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전력 케이블 현황
전력 케이블에 대한 수요는 계속 증가하고 있습니다. 전 세계 전력 케이블 시장은 2024년 약 1,521억 4,000만 달러 규모였으며, 7%의 성장률을 보이며 2031년에는 약 2,431억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 고전압 케이블 시장은 2023년에 390억 달러에 달했으며 2032년에는 610억 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
2023년 전 세계 정제 구리 소비량은 약 2,655만 톤으로 사상 최고치를 기록했습니다. 전 세계적으로 생산되는 정제 구리의 약 75%는 다양한 케이블과 전선 등 전기 전도체에 사용됩니다.
재생 에너지 부문은 구리 수요를 크게 증가시켜 재생 에너지 시스템에서 기존 발전 방식보다 평균 4~6배 더 많은 구리를 사용합니다. 예를 들어, 기존 발전 방식은 설치된 MW당 약 1톤의 구리가 필요합니다. 반면, 재생 에너지는 더 넓은 면적과 더 광범위한 케이블이 필요하기 때문에 MW당 4~6톤의 구리가 필요할 수 있습니다.
초기 시작(1812~1880)
전력 케이블의 역사는 전기 공학의 부상과 함께 19세기 초에 시작되었습니다.
1812: 실링이라는 러시아인이 고무 바니시 절연 전선을 사용하여 광석을 폭파하는 데 절연 전선을 처음 사용했습니다.
1837년: 사무엘 모스가 전신을 발명하여 초기 통신 케이블의 개발로 이어졌습니다.
1844: 워싱턴 D.C.와 볼티모어 사이에 최초의 공중 전신선이 설치되었습니다.
1850: 영국 도버와 프랑스 칼레 사이에 최초의 해저 전신 케이블이 부설되고, 이어서 최초의 대서양 횡단 전신 케이블이 부설되었습니다.
1879: 토마스 에디슨이 백열전구를 개발하면서 전기 배전 방식 개선이 필요해졌습니다.
1880: 에디슨이 역청 화합물로 절연된 황마로 감싼 구리 막대를 직류 배전 시스템에 사용하는 지하 '거리 파이프'를 도입했습니다.
현대 전력 케이블의 탄생(1881~1900)
전기가 널리 보급됨에 따라 안정적인 전력 전송의 필요성이 커졌습니다.
1882: 에디슨이 뉴욕의 펄 스트리트 역에서 배전 네트워크에 고무 절연 케이블을 사용했습니다.
1890: 페란티 박사가 런던 전기 공급 공사를 위해 고전압 절연 도체 사용의 선구자 역할을 했습니다. 페란티 케이블은 다층 적층 유전체 절연체로 주목받았습니다.
1891: 독일에서 최초의 고전압 교류 송전선이 성공적으로 건설되어 장거리 절연 케이블의 효과를 입증했습니다.
1901: M. Gorman은 케이블 설계 및 절연의 초기 혁신을 반영하여 지하 전력 케이블이 "100년 동안 방수"가 가능하다고 주장했습니다.
케이블 기술의 발전(1901~1950)
20세기 초중반에는 산업적 필요에 의해 케이블 기술이 크게 발전했습니다.
1917: 피렐리 컴퍼니의 에마누엘리가 유체 함침 종이 절연 케이블을 완성하여 케이블의 신뢰성을 높였습니다.
1933: 독일에서 천연 고무를 대체할 수 있는 단열재를 개발하여 단열재를 개선한 IG Farben.
1942: 폴리에틸렌 단열재가 케이블에 처음 사용되면서 합성 소재로 전환되는 중추적인 시기가 도래했습니다.
1955: 에틸렌 프로필렌 고무(EPR)가 개발되어 이전 소재보다 열 안정성과 전기적 특성이 향상되었습니다.
고전압과 광섬유의 시대(1950~2000)
전기 수요가 증가함에 따라 엔지니어들은 먼 거리까지 전기를 전송할 수 있는 고전압 케이블을 개발하는 데 집중했습니다.
1963: 제너럴 일렉트릭이 가교 폴리에틸렌(XLPE) 절연체를 발명하여 우수한 열 및 전기적 특성으로 케이블 기술에 혁명을 일으켰습니다.
1967: XLPE 절연 케이블이 일본에서 중전압 애플리케이션을 지배하기 시작하여 유체 충전 케이블 설계를 능가하기 시작했습니다.
1980s: 전력 케이블에 광섬유 기술이 도입되면서 전력과 함께 데이터를 동시에 전송할 수 있게 되어 스마트 그리드 기술의 토대가 마련되었습니다.
현대의 발전과 미래 트렌드(2000년 - 현재)
전력 케이블은 지속 가능한 에너지 솔루션을 만들기 위한 기술 발전의 최전선에 서 있습니다. 전력 케이블의 최신 개발은 재생 에너지 통합, 스마트 그리드 및 지속 가능성 이니셔티브를 중심으로 이루어지고 있습니다.
2000: 도쿄에 조인트가 있는 최초의 500kV 장거리 XLPE 케이블이 설치되어 고전압 전송 기능의 새로운 표준을 세웠습니다.
