해저 케이블: 구조, 특성, 포설 및 접속 완벽 가이드

해저 케이블 및 해저 전력 케이블 입문

해저 케이블 소개

해상 풍력 단지와 해상 석유·가스 플랫폼 개발로 플랫폼과 육상 간 전력, 제어·감시, 통신 케이블 설치가 필수적이 되었습니다.

이 목적으로 해저 케이블이 포설되며, 섬과 육상 간, 국가 간, 심지어 대륙 간 전력 및/또는 통신 용도로도 사용됩니다.

해저 케이블 특성

IEC 규격 60288^[1]을 준수해야 하는 해저 케이블은 수중 설치, 해저 매설을 위해 특수 설계·제작됩니다. 해저가 험준하고 암석이 많으며, 해양 생물이 케이블을 손상시킬 수 있고, 쓰나미와 화산 활동을 견뎌야 하며, 어선의 트롤 어구가 물고기 자체보다 더 위험하다는 점을 고려해야 합니다.

해저 케이블 특성 결정 시 고려 파라미터:

주변 온도(해저 및 육상)
매설 깊이
연안 접근부 특별 매설/보호 요건(심도 매설, 지향성 천공관 등)
케이블 간 축 방향 이격 거리
해저 및 육상 열저항률
해저 케이블 길이
수심

전력용 해저 케이블의 일반적인 정격 전압은 교류 시스템에서 3.6/6(7.2)kV ~ 290/500(525)kV, 직류 시스템에서는 더 높습니다.

정격 전압과 단면적에 따라(직류 시스템용은 단면적 최대 2,500mm², 정격 전압 최대 725kV까지 제작) 다심(Multicore) 또는 단심(Single Core)으로 제작됩니다.

전력용 해저 케이블 특성

전력용 해저 케이블의 주요 특성:

도체: 구리 또는 알루미늄. 심해용이나 요청 시 도체에 특수 밀봉재를 적용해 케이블 손상 시 수분 침투 방지
절연체: XLPE, EPR 또는 MIND (매지 절연지)
차폐: 구리선 또는 테이프, 필요 시 납 시스
아머(Armoring): 기계적 응력으로부터 보호하기 위해 강선으로 아머링(단심 케이블은 비자성 재료 – 보통 알루미늄 – 사용, 푸코 전류^[2]에 의한 아머 과열·줄 효과 방지). 강선은 파단 하중 등급별로 구분되며 중후 아연도금 처리
외부 보호: 설치 조건·요건에 따라 PVC 또는 PE 시스와 폴리프로필렌사 또는 황마 레이어로 보호

3심 전력 케이블은 통신용 광섬유 케이블을 포함할 수 있습니다(그림 1 참조).

단심 전력 케이블 사용 시 보통 광섬유를 포함하지 않으므로, 별도로 광섬유 해저 케이블을 설치해야 합니다(그림 2 참조).

일부 제조사는 동일 해저 케이블에 통신(광섬유), 제어, 해저 처리·증압 시스템용 전원(저압~고압)을 통합한 엄빌리컬 케이블을 제공합니다(그림 3 참조).

엄빌리컬 케이블에는 저압 및 고압 라인(강관)이 유체용으로 포함될 수도 있습니다.

해저 케이블 포설 기본 절차

해저 케이블 포설은 매우 복잡하고 위험하며 고비용인 작업입니다.

경로 조사, 기술 개발, 케이블을 분실·파손·손상 없이 포설해야 합니다.

해저 케이블 설치 전 필수 사전 작업:

경로 선정: 최신 해도 활용
선정 경로의 지질 조건 평가
해저 조사: 수심측량(수심), 경사도, 지형 돌출물 존재 여부, 암석학(해저 지질), 환경 조건(염분, 온도, pH), 해저 동적 움직임(파도, 해류 등) 또는 영향을 미칠 요인(쓰나미, 화산 활동, 해저 토사류 등)