전기 및 계측 시스템의 필수 구성 요소인 케이블 글랜드는 다양한 환경에서 케이블을 고정, 밀봉 및 보호하는 데 중요한 기능을 수행합니다. 이 문서에서는 기술 표준, 재료 과학 및 산업 관행을 종합하여 케이블 글랜드 유형 및 선택 방법론에 대한 자세한 가이드를 제공합니다. 이 분석은 규제 프레임워크, 환경 고려 사항 및 애플리케이션별 요구 사항을 검토함으로써 전문가가 안전, 내구성 및 성능을 위해 케이블 글랜드 선택을 최적화할 수 있는 지식을 갖추도록 하는 것을 목표로 합니다.
케이블 글랜드의 분류
재료 구성별
케이블 글랜드는 내구성, 내식성, 운영 환경과의 호환성을 고려하여 엄선된 재료로 제조됩니다.
금속 땀샘
- Brass: 니켈 도금 시 전도성과 내식성이 뛰어나 널리 사용됩니다. 적당한 기계적 응력이 예상되는 일반 산업 분야에 이상적입니다.
- 스테인리스 스틸: 해양 시설이나 화학 처리 공장과 같이 부식이 심한 환경에서 선호됩니다. 바닷물, 산성 및 고온에 대한 내성이 뛰어납니다.
- 알루미늄: 가볍고 대기 중 부식에 강해 알루미늄 외장 케이블을 사용하는 실외 환경에 적합합니다.
비금속 땀샘
- 플라스틱(나일론/PVC): 위험도가 낮은 환경을 위한 비용 효율적인 솔루션. PVC 글랜드는 유연성과 약산성에 대한 내성을 제공하는 반면, 나일론은 소수성 특성으로 인해 습기가 많은 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다.
- 엘라스토머: 방수 용도로 사용되는 이 땀샘은 고무 씰이 통합되어 있어 IP68 등급을 획득하여 고압의 물 침투로부터 보호합니다.
기능별 디자인
- 단일 압축 땀샘: 비장착 케이블용으로 설계된 이 글랜드는 단일 씰링 메커니즘을 통해 외피를 고정합니다. 환경적 스트레스를 최소화하는 실내 설치에 주로 사용됩니다.
- 이중 압축 땀샘: 아머용과 내부 피복용의 이중 씰링 지점이 있는 이 글랜드는 위험 구역의 외장 케이블에 필수입니다. 가스 이동을 방지하고 높은 진동에서도 기계적 유지력을 보장합니다.
- 배리어 땀샘: 폭발성 대기(Ex d) 인증을 받은 배리어 글랜드는 수지 화합물을 사용하여 케이블 인입구를 밀봉하여 화염 전파를 방지합니다. 케이블이 특정 소형화 및 필러 기준을 충족하지 않는 한 IEC Zone 1/2 구역에서 필수입니다.
- EMC 땀샘: 전자기 호환성 글랜드는 아머 또는 브레이드를 접지하여 케이블을 간섭으로부터 보호합니다. 신호 무결성이 가장 중요한 데이터 전송 및 통신 시스템에서 매우 중요합니다.
기술 사양 및 규제 표준
IEC 60079-14:2024 업데이트
2024년 개정판에서는 방염 인클로저의 케이블 인입 시스템에 대한 더 엄격한 요건이 도입됩니다. 주요 변경 사항은 다음과 같습니다:
- 배리어 글 랜드 명령: 구역 1에서 3미터 미만의 케이블에 대한 면제를 없애고 케이블 길이에 관계없이 차단 글랜드가 필요합니다.
- 소재 호환성: 글랜드와 인클로저 재질을 일치시켜 갈바닉 부식을 방지하는 명시적인 지침(예: 스테인리스 인클로저의 경우 스테인리스 스틸 글랜드)을 제공합니다.
- 테스트 프로토콜: 글랜드와 씰을 통합 시스템으로 테스트해야 하는 IP(침입 방지) 등급에 대한 검증이 강화되었습니다.
NEC/CEC 규정 준수
- 단락 등급: 글랜드는 케이블 아머의 용량과 동일한 고장 전류를 견뎌야 하며, 이는 일반적으로 UL 514B 테스트를 통해 검증됩니다.
- 위험 장소 인증: Class I Div 1 구역용 글랜드는 방폭 무결성을 보장하는 UL 1203 또는 CSA C22.2 No.0.6 인증을 받아야 합니다.