2002 - 2010: 호주에서 ±150kV, 노르웨이에서 네덜란드까지 ±450kV의 Murraylink를 비롯한 다양한 HVDC 프로젝트가 전 세계적으로 시행되어 국가 간 전력 전송 효율을 향상시켰습니다.
2022년: 프리즈미안 그룹이 이전 기술 대비 전송 용량을 두 배로 늘린 525kV HVDC 압출 해저 케이블 시스템 개발에 성공했습니다.
2025년에는 생산되는 고전압 케이블의 약 50%가 500kV 이상에서 작동하기 위한 것입니다. 다음으로 생산량이 많은 전압 레벨은 300~400kV로, 전체 고전압 케이블 생산량의 약 30%를 차지합니다.
결론
전력 케이블의 역사는 사회적 요구를 충족하기 위한 기술 발전으로 인한 지속적인 혁신의 여정을 반영합니다.
19세기의 소박한 시작부터 오늘날 우리가 의존하는 정교한 시스템에 이르기까지 전력 케이블은 현대 전기 인프라를 형성하는 데 중요한 역할을 해왔습니다. 지속적인 개발을 통해 효율성, 지속 가능성 및 기능성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
이 타임라인은 전력 케이블의 중요성을 강조하고 전 세계 에너지 수요를 지원하는 동시에 재생 에너지 전환의 길을 닦는 데 있어 케이블의 역할을 강조합니다.
참조
CIGRE. 스프링거 전력 시스템 핸드북. Springer.
Orton, H. 지중 전력 케이블의 역사. Orton 컨설팅 엔지니어 국제.
Black, R. 전선과 케이블의 역사. 영국 런던: 피터 페레그리누스사, 1983.
Uematsu, T. "XLPE 케이블의 수목에 대한 역사적 검토", Furukawa Rev., 10, 31-48쪽, 1992.
프레코피오, F. "화학적으로 가교된 폴리에틸렌의 발명", IEEE Electr. Insul. 15, 1, 23-25쪽, 1999.
Zuidema, C., Kegerise, W., Fleming, R., Walker, M. 및 Boggs, S. "고무 케이블의 짧은 역사", IEEE Electr. Insul. Mag., vol. 4, pp. 44-49, 2011.
Taylor, W., Morrison, G. 및 Welch, D. "평가하는 고압 케이블 스플라이스 및 종단", IEEE 산업 응용 학회 연례 석유 및 화학 산업 컨퍼런스 프로시딩.
Cheenne A., Chatterjee S., "고압 케이블 액세서리를 위한 냉수축 기술", IEEE 전송 및 배전 컨퍼런스 프로시딩.
하버캄프 W.B., 라이언스 P.G., "열수축 스플라이스 개념에 대한 전 세계적인 장기 경험", IEEE T&D 컨퍼런스 프로시딩.
마루이치 S., "500kV XLPE 케이블용 공장 확장형 냉수축 조인트 개발", EINA Magazine.
혼시 3 해상 풍력 발전소 해저 케이블 프로젝트에 관한 프리즈미안 그룹 보도 자료.
부록: 전력 케이블과 관련된 역사적 사진
전력 케이블의 역사와 관련된 역사적인 사진을 얻으려면 중요한 이미지가 포함된 몇 가지 귀중한 자료와 특정 컬렉션을 참조하세요:
1. 서부 전력 배전(WPD) - 지중 케이블 사진 앨범(1890-1940):
이 컬렉션은 영국의 저압 및 중압 케이블 설치 및 유지보수 사진을 선보입니다. 여기에는 케이블 갱, 케이블 포설, 조인팅 및 지하 케이블 사용을 둘러싼 다양한 역사적 맥락의 이미지가 포함되어 있습니다.
- 주목할 만한 이미지:
- 1915년의 케이블 갱
- 브리스톨에서의 케이블 포설 작업(1898)
- 펜잔스에서의 고전압 조인팅(1912)
- 여기에서 사진을 볼 수 있습니다.
2. 에디슨 스트리트 튜브 샘플:
'에디슨 스트리트 튜브' 전기 도관 샘플은 토마스 에디슨이 설계하고 호주에 설치한 최초의 지하 전력 케이블의 예입니다. 이 튜브는 직류 전기 공급에 사용되었으며 케이블 설계의 초기 혁신을 보여줍니다.
- 여기에서 사진을 확인하세요.
3. 페란티 역사 이미지:
- 전력 케이블 개발의 중요한 업체인 페란티는 전기 공학 발전과 관련된 다양한 이미지를 통해 풍부한 역사를 기록하고 있습니다.
- 역사적 맥락과 이미지는 Wikipedia 또는 Graces Guide와 같은 플랫폼에서 전용 페이지를 참조할 수 있습니다.
4. 콘 에디슨 200주년 기념 사진:
- 콘 에디슨은 뉴욕시의 초기 전기 인프라와 케이블 설치 이미지를 포함하여 작업 현장을 보여주는 역사적인 사진 컬렉션을 보유하고 있습니다.
- 여기에서 사진을 확인하세요.
