	공단표준규격서(안) 조가선용 동 마그네슘 연선 Cu-Mg 116㎟ (Cu-Mg cable 116㎟/HSL)	KRSA-3000-R0 제정 . . . 개정 . . . 확인 . . .
1. 적용 범위 및 분류 1.1 적용 범위 이 규격서는 전차선로에서 조가선으로 사용되는 동합금 마그네슘연선(이하 “동마그네슘 연선”이라 한다)에 대하여 적용한다. 2. 적용 자료 2.1 적용 자료 KS C IEC 60468 금속 재료의 저항율 측정 방법 KS C 3002 전기용 동선 및 알루미늄선 시험 방법 KS C 3104 전기용 경동 연선 ISO 6892 금속재료의 인장시험 2.2 약어의 정의 IACS : 국제 연동규격 EN : 유럽 표준 2.3 용어의 정의 전선 (가공 선로용) 전류를 흐르도록 하는데 사용되는 서로 절연되지 않은 소선 또는 연선 연입율 (일반적인 경우) 층과 전선 구성 요소중 하나에 의해 형성된 나선형 직경 사이의 비율 연입율 나선형의 외경에 대한 전선 코아 속 개별 소선에 의해 형성된 나선형의 완전한 한 바퀴의 축 길이의 비율. 연입 방향 전선을 수직으로 세웠을 때, 연선은 영문자 Z 또는 S자의 중앙부를 따라 풀릴 수 있다. 전자(Z)의 연입 방향을 "오른손 방향", 후자(S)를 "왼손 방향"이라고 한다.

3. 필요 조건

3.1 재료

연선의 화학적 성분은 IACS 전도율에 따라 분류되며 [표 1]을 만족하여야 한다.

[표 1] 재료

마그네슘(Magnesium) 함량	기타 불순물	IACS 도전율
0.2 ～ 0.3 %	최대 0.03 %	72 % 이상

3.2 형태

1) 연선의 구성은 [표 2]와 같아야 한다.

[표 2] 연선의 구성

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
명칭	구성		직경	단면적	20℃에서 단위길이 당 저항	단말금구 부착시 파괴하중	단위길이 당 중량	전선 분리 후 소선: 최대 하중 최저 한계		연선 파괴 하중	부속품 부착시 파괴하중
	연선 수	연선의 직경
㎟	가닥	공칭치	공칭치	공칭치	최대치	최저한계	공칭치	평균치	최저치	최저치	최저치
		㎜	㎜	㎟	Ω/㎞	daN	daN/km	daN	daN	daN	daN
116	37	2.00	14.0	116.24	0.216	6690	1050	195	181	7210	6850
주1) 6, 7, 8, 9, 10 및 11항의 값은 소수점 4째 자리에서 반올림하였다. 2) 연선 및 소선의 공칭 직경과 관련되어 허용되는 오차는 직경이 10㎜ 이상인 경우는 ± 2%, 10㎜ 미만일 경우는 -0.1㎜, +0.2㎜이다.

3.3 제조 및 가공

1) 연입율

시료에서 측정된, 각 층의 연입율은 관련 층의 연선 수(n)에 따라, [표 3]에 주어진 제한치 사이이어야 한다.

[표 3]  동합금 전선의 연입율

[표 3]  동합금 전선의 연입율

관련 층에서의 연선 수(n)		연입율 《[eqn: r _{c}]》
일반적인 경우	6 12 또는 18	12≤[eqn: r _{c}]≤18 10≤[eqn: r _{c}]≤14

연선으로 된 여러 층을 갖는 전선에서, 어떤 특정 층의 연입율은 바로 아래층의 그것을 넘지 않아야 하고, 차이는 0.5 이상이어야 한다.

2) 연선의 꼬임 방향은 각 층 서로 반대로 하되, 최외층에 있어서는 S 꼬임으로 한다.

3) 전선 구성 요소를 형성하는 연선의 용접은 가능한 한 피해야하며, 접속이 발생하는 경우 연선 작업을 할 때 각 소선의 접속은 15m당 1회를 초과해서는 안되며, 용접에는 금속 필러(filler)를 사용하지 않아야 한다.

