최근 들어 CV케이블은 현재 600~500kV급 회선에 이르기까지 폭넓게 적용되고 있으며 절연체로 채용된 가교 폴리에틸렌은 뛰어난 전기특성, 물리적 특성을 가지고 있어서 케이블로서의 취급성이 우수해 널리 보급되었다. 고압(6600V급) CV케이블은 이미 약 40년 전부터 사용되기 시작했으며, 그 이전에 사용되어왔던 종이케이블, 고무절연케이블에 비해 위급성, 전기·물리성능면이 우수하여, 현재는 고압급의 케이블은 거의 대부분이 CV케이블로 교체되었다.지금까지 고압 CV케이블의 품질·기능 향상을 위해 설계·제조기술의 개량과 연구가 진행되어 왔으며, 그 대표적인 예로서는 절연체구조(반도전층)의 개량, 절연체의 건식가교화, 시스의 재질개선, 필요에 따른 간이차수층(금속라미네이트 테이프)의 추가 등을 들 수 있다.최근에는 그 외에도 환경을 고려한 재료의 채용, 저 자원·저 에너지화의 연구가 진행되고 있다.이 글은 일본의 사단법인 일본전기공업회에서 고압 CV케이블의 최신기술과 동향에 관해서 서술한 내용이다. 고압 CV케이블의 신뢰성 향상과 환경·방재대책은 어떤지, 에너지와 자원을 절약하기 위한 일본의 최신기술동향을 알아본다. <편집자 주>고압 CV케이블의 신뢰성 향상전기기기는 항상 전기적 경년열화가 생기기 때문에, 이 열화를 제어하여 장기간 신뢰성을 확립하는 것이 중요하다.고압 CV케이블의 경우에도 마찬가지로, 포설환경(열, 물, 화학물질의 존재 등)의 영향을 받은 피복 재료의 열화가, 결과적으로 전기특성의 저하를 가져오게 된다.때문에 초기의 품질확보를 위한 설계·제조기술 확립과 사용 중의 외부환경에 의한 영향의 회피, 또는 저하대책이 필요해진다.1. 절연체 내·외 반도전층의 개량고압 CV케이블에서의 절연체 구조는 워터트리 열화대책기술의 진보와 함께 그 구조(특히 내부반도전층과 외부 반도전층을 포함하는 절연체 부분)의 개량이 추가되어왔다.6600V 이상의 고전압에서는 전계강도 면에서 절연체의 내·외층의 반도전층을 필요로하며, 이 반도전층의 종류, 재료에 의해 워터트리 열화를 포함해, 장기 신뢰성에 영향이 나타난다.현재 내부 반도전층은 이미 압출방식이 표준이 되어있다. 외부 반도전층에 대해서는 테이프감기 방식과 압출방식이라는 두종류가 있으며, 포설환경이나 용도에 의해 채용되어왔다. 테이프 감기 방식의 경우, 절연체와의 밀착성이 중요하며, 테이프의 재질이나 제조기술면에 대해 연구되어 왔다.압출방식은 테이프 감기 방식에 비해 전기특성면에서 우수하며, 장기신뢰성을 취해 내·외부 반도전층과 절연체의 3층 동시 압출방식이 채용되고 있다.2. 건식가교화초기에는 고온고압의 수증기에 의한 가교방식(습식가교방식)이 채용되었다. 수증기가교방식에서는 반용융 폴리에틸렌 안에 수증기가 확산되며, 수증기가 냉각시 응집되어 워터보이드가 생긴다. 이 보이드와 함유수분은 워터트리 열화요인의 하나로 판명되어, 수증기를 필요로 하지 않는 건식가교방식(가스, 용융액 등)이 주류가 되었다.3. 간이차수층의 추가케이블이 물이 존재하는 환경에 장기간 노출되면 수분이 비닐 시스를 통과하기 때문에 완전한 차수효과를 기대하기는 어렵다.한편 금속 재료는 모두 결정체로 구성되어 있기 때문에 완전한 차수효과를 갖는다. 