케이블 단면적 측정

캠핑카용 인버터를 구매했을 때 케이블이 포함되어 있었습니다. 그런데, 안타깝게도 이 케이블은 단면적에 대한 정보가 없었습니다. 이 인버터는 최대 200A의 전류를 끌어내므로 케이블이 그만한 전류를 견딜 수 있고 캠핑카에 화재가 발생할 위험은 없는지 확인하고자 합니다.

그림 1: 단면적을 알 수 없는 케이블(이미지 출처: Michael Marwell)

포함된 전선이 그 정도의 전류를 견딜 수 있는지 어떻게 확인할 수 있을까요?

최대 전류 용량과 허용된 최대 퓨즈 보호 성능은 설치 유형, 주위 온도, 다양한 단면적에 대한 기타 파라미터에 따라 달라지며 일반적인 규정에 의해 파악됩니다. 따라서 케이블의 단면적을 파악해야 합니다.

케이블의 단면적을 어떻게 측정할 수 있을까요?

단면적을 직접 측정하는 것은 불가능합니다. 하지만 다양한 방법으로 케이블의 단면적을 파악할 수 있습니다.

다양한 전선 끝 페룰이 있다면 단면적을 파악하기 위해 어떤 전선 끝 페룰이 케이블에 맞는지 확인해 볼 수 있습니다. 케이블이 페룰에 맞지 않는다면 케이블의 단면적이 더 크다는 의미이며 더 큰 전선 페룰을 선택해야 합니다. 케이블이 페룰 안에서 너무 느슨하면 작은 페룰을 사용해야 합니다. 물론 페룰에는 구리 소재만 삽입해야 합니다.

또 다른 방법으로 마이크로미터로 케이블 지름을 측정하고 이를 통해 단면적을 계산할 수도 있습니다. 이를 위해 구리 컨덕터의 지름을 측정해야 합니다. 이는 단선 컨덕터에 사용 시 신뢰할 만합니다. 하지만 유연한 다선 케이블의 경우 이러한 미세 전선을 너무 강하게 압박해 측정치에 오차가 생기지 않도록 하는 것뿐만 아니라 이러한 전선에는 개별 가닥 사이에 정해진 양의 공기가 존재한다는 사실에도 주의해야 합니다. 따라서 절연체 바로 옆을 측정하는 것이 좋습니다.

그림 2: 지름 측정(이미지 출처: Michael Marwell)

단면적 A는 “지름² x Pi/4” 공식에 따라 계산됩니다.

단면적을 아는 케이블에 이 측정 방법을 테스트해 보았습니다. 지름을 측정해 보니 3.1mm였고 계산에 따른 단면적은 7.5mm²이었습니다. 유럽에서 이 케이블은 4mm², 6mm², 10mm², 16mm² 등의 정해진 단면적으로 제조됩니다. 물론 좀 더 두꺼운 케이블과 더 얇은 케이블도 제조됩니다. 하지만 일반적으로는 중간 치수가 없습니다. 다음 두 가지 값은 6mm² 또는 10mm²일 것입니다. 6mm² 케이블의 지름은 2.8mm이며 10mm² 케이블의 지름은 3.6mm이어야 합니다. 측정 중에 전선 가닥을 0.5mm까지 압박하지 않았고 오히려 유격을 충분히 좁혀서 측정하지 못했으므로 6mm²의 단면적이 근접해 보이며 알고 있는 단면적 값과도 일치합니다.

여기서 케이블의 원산지도 고려해야 합니다. 유럽에서는 케이블의 단면적 크기를 일반적으로 mm² 단위로 제공하지만 AWG(American Wire Gauge)로 표시되는 경우도 많습니다. 하지만 이러한 값은 케이블 제조업체의 표나 규격서에서 확인해야 합니다.

또한 단면적이 케이블에 직접 인쇄되어 있을 수도 있습니다. 이는 당연히 단면적을 파악할 때 가장 신뢰할 만한 방법입니다.

안타깝게도 현재 보유한 케이블에 단면적이 인쇄되어 있지 않다면 케이블을 손상시키지 않고 구리 소재를 측정할 수는 없습니다. 그렇다면 다른 방법에는 무엇이 있을까요?

외부 절연체 지름을 통해 단면적으로 파악할 수 있을까요?

가능하지만 단면적을 파악하기에는 신뢰도가 떨어지는 방법입니다. 제 케이블의 총 지름은 약 7mm입니다. 저는 케이블에 절연체의 두께, 케이블의 지름과 단면적을 표시한 표가 인쇄된 것을 발견할 수 있었습니다. 이 표를 통해 지름 7.3mm가 케이블 단면적 10mm²에 해당한다는 사실을 알게 되었습니다.

그림 3: 외부 지름 측정(이미지 출처: Michael Marwell)

값이 표시된 표를 찾을 수 있었으므로 이 케이블의 값을 올바르게 파악했다고 확신합니다. 이 표가 없다면 이러한 유형의 측정은 굉장히 부정확합니다. 측정된 값인 7mm에서 절연체 두께인 2mm x 1mm를 빼는 경우 구리 컨덕터의 지름은 5mm가 되므로 단면적은 19.6mm²이 됩니다. 10mm² 케이블은 지름이 3.6mm인 케이블에 해당합니다.

비교하자면, 이전에 측정한 6mm² 케이블의 외부 지름이 5.3mm이고 절연체가 2mm x 0.8mm이므로, 구리 코어는 지름 3.7mm 또는 단면적 10.7mm²으로 계산됩니다.

이러한 계산은 제조업체의 규격서를 통해 케이블을 분명하게 식별할 수 있는 경우 외부 지름을 통해서만 케이블의 단면적을 신뢰할 만한 수준으로 파악할 수 있음을 보여줍니다.

이 모든 과정을 거친 후, 케이블의 단면적이 가능한 최대 전류 값인 200A에 비해 너무 작다는 것을 알게 되었고 이를 RV에 사용하지 않기로 했습니다. 또한, 제공된 케이블은 최소 굽힘 반지름이 허용할 수 있는 수준 이상으로 제조업체에 의해 굽혀져 있기도 했습니다.