3.4 성능 및 겉모양

1) 연선의 전기적 특성은 [표 2]의 6항에 명시된 값을 넘지 않아야 하며, 단위길이당 저항은 부록 A의 A.1과 같이 결정한다.

2) 연선의 파괴 하중은 [표 2]의 7항 및 9항 내지 12항의 값 이상이어야 한다.

3) 연선의 공칭 중량은 [표 2]의 8항과 같다.

4) 겉모양은 표면이 평활하고, 흠, 녹, 갈라짐 기타 실용상 해로운 결점이 없어야 한다.

5) 나머지 여기에서 명시되지 않은 사항은 KS C 3104 (전기용 경동 연선)를 따른다.

4. 검사와 시험 및 품질 보장

4.1 검사

4.1.1 검사의 분류

1) 겉모양 검사

KSC 3002의 3.에 따른다. 시료 채취 수량기준은 [표 4]를 따른다.

[표 4] 시료 채취 수량기준

시험(검사) 대상 릴, 드럼 또는 코일의 수	시료 채취 수량 (릴 또는 드럼 또는 코일의 수)
N ≤ 10	1
11 ≤ N ≤ 25	2
26 ≤ N ≤ 90	3
91 ≤ N ≤ 150	5
151 ≤ N ≤ 280	8
281 ≤ N ≤ 500	12
501 ≤ N ≤ 1200	20
N ≥ 1201	30

2) 구조, 치수 검사

직경은 0.01㎜ 이내 정밀도를 가진 기구로 측정한다. 나머지는 KSC 3002의 4.에 따른다. 시료 채취 수량은 [표 4]에 따른다.

3) 연선의 특성 검사

연선의 특성 검사는 부록 B에 따른다.

4.2 시험

4.2.1 시험의 분류

1) 시험은 시제품 또는 첫 생산품에 시행하는 인증시험, 품질 보증 절차의 일환으로 권장하는 연속시험, 제품의 인도시기에 인수 과정에서 시행하는 인수시험으로 분류된다.

2) 인수시험은 구매자의 선택에 따라 [표 2] 및 [표 5], [표 6]에서 주어진 각 시험의 전부 또는 일부를 포함하여 시행하며 모든 시험항목에 합격해야 한다. 인수시험의 방법에 대하여 계약사항에 별도로 포함되지 않았다면, 모든 시험은 제작자의 공장에서 시행해야 한다.

3) 인증시험

제품의 초기 개발 및 제품에 영향을 줄 수 있는 설계 또는 재료의 변경 시 해당 항목에 대하여 시행하고, 국가 공인 기관에서 발행한 시험성적서를 제출하여야 한다. 인증시험에서 시료의 수는 관련 시험을 실시하고 결과를 판정하는데 필요한 최소의 수로 한다. 제작자는 여러 인증시험에 사용된 연선 조각들은 같은 드럼에서 채취하고 인증시험 목록은 [표 5] 내지 [표 7]과 같다.

특히 부록 B의  B.2.1의 시험은 생산 공정이 변경될 때마다 매번 반복하여 시행한다.

부록 B의 B.6의 용접 인증시험은 연입 전에 시행되어야 한다(즉, 연입되지 않았을 경우, 연입 전 연선에 대한 모든 인증 시험은 현 규격에 따라 시행한다).

[표 5]  연선에 시행되는 시험 및 인증

시 험	인증시험	인수시험	관련 규정	확 인
단위 길이당 저항	○	○	표 2 및 3.4의 1)	부록 B.1
단말금구 부착 시 파괴 하중	○		표 2 및 3.4의 2)	부록 B.2.1
부속물 부착 시 파괴 하중	○		표 2 및 3.4의 2)	부록 B.2.2
중 량	○	○	표 2 및 3.4의 3)	부록 B.3
전선 직경	○	○	표 2	부록 B.4
연입 방향	○	○	3.3의 2)	부록 B.4
연입율	○	○	표 3 및 3.3의 1)	부록 B.4
전선 불가분성	○	○		부록 B.5