납시스 등의 금속피복을 가지고 있는 케이블은 취급성 면에서 범용화가 곤란하기 때문에, 기존의 CV케이블과 같은 취급성을 가지며, 금속피복 같은 차수성을 가지는 금속(주로 납) 라미네이트 테이프 간이차수층 부착 CV케이블이 실용화되어 있다. 최근에는 환경문제를 배려하여 납을 알루미늄으로 바꾼 라미네이트 테이프도 채용되고 있다.환경배려·방재 대책지구환경보전에 대해 전 세계 규모로 대책이 마련되고 있는 가운데, 케이블 역시 환경에 대한 배려가 필요해지고 있으며, 또한 화재 등의 방재 성능 면에서의 신뢰성 향상이 요구되고 있다. 이런 사회적인 안심·안전에 관한 요구가 높아지는 것에 대해 여러 가지 대책이 마련되고 있으며, 이를 소개한다.1. 비닐의 비연화전기·전자기기제품 분야에서는 2006년 7월에 시행되는 유럽 RoHS 지령을 받아 <표 1>에 나타내는 중금속이나 특정 취소계 난연제의 규제요구가 높아졌으며, 다른 분야에까지 영향을 미치고 있다. 고압 CV케이블의 경우, 비닐시스재에는 RoHS 지령의 규제물질 가운데 하나인 연화합물계의 안정제가 널리 사용되어 왔지만, 이같은 움직임의 영향을 받아 비연화가 추진되고 있다. 구체적으로는 연계안정제를 대신해 칼슘·아연계 안정제를 채용하여, 기존의 제품과 같거나 그 이상의 특성을 확보하고 있다.2. EM(에코마테리얼) 케이블의 보급EM케이블은 <그림 1>에 나타낸 것처럼, 기존의 비닐 대신 내연성 폴리에틸렌을 적용시킨 케이블로, RoHS 지령의 규제물질인 중금속류는 원래 할로겐(염소, 취소 등)을 함유하고 있지 않기 때문에, 연소 시 유해한 할로겐계 가스나 다이옥신을 발생시키지 않고 그 때 발생하는 연기의 양도 적다는 뛰어난 특성을 갖고 있다. 1998년에 구 건설성에서 제안한 그린청사계획지침에 대응해서 개발된 이후, 관공서를 중심으로 급속히 보급되었으며, 민간에서의 채용 역시 확대되고 있다. 최근 수년간의 출하량의 추이를 <그림 2>에 나타낸다. 그리고 고압용 EM케이블은 2002년에 JIS에 채용되었다. (JIS C 3606, 기호 6600V CE/F) 3. 고난연 논(non)할로겐화의 요구EM케이블은 기존의 CV케이블과 같이 JIS의 60도 경사연소시험에 적합한 난연성을 가지고 있지만, 이것을 더욱 고난연화한 것이 논할로겐 난연 케이블이다. 할로겐이나 중금속류를 함유하지 않으며 저발연한 특징은 EM케이블과 같고, 수직 트레이 연소시험(JIS 7397, IEEE Std. 383-1974 등에서 규정)에 합격하는 고도의 난연성을 갖고 있다. 이제까지 그 용도는 지하철 등의 특정한 분야에만 사용되어 왔지만, 방재의식이 높아짐에 따라, 이후 채용의 확대가 예상된다.4. 방재기능의 향상내화 케이블은 화재 발생시에 케이블이 연소해도, 일정 시간 전기적 기능을 유지하여 전력을 계속 공급하는 것이 가능한 내화성능을 가지고 있어, 비상용 전원회로에 사용된다. 대표적인 구조 (예)를 <그림 3>에 나타낸다. 마이카 테이프 등의 내화층을 설치하는 것으로 30분에 840℃에 도달하는 내화시험에 합격하는 성능을 부여하고 있다. 이전에는 시스재료에 비닐을 사용한 것이 있었지만 최근에는 EM케이블과 같은 내연성 폴리에틸렌을 적용한 것이 주류가 되어 있으며, 그 외에 내화성능과 동시에 고난연성을 함께 가지고 있으며, 할로겐도 함유하지 않은 ‘고난연 논할로겐 내화케이블’도 개발되어 있다.