화학·재료·소재 업계
디지털 마이크로스코프를 이용한 전선의 관찰·측정
전선은 전력이나 전기 신호를 전달하는 금속선의 총칭입니다. 사용 목적에 따라 전력용 전선, 통신용 전선으로 분류됩니다. 여기에서는 전선의 개요와 디지털 마이크로스코프를 이용한 전선 관찰·측정 사례를 소개합니다.
전선과 케이블의 차이
전선은 전기가 통하는 금속선의 총칭이지만, 구조 차이에 따라 전선과 케이블로 분류됩니다.
- 전선(절연 전선)
- 전기가 통하는 도체의 둘레를 전기가 통하지 않는 절연체로 감싼 것입니다.
- 케이블
- 여러 가닥의 전선을 모아 시스(외피)로 감싼 것입니다.
- A: 도체
- B: 절연체
- C: 시스
- D: 개재물
- E: 바인더 테이프
도체의 재질과 특징
전선·케이블에 사용되는 도체는 대부분 구리와 알루미늄으로 이루어져 있습니다.
전도성만 보면 은이나 금의 성능도 뛰어나지만 가격이 비싸기 때문에 거의 이용되지 않습니다.
| 재료 | 전도율(%IACS) | 저항률(10-6 Ωm) |
|---|---|---|
| Ag(은) | 106.4 | 0.0162 |
| Cu(구리) | 100 | 0.0172 |
| Au(금) | 71.8 | 0.024 |
| Al(알루미늄) | 61.7 | 0.0275 |
구리와 알루미늄의 특징
전선·케이블에 사용되는 주요 도체인 구리와 알루미늄의 각 특징은 다음과 같습니다.
- 구리
-
- 전기 전도율이 매우 높아 전기가 잘 통한다.
- 구리는 상온 및 건조한 공기 환경에서도 거의 산화되지 않는다.
- 일반적인 케이블에 도체로 사용된다.
- 알루미늄
-
- 구리보다 밀도가 낮아 구리의 3분의 1 수준인 가벼운 중량 덕분에 송전선 등 긴 거리의 설치에 적합하다.
- 산화되면 표면이 알루미나층으로 덮이므로 부식에 강하다.
- 구리의 약 1/3~1/2 수준으로 가격이 저렴하다.
전선의 단면적과 허용 전류
전선의 단면적이 클수록 허용 전류가 커집니다.
아래는 대표적인 구리선의 허용 전류입니다.
| 직경(mm) | 허용 전류(A) |
|---|---|
| 1 mm | 16 |
| 1.2 mm | 19 |
| 1.6 mm | 27 |
| 2 mm | 35 |
| 2.6 mm | 48 |
| 3.2 mm | 62 |
| 4 mm | 81 |
| 5 mm | 107 |
| 단면적(mm2) | 허용 전류(A) |
|---|---|
| 0.9 | 17 |
| 1.25 | 19 |
| 2 | 27 |
| 3.5 | 37 |
| 5.5 | 49 |
| 8 | 61 |
| 14 | 88 |
| 30 | 139 |
| 50 | 190 |
| 100 | 298 |
| 200 | 469 |
| 400 | 745 |
| 600 | 930 |
| 800 | 1080 |
| 1000 | 1260 |
디지털 마이크로스코프를 이용한 전선 관찰·측정 사례
KEYENCE의 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」를 이용한 전선의 최신 관찰·측정 사례를 소개합니다.
확산 어태치먼트 덕분에 헐레이션이 없는 관찰이 실현되었습니다.
아래: 일반 화상 / 위: 심도 합성+HDR 화상
HDR 기능으로 케이블 단면을 자세하게 관찰할 수 있습니다.
일반 화상
Optical Shadow Effect Mode 화상
3D 심도 합성 기능으로 흠집의 형상을 정확하게 관찰할 수 있습니다.
3D 계측 기능으로 용접부 팽창을 정량화하여 정확하게 불량 여부를 판단할 수 있습니다.
자동 면적 계측 화상
3D 심도 합성 기능으로 소재 및 제조 조건의 차이에 따른 표면 상태 차이를 가시화할 수 있습니다.