[표 6]  전선 분리 후 연선에 시행하는 시험 및 인증

시 험	인증시험	인수시험	관련 규정	확 인
최대 계산 하중	○	○	표 2 및 3.4의 2)	부록 B.2.3

※ 시료채취 : 시험은 선정된 각 드럼에서 채취한 부분의 모든 연선에 시행

[표 7]  연입 전, 전선의 것과 동일한 연선에 시행하는 시험 및 인증

시 험	인증시험	인수시험	관련 규정	확 인
용접 또는 납땜처리	○		3.3의 3)	부록 B.6

※ 시료채취 : 시험은 연입에 사용된 것과 같은 소선의 각기 다른 릴에서 채취한 3개의 연선에 시행

4.2.2 시험 방법

시험은 부록 B. 연선의 특성검사에 따라 시행한다

4.2.3 결점 및 불량 분류

각 시험(검사)의 시료 채취 계획에 있는 시료 개수만큼 시험한 결과, 하나 또는 그 이상의 특성이 요구하는 성능을 만족하지 못한다면, 그 특성의 시험을 위하여 추가로 시료를 채취하여 시험한다. 만약 두 번째 시료를 채취하여 시험한 결과가 만족스럽다면 그 배치는 인수되지만, 문제의 드럼은 제외된다. 두 번째 시료의 시험 결과가 만족스럽지 못하다면 해당 배치를 불합격 처리한다.

5. 표시 및 포장

5.1 표시

제품의 사용상 지장이 없는 곳에 쉽게 지워지지 않는 방법으로 다음 내용을 표시한다.

1) 품명 및 제작년월

2) 제작자명 또는 그 약호

3) 구매자명

4) 드럼번호 및 길이

5) 합금유형

6) 실 중량

7) 드럼 중량(포장재료의 중량)

8) 제작 배치

5.2 포장

포장 방법 및 세부 사항은 인수․인도 당사자 간의 협정에 따른다.

부 록 A  (표 준)

A.1 단위 길이당 최대 저항 계산 방법

20℃에서 전선의 단위 길이당 저항은 아래에서 설명하는 순수한 기하학적인 고찰과 옴의 법칙을 이용하여 소선의 단위 길이당 저항에서 추론한다.

용어 정의 ;

․ [eqn: r _{c}]	=  [eqn: rm 연입율= {층의```길이} over {관련```층의```직경}]

․ [eqn: i]	=  층 번호 (0층 = 중앙 소선, [eqn: i] = 외층에 대한 N)

․ [eqn: n _{i}]	=  전선 [eqn: i]층의 연선 수량

․ [eqn: N]	=  중앙 소선 주위 층의 수량

․ [eqn: epsilon ` _{i}]	=  길이 l의 전선과 [eqn: i]층에 대하여 연입에 따른 소선의 길이 증가

․ [eqn: D _{i}]	=  [eqn: i]층의 외경

․ [eqn: d]	=  전선을 형성하는 소선의 직경

층의 길이가  [eqn: rm r _{c} .D _{i} =(2i+1)d.r _{c}] , 평균 가선 경계가 [eqn: rm 2`` pi ``d``.`i]인 [eqn: i]층에서 소선의 길이 [eqn: rm L_i] 는

다음과 같다:

[eqn: rm L _{i} = sqrt {4 pi ^{2} d ^{2} i ^{2} +(2i+1) ^{2} d ^{2} r _{c} ^{2}}]

전선 길이가 층의 길이 [eqn: r _{c}``.`D]라하고, [eqn: i]층에서 소선의 길이를 [eqn: rm L_i]라 하면, 케이블 길이가 1m 일 때, [eqn: i]층의 소선의 길이는:

[eqn: rm {L _{i}} over {r _{c} ``D _{i}} ``=1`+` epsilon _{i}]

가 되고 이는 다음과 같다:

[eqn: rm 1+ epsilon _{i} `=~ sqrt {{4 pi ^{2} d ^{2} i ^{2} +(2i+1) ^{2} d ^{2} r _{c} ^{2}} over {(2i+1) ^{2} d ^{2} r _{c} ^{2}}} = sqrt {1+[ {2 pi i} over {(2i+1)r _{c}} ] ^{2}}]

[eqn: i]층에서, 전선 1m에 해당하는 소선의 저항 [eqn: rm r_i]은 다음과 같다:

[eqn: rm r _{i} =` {P} over {S} `(`1`+` epsilon _{i} `)]

여기서;

P	: 소선의 고유 저항

S	: 소선의 단면적

[eqn: i]층의 연선이 전기적으로 병렬이므로, 1m 길이의 전선에 대하여 이 층에서 연선 [eqn: rm n_i]의 저항은 다음과 같다:

[eqn: rm {r _{i}} over {n _{i}}]

그리고 전선 길이가 1m일 때, N개의 층을 갖는 전선의 저항 [eqn: rm R_N]은 다음과 같다:

[eqn: rm {1} over {R _{N}} `= sum _{i=0} ^{i=N} `` {n _{i}} over {r _{i}} ``= sum _{i=0} ^{i=N} `` {n _{i}} over {{p} over {s} (1+ epsilon _{i} )}]

그리고:

[eqn: rm R _{N} = {p} over {s} . {1} over {sum _{i=0} ^{i=N} {n _{i}} over {(1+ epsilon _{i} )}}]

결론적으로, N개의 층을 갖는 전선의 1㎞당 전기 저항은 분배 계수로 저항 값을 나누어서 구성 소선의 1㎞당의 전기 저항으로 계산한다.

[eqn: rm C _{n} = sum _{i=0} ^{i=N} {n _{i}} over {(1+ epsilon _{i} )}]

이 약수는 연입율을 감안한다.

표 A1은 많아야 4개 전선 층을 갖는 전선의 경우에 연입율의 최소, 평균 및 최대치에 대한 분배계수의 값을 보여준다.

단위 길이당 저항 값은 층 길이의 최소치로 계산한다.

표 A1  전선 특성

(연입율의 최소, 평균, 최대치에 대한 분배 계수)

N층의 수	연입율 [eqn: rm r_c]	[eqn: 1+ epsilon _{i} = sqrt {1+[ {2 pi N} over {(2N+1)r _{c}} ] ^{2}}]	nN	분배 계수 [eqn: {C _{N} = sum _{i=0} ^{i=N} (1+ epsilon _{i} ) n_i]	약 수 [eqn: {{n _{i}} over {(1+ epsilon _{i} )}}]
					연입율 [eqn: rm r_c]
					최소	평균	최대
0	∞	1	1	[eqn: rm C _{N} =C _{0}]	1	1	1
1	12 15 18	1.015 1.010 1.007	6 6 6		5.910 ― ―	― 5.940 ―	― ― 5.960
				[eqn: rm C _{N} =C _{1}]	6.910	6.940	6.690
2	10 12 14	1.031 1.022 1.016	12 12 12		11.640 ― ―	― 11.750 ―	― ― 11.810
				[eqn: rm C _{N} =C _{2}}]	18.550	18.690	18.770
3	10 12 14	1.036 1.025 1.018	18 18 18		17.380 ― ―	― 17.560 ―	― ― 17.680
				[eqn: rm C _{N} =C _{3}]	35.930	36.250	36.450
4	10 12 14	1.038 1.027 1.020	24 24 24		23.120 ― ―	― 23.380 ―	― ― 23.540
				[eqn: rm C _{N} =C _{4}]	59.050	59.630	59.990

계수 값은 소수점 4째 자리에서 반올림하였다.

A.2 연입전 연선의 특성을 사용하여 부속품을 포함하는 파괴 하중의 계산 방법

멀티-소선 전선과는 별도로, 부속품을 갖는 전선의 최대 하중의 최소치는 표 A2의 구성 연선의 최대 하중의 최소치에 연선수와 표 A2의 계수를 곱하여 계산한다:

멀티-소선 전선의 부속품을 포함한 전선의 최대 하중의 최소치는 경험으로 결정되었다.