최적의 성능을 위한 선택 기준
환경적 요인
부식성 대기
석유화학 플랜트나 해양 플랫폼에서는 스테인리스 스틸 또는 니켈 도금 황동 글랜드가 필수입니다. 도금 두께는 10µm를 초과해야 H₂S 또는 염화물로 인한 피팅을 방지할 수 있습니다.
극한 온도
실리콘으로 밀봉된 글랜드는 -60°C ~ +200°C를 견딜 수 있어 파운드리 또는 극저온 시설에 적합합니다. 120°C 이상의 플라스틱은 변형 위험이 있으므로 피하세요.
인그레스 보호(IP)
- IP66/67: 먼지와 일시적인 침수에도 견디는 실외용 땀샘 표준입니다.
- IP68: 이중 밀봉 탄성체 디자인을 활용한 영구 수중 설치에 필요합니다.
케이블별 고려 사항
- 기갑 대 비기갑: SWA(스틸 와이어 외장)에는 외장 클램프가 있는 이중 압축 글랜드(IEC 60079-14에 따른 유형 E1W)가 필요합니다. 외장되지 않은 케이블의 경우, IP 등급이 인클로저와 일치하는 경우 피복 씰이 있는 단일 압축 글랜드(유형 A2)로 충분합니다.
- 케이블 직경 및 코어 수: 선택 매트릭스는 케이블 단면적(mm²)과 코어 수를 상호 참조하여 글랜드 크기를 결정합니다. 예를 들어, 35mm² 4코어 케이블에는 32mm 글랜드가 필요합니다.
설치 및 유지 관리 프로토콜
단계별 설치
- 케이블 준비: 외피를 끝에서 50mm 벗겨서 갑옷과 안쪽 침구를 노출합니다.
- 글 랜드 어셈블리: 글랜드를 케이블에 끼워 압축 링과 본체 사이에 아머가 고정되도록 합니다.
- 봉인: IP68 규정을 준수하기 위해 씰에 유전체 그리스를 바릅니다. 글랜드 너트를 제조업체 사양(일반적으로 25~30Nm)에 맞게 조입니다.
일반적인 함정
- 과도하게 조입니다: 외피가 변형되어 씰이 손상될 수 있습니다. 글 랜드 크기에 맞게 보정된 토크 렌치를 사용하십시오.
- 소재 불일치: 알루미늄 인클로저의 황동 땀샘은 갈바닉 부식을 가속화합니다. 유전체 스페이서 또는 그에 맞는 재료를 사용하세요.
산업 애플리케이션 및 사례 연구
석유 및 가스 플랫폼
스테인리스 스틸 이중 압축 글랜드(Ex d 인증)는 구역 1 웰헤드에서 가스 유입을 방지합니다. 에폭시 수지 씰이 있는 배리어 글랜드는 IECEx 제도에 따라 검증된 11kV SWA 케이블을 밀봉합니다.
데이터 센터
360° 차폐 기능이 있는 EMC 글랜드는 Cat6A 설치에서 신호 무결성을 유지합니다. 나일론 글랜드(IP66)는 광케이블을 높은 바닥으로 라우팅하여 전력선에서 발생하는 EMI를 방지합니다.
새로운 트렌드와 혁신
스마트 땀샘
스트레인 센서와 수분 감지기가 장착된 IoT 지원 글랜드는 실시간 데이터를 SCADA 시스템으로 전송하여 예측 유지보수를 가능하게 합니다.
친환경 소재
RoHS 3을 준수하는 생분해성 나일론 글랜드는 매립 폐기물을 줄입니다. 재활용 스테인리스 스틸은 생산 과정에서 CO₂ 배출량을 40%까지 줄입니다.
결론
적절한 케이블 글랜드를 선택하려면 환경 조건, 규제 의무, 케이블 특성을 체계적으로 평가해야 합니다. IEC 및 NEC 표준의 진화는 위험 지역에서 배리어 글랜드와 재료 호환성의 중요성을 강조합니다. 스마트 모니터링과 지속 가능한 소재의 미래 발전은 글로벌 탈탄소화 목표에 부합하는 동시에 신뢰성을 향상시킬 것입니다. 엔지니어는 초기 지출보다 수명 주기 비용 분석을 우선시하여 내구성과 환경 복원력의 균형을 맞추는 글랜드를 선택해야 합니다.
