[디지키 테크포럼] 전선 페룰은 어떻게 선택할까?

[테크월드=이광재 기자] 산업용 제어 패널은 자동차와 비슷하다. 필요한 부품만 있으면 누구나 작동하는 모델을 만들 수 있다. 그러나 다른 사람과 함께하는 환경에서 안전하게 사용하려면 오랜 시행착오를 통해 마련된 규정과 원칙을 반드시 고려해야 한다.

전선 페룰(ferrule)을 선택할 때는 [그림1]에서 제시한 금속부 길이와 내부 지름만 보고 결정하고 싶어질 수 있다. 하지만 그렇게 판단하면 실수가 될 수 있다.

먼저 관련 규정을 확인해야 하며 특히 UL 508A(산업용 제어 패널 표준)를 우선 고려해야 한다. 이 표준은 일반 산업용 제어 패널에 적용된다.

또 고전력 전기 배전을 중요하게 다루며 간선(feeder) 회로와 분기(branch) 회로를 구분한다. 전선 끝단에 페룰을 사용하는 것처럼 사소해 보이는 부분에도 이 기준이 적용된다.

이러한 기준은 특히 UL 508A 인증 패널 제작 환경에서 더욱 중요하다. 부품을 잘못 선택하면 검사 과정에서 패널이 승인되지 않을 수 있고 결국 비용과 시간이 많이 드는 재작업이 필요해질 수 있다.

인증되지 않은 자동차를 도로에서 운행할 수 없는 것처럼 인증되지 않은 제어 패널 역시 안전성과 신뢰성은 물론 법적 책임 측면에서도 문제가 될 수 있다. 이런 실수는 인명 사고나 화재로 이어질 수 있다.

[그림1] 페룰의 금속부 길이와 내부 지름 측정 [제공=디지키]

페룰에 적용되는 규정

페룰을 선택할 때 우선 고려해야 할 것은 압착 공구다. 전선, 페룰, 압착 공구는 서로 맞춰 사용하는 한 세트라고 이해하면 된다.

규정에 맞게 사용하려면 이 3가지 모두를 제조업체 사양에 따라 선택해야 한다. 실무적으로도 페룰과 압착 공구는 특정 전선 굵기에 맞는 조합으로 함께 사용된다. 그래야 압착부의 기계적 강도를 확보하고 저항이 낮은 안정적인 연결을 만들 수 있다.

기술 팁=

디지키 도구, 개별 부품의 데이터시트, 또는 UL 프러덕트 iQ를 활용하면 UL 인증 부품 여부를 확인할 수 있다. 전선 페룰의 경우 UL 프러덕트 iQ에서 여러 제조업체의 제품을 찾을 수 있으며 제조업체별로 무절연 페룰, 절연 페룰, 절연 트윈 페룰이 나열된다. UL 508A 관련 부품을 검토할 때는 추가 정보 항목도 함께 확인하는 것이 좋다. 예를 들어 이 글 작성 시점을 기준으로 ‘circuit breaker’를 검색하면 2661개의 결과가 표시된다.

페룰과 단자대 연결

다음으로는 페룰 처리한 전선이 연결될 대상을 정해야 한다. 예를 들어 슈나이더일렉트로닉(Schneider Electric)의 TM241CEC24U PLC를 살펴보자.

이와 같은 기기는 대부분 배선 방법을 함께 안내한다. 이번 예에서는 마이크론 M241 사용자 가이드에서 관련 정보를 확인할 수 있다.

[그림2]와 같이 구리 연선이나 페룰을 사용할 수 있다. 트윈 페룰을 사용하지 않는다면 각 단자에는 전선 1가닥만 허용된다. 또

[그림2]

의 도면에는 전선 끝단을 9mm 벗기라고 표시돼 있다. 이와 같은 정보는 단자대나 스위치 같은 부품에서도 확인할 수 있다.

[그림2] 슈나이더일렉트로닉 모디콘(Modicon) PLC의 스프링 단자대 연결 규정 [제송=슈나이더일렉트로닉]

적절한 페룰 선택= 여기서는 필요한 전선 굵기와 절연 등급이 이미 정해졌다고 가정하자. 이때 전압 정격에 따라 절연 두께가 결정된다. 설명을 단순하게 하기 위해 전선 선정은 이 글의 범위를 벗어나는 내용이므로 사용할 전선은 미리 정해졌다고 보고 넘어가자.

지금까지의 내용을 정리하면 다음과 같다.

- 페룰과 압착 공구는 제조업체의 지침에 따라 하나의 세트로 봐야한다.

- 피복을 벗긴 금속 부분의 길이는 페룰이 연결될 대상에 따라 결정된다.

- 전선 굵기와 절연 두께는 이미 정해졌다.

UL 프러덕트 iQ를 계속 참고하면서 제품을 선택할 수 있다. 디지키의 파라메트릭 검색 기능을 사용하면 20AWG 전선에 맞는 핀 길이 10mm의 절연 페룰을 찾을 수 있다. [그림3]과 같이 8개 제조업체의 제품 22종이 검색된다.

[그림3] 20AWG 전선 페룰에 대한 디지키 검색 결과 [제공=디지키]

예시로 Weidmüller 페룰을 선택해 보자. 선택한 9025870000 페룰은 [그림4]와 같이 UL 프러덕트 iQ에 등록돼 있다.

[그림4] 예시로 선택한 Weidmüller 페룰의 UL 프러덕트 iQ 검색 결과 [제공=디지키]

이제 절연부가 오렌지색 칼라 안에 들어갈 만큼 충분히 작은지 확인할 수 있다. 마지막 단계는 적절한 압착 공구를 찾는 것이다.

다만 Weidmüller는 단자에 맞는 압착 유형을 선택할 것을 권장하므로 압착 공구 선택은 조금 더 복잡해진다.

관련 백서에는 사다리꼴, 육각형, 사각형, WM 프로파일별 압착 공구가 소개돼 있다. [그림5]는 그 백서의 일부를 보여준다. 디지키에서는 이러한 Weidmüller 전용 압착 공구를 다양하게 찾을 수 있다.

[그림5] Weidmüller 백서에 소개된 압착 유형 [제공=디지키]

결론

전선 페룰을 선택할 때는 고려해야 할 사항이 많다. 특히 UL 508A 인증 제어 패널 제작 환경에서는 더욱 그렇다.

이 글에서 살펴본 것처럼 페룰 선택은 여러 판단과 맞물려 있으며 산업용 제어 패널 전체의 구조와 인증 요건 안에서 함께 검토돼야 한다.

이 글에서도 꽤 복잡한 내용을 다뤘지만 실제 제어 패널 설계에는 이보다 더 세부적이고 미묘한 요소들이 반영된다.

원문은 DigiKey의 TechForum/Article을 참조하세요!

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