표 A 2  전선 특성

(전선 중량 계산용 승수 값)

N층의 수	연입율 [eqn: rm r_c]	[eqn: 1+ epsilon _{i} = sqrt {1+[ {2 pi i} over {(2i+1)r _{c}} ] ^{2}}]	nN	분배 계수 [eqn: {C _{N} = sum _{i=0} ^{i=N} (1+ epsilon _{i} ) n_i]	약 수 [eqn: (1+ epsilon _{i} )`․`n _{i}]
					연입율 [eqn: rm r_c]
					최소	평균	최대
0	∞	1	1	[eqn: rm C _{N} =C _{0}]	1	1	1
1	12 15 18	1.015 1.010 1.007	6 6 6		6.090 ― ―	― 6.060 ―	― ― 6.040
				[eqn: rm C _{N} =C _{1}]	7.090	7.060	7.040
2	10 12 14	1.031 1.022 1.016	12 12 12		12.370 ― ―	― 12.260 ―	― ― 12.190
				[eqn: rm C _{N} =C _{2}}]	19.460	19.320	19.230
3	10 12 14	1.036 1.025 1.018	18 18 18		18.640 ― ―	― 18.450 ―	― ― 18.330
				[eqn: rm C _{N} =C _{3}]	38.110	37.770	37.560
4	10 12 14	1.038 1.027 1.020	24 24 24		24.920 ― ―	― 24.640 ―	― ― 24.470
				[eqn: rm C _{N} =C _{4}]	63.030	62.410	62.030

계수의 값은 규격 소수점 4째 자리에서 반올림하였다.

표 2  계수  k

연선 수 (n)	계수 k (*)
	소선 직경 d ≤ 2.5㎜ (*)	소선 직경 d ＞2.5㎜ (*)
7	0.95	0.93
19	0.95	0.90
37	0.90	0.88
61	0.87	0.85

(*) 이 계수는 경험으로 결정되었다.

최대 하중은 전선을 형성하는 각 연선에서 얻은 값을 더하고, 이것에 표 A2의 계수 k를 곱하여 얻는다.

[eqn: rm F _{min} =k TIMES sum _{i=1} ^{i=n} f _{min _{i}}]

여기서;

․ [eqn: rm F_min]	= 전선 최대 하중의 최소치(daN) - 소수점 10째 자리에서 반올림

․ k	= 표 A2의 계수

․ [eqn: rm f_ min]	= 전선을 형성하는 소선의 최대 하중의 최소치(반올림 안함)

예 : 전선의 단면적 116㎟, 전도율 72%에서 직경 2.0㎜의 연선 수 37,

[eqn: rm F _{min} =``37 TIMES 0.9 TIMES 200.9`=6,690`daN]

부 록 B. 연선의 특성 검사

B.1 단위 길이당 저항

1m 길이의 시험편에 대한 저항을 측정하여 확인한다.

이 측정은 기온 10℃~30℃ 사이에서 일반적 방법 중 하나에 따라 시행한다.

결과는 다음 공식에 따라 20℃의 값으로 환산한다:

[eqn: rm R _{20} = {R _{t}} over {1+alpha_20 (t-20)}]

여기서 ;

․ [eqn: R_20]	: 20 ℃에서의 단위 길이당 저항

․ [eqn: R_t]	: t ℃에서의 단위 길이당 저항

․ t	: 시료의 온도

․ [eqn: alpha _{20}]	: 온도에 따른 저항 변화 계수

B.2 연선의 최대 하중

연선의 최대 하중은 아래에 기술된 세 가지의 방법 중 한 가지로 확인할 수 있다.

B.2.1 연선의 인장시험 (긴 구간에 대한 인증)

구매자가 사용하는 부속품을 부착한 연선의 적합성을 보증하기 위하여, 인도된 연선은 설치에 사용하는 부속품과 함께 인장시험에 합격해야 한다.

