되고(지하 선로에서는 기계적 응력이 문제되지 않음), 꼬인 도선은 빈번히 감겨져 변형 및 압축이 용이하며, 결과적으로 최대 전도성에 최소 크기의 케이블이라는 점이 다르다.

이와 같은 가공 및 지하 전력 케이블은 발전소로부터 전력이용 장소에 이르는 전기 회로의 중요한 부분을 구성한다. 그러나 회로의 균형상 또는 전체 회로를 통해 특수 케이블들이 필요할 수도 있다. 이런 용도 및 갖추어야 할 특수 조건을 반영하는 예로서, 제철소·보일러실·전기로(고온) 운용에 맞는 케이블, 이동시설용 케이블(진동), 선박용 케이블, 화학공장용 케이블(부식), 해저 및 광산용 케이블(혹심한 역학적 조건), 그리고 다용도로 사용되는 휴대용 케이블(과도한 유연성) 등이 있다. 원자로 부근과 유도 미사일 및 인공위성 내부에 사용되는 케이블은 다양한 형태와 강도의 방사선과 극단적인 온도·압력 등에 견딜 수 있어야 한다.

통신 케이블

정보의 전송에 사용되는 케이블은 전력 케이블과 기능 및 설계 구조에 있어서 다르다. 전력 케이블은 고전압과 고전류의 부하에 맞게 설계되어 있지만, 통신 케이블에서의 전압과 전류는 모두 적은 양이다. 전력 케이블은 직류나 저주파 교류 전류에서 운용된다. 전화 케이블은 보다 높은 주파수에서 운용되며, 레이더와 텔레비전, 그리고 많은 다른 통신 시설에 사용되는 동축 케이블은 1만㎒에 달하는 주파수를 전송해야 한다.

전력 케이블은 보통 각각의 지름이 2.5㎝나 그 이상인 3개 이내의 도선으로 구성되는 데 비해, 전화 케이블은 각각의 지름이 0.125㎝ 이하인 수천 개의 도선들로 구성될 수 있다. 전화 케이블의 절연 물질로는 거의 언제나 건조 셀룰로오스(도선에 감겨진 종이 테이프나 도선에 입혀진 종이 펄프 형태) 또는 폴리에틸렌이 쓰인다. 절연체의 두께는 100분의 몇 ㎝이거나 그보다 더 작다. 제어 케이블의 도선은 일반적으로 전화 케이블의 도선에 비해 그 개수는 적고 크기는 크며 더 과중하게 절연되어 있다. 동축 케이블은 2개의 도선으로 이루어지는데, 하나는 관 형태로 되어 있고, 다른 하나는(작지만 역시 단면적이 원형임) 관형 도선의 중심축상에 최소의 고형 절연체로 지지되어 있다. 몇 개의 동축 케이블들이 다른 유형의 통신용 도선들처럼 하나의 공통 피복이나 외피 내에 모여 구성되기도 한다.

통신 케이블의 보호 피막은 전력 케이블과 유사한데, 보통 알루미늄이나 납 합금관으로 구성되거나 금속 촉각과 열가소성 물질의 조합으로 구성된다. 전신·전화 시설용의 장거리 해저 케이블의 구조는 앞서 기술한 것과 조금 다르다. 이런 해저 케이블은 통상 하나의 고형 또는 꼬인 중심 도선에 구타페르카(구타페르카나무의 유액을 건조시킨 수지로 치과 충전, 전기 절연 등에 쓰임)나 폴리에틸렌으로 절연되어 있고, 그 위에 동심원의 외부 도선이, 또 그 위로 아스팔트나 타르 충전 주트망 층이 덮여 있으며, 그 외부는 고강도 철선 장갑(裝甲)으로 되어 있다.→ 해저 케이블