차폐 케이블이란?
차폐 케이블은 신호나 전력을 전달하는 금속 도선 부분을 접지된 금속층으로 덮은 케이블입니다.
접지용 금속층은 박막 등을 편조한 구조가 사용됩니다. 도선 부분을 금속층으로 덮어 외부의 전자파를 차단하는 동시에 외부로의 전자파 누출을 방지합니다.
통신-계측 분야에서는 고속 통신에 기여하고, 강전 분야에서는 안전성 확보에 중요한 구조입니다. 또한 다심선에서는 선간 노이즈를 상쇄하는 역할도 합니다.
차폐 케이블의 사용 용도
차폐 케이블은 OA 기기용 LAN 케이블, 오디오 기기용 스피커 등 다양하게 사용되고 있습니다.
이러한 사용 목적은 외부에서 발생하는 전자파로부터 기기를 보호하기 위함입니다. 반면, 고압 배전 용도로도 차폐 케이블이 사용됩니다. 전자파의 발생을 방지하는 것이 목적입니다.
차폐 케이블의 원리
차폐 케이블의 주요 구성 요소는 도체, 차폐층(차폐), 절연층, 피복입니다.
일반 금속 케이블은 도체의 외부가 절연층으로 덮여 있습니다. 반면 차폐 케이블은 이 도선 부분을 덮는 절연층 위에 금속 박막과 같은 차폐층이 추가로 덮여 있습니다.
차폐층 바깥쪽에 피복이라는 절연 피막으로 덮어 전선을 외부 환경으로부터 보호합니다. 차폐층을 접지함으로써 신호 케이블을 노이즈로부터 보호할 수 있습니다. 또한, 전원 케이블에 차폐 케이블을 사용하면 발생하는 전자파를 차단할 수 있습니다.
전원 케이블에서 발생하는 전자파를 차단하는 것은 유도로 인한 감전사고를 예방할 수 있기 때문에 안전 측면에서 사용되는 경우가 많습니다.
차폐 케이블의 종류
차폐 케이블에는 외부의 소음을 방지하는 ‘정전기 차폐 케이블’과 전류에 의한 자속이 외부 기기에 영향을 미치는 것을 방지하는 ‘전자기 차폐 케이블’이 있습니다. 종류에 따라 차폐층의 접지 방법이 다르므로 종류에 맞는 방법으로 접지하는 것이 중요합니다.
1. 정전기 차폐 케이블
정전기 차폐 케이블은 구리, 알루미늄 등의 금속 테이프나 메쉬 형태의 편조 와이어로 심선을 덮은 케이블입니다.
이를 통해 외부의 노이즈를 흡수하여 접지로 흘려보내어 심선에 노이즈가 유입되는 것을 방지합니다. 주로 신호용, 통신용 케이블에 사용됩니다. 정전기 시드 케이블의 접지 방법은 한쪽 끝을 접지하는 것이 기본이다. 이는 차폐에 리턴 전류가 흐르는 것을 방지하기 위함입니다.
양쪽을 모두 접지에 연결하면 쉴드에 전류가 흐를 가능성이 높아지며, 전류가 흐르면 쉴드에서 노이즈가 발생할 위험이 있습니다. 또한 차폐를 접지에 연결하지 않으면 차폐 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 차폐에 쌓인 전하가 어떤 계기로 방출되면 신호에 노이즈가 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다. 차폐 케이블을 사용할 때는 반드시 접지해야 합니다.
2. 전자기 차폐 케이블
전자파 차폐 케이블은 전류로 인한 자속이 외부로 나가지 않도록 철과 구리로 심선을 덮은 케이블입니다.
철로 덮여 있기 때문에 구부러지거나 접히는 것에 취약하다는 단점이 있습니다. 주로 전원 케이블이나 모터 등 큰 전류가 흐르는 케이블에 사용됩니다. 전자파 차폐 케이블을 접지할 때 거리에 따라 양단 접지 또는 단단 접지 중 하나를 선택해야 합니다. 장거리 송전의 경우 양단 접지, 단거리의 경우 한쪽 끝을 접지한다. 두 가지 모두 접지 배선은 가능한 한 전기 저항을 작게 하여 차폐 효과를 높일 수 있습니다.
일반적으로 동판이나 구리 말뚝을 지하 몇 미터 지점에 매립하여 접지 저항을 줄입니다. 이 지하에 매설된 도체가 접지극입니다. 접지극에서 지상으로 올라온 배선은 어스바 또는 부스바라고 불리는 구리 막대에 연결합니다.