구매자는 다음 사항을 수행해야 한다:

- 사용하는 부속품의 정의(설계도) 및 필요할 경우,  설치 조건 제공

- 필요할 경우, 필요한 파괴 조건(예를 들면, 부속품 외부 파괴)을 명시함으로써 단말금구를 사용하여 고정시킬 때, 연선이 견뎌야 하는 파괴 하중 제공

관리는 최소한 오차 범위 1%의 적절한 기구를 사용하여 시행한다. 이는 최소한 외경의 200배, 최소한 길이 3.5m 연선의 자유 길이에 대한 파괴시험을 포함한다. 구매자가  규정하는 단말 커넥터를 사용한다. 연선을 [표 2]의 7항의 최대 파괴 하중의 60~65% 범위에서 한 시간 동안 당긴다. 견인력은 첫 번째 소선이 파괴될 때까지 점차적으로 증가시킨다. 그 후 전체 연선이 파괴될 때까지 시험을 계속한다.

생산 적합성은 인장 하중이 계약상 파괴 하중에 도달하기 전 소선이 파괴되거나 미끄러지는지를 고려하여 하중 값과 첫 번째 소선을 일으키는 요구치를 비교하여 확인한다. 만약 소선이 커넥터로부터 1㎝ 이내에서 파괴되거나 실제로 그 안에서 일어난다면, 새로운 시험을 총 3회까지 실시할 수 있다.

연선에 대한 부속품의 영향을 고려하여, 이 사양서의 표 1의 7항의 값 이전에 연선이 파괴되는 것은 허용할 수 있다. 그러나 첫 번째 파괴는 이 값의 95% 이하에서 일어나지 않고, 완전한 연선은 이 값 이하에서 파괴되지 않아야 한다.

이 생산 인증 시험은 연선의 특성을 향상시킬 수 있는, 생산 공정이 변경될 때마다 매번 반복한다. 이는 차후 제작 관리 감독의 틀 안에서 계획되어질 수 있다.

B.2.2 전선 인장시험 (짧은 구간)

시험은 인장에 의한 전선 길이의 파괴와 얻은 최대 하중의 측정으로 이루어진다.

시험은 적어도 1m 이상의 길이에 시행한다. 연선은 주조물 설치(cast mounting) 패드 또는 부속품으로 기계에 부착한다.

B.2.3 전선 분리 후 각 소선에서 얻은 값을 사용하여 계산된 할당된 파괴 하중

할당된 파괴 하중은 전선 분리 후 연선을 형성하는 각 소선에서 얻은 값을 더하여 구한다.

B.3 연선의 중량

필요할 경우, 1m로 축소된 연선 시료에 대한 중량을 측정하여 확인한다. 측정 오차는 0.5% 이하이어야 한다.

B.4 연선 구성 및 연입율

확인 사항은 다음과 같다:

- 연선 직경

- 여러 층의 연입 방향

- 층 길이

- 연선 직경

B.5 연선의 불가분성

연선의 끝을 굴렁쇠로 받쳐서, 적어도 10m의 전선을 땅에 펼친다. 굴렁쇠를 제거하였을 때, 연선은 제자리에 놓여 있거나 손으로 다시 제자리에 놓을 수 있을 만큼 약간만 움직여야 한다.

B.6 용접 방법

연선의 구성에 사용되는 것과 동일한 직경과 구성의 3개의 소선 시험편을 제작자가 사용하는 것과 같은 방법을 사용하여 용접한다.

용접 지점에서 소선의 파괴 저항은 경험적 규격 C 34 110 1의 표 1에 주어진, 적어도 연입전 전체 소선의 최대 파괴 하중의 최저 한계의 50%이어야 한다.

확인은 규격 ISO 6892 규정에 따라, 두 표시에서부터 등거리의 용접으로, 표시간 길이가 200㎜인 소선의 시험편에서 시행한다.

B.7 용접개소 시험

용접 또는 납땜개소에 대한 확인 및 시험은 비파괴검사를 통해 확인하고, 용접 또는 납땜개소는 가능한 축소하도록 한다.

<부도 1>

기 호	표준 외경(㎜)
d	2.0
D	14

품 명	규 격
동 마그네슘 연선	Cu - Mg 116㎟