케이블(Cable)

가장 오래된 기술이 가장 깊은 바다를 지킨다 - CIGRE TB853

케이블 닥터 2026. 8. 19. 06:00

지난 편에서 다룬 TB 852는 압출형(XLPE) HVDC 케이블이라는, 지난 25년간 폭발적으로 성장한 신기술을 위한 표준이었습니다. 그런데 같은 해, 같은 CIGRE 스터디위원회 B1에서 완전히 다른 세대의 기술을 위한 표준도 함께 발표되었습니다. 2021년 CIGRE WG B1.66이 발표한 TB 853, "800kV까지의 정격전압을 갖는 랩드형 DC 케이블 시스템 시험 권고안"입니다.

압출형이 시장을 사실상 장악한 시대에, 왜 CIGRE는 굳이 종이 절연 케이블을 위한 표준을 새로 정비했을까요. 답은 역설적이게도 "가장 오래된 기술이 아직도 가장 깊은 바다를 지키고 있기 때문"입니다.

① 왜 나왔나 — TB 852와 같은 해, 다른 기술

  • TB 853의 전신은 2000년에 나온 Electra 189("800kV까지 DC 송전케이블 시험 권고안")이며, 2005년 Electra 218이 보완 문서로 추가되었습니다.
  • HVDC 기술이 그 사이 크게 발전하면서 CIGRE 스터디위원회 B1은 이 권고안을 갱신하기로 결정했고, 공교롭게도 압출형을 다루는 TB 852(WG B1.62)와 같은 2021년에 나란히 발표되었습니다.
  • 두 문서는 실제로 서로 정합성을 맞춰가며 개발되었습니다. TB 853 작업은 TB 852 작업과 관련된 부분을 조율하며 진행되었다고 명시되어 있습니다.

② 랩드(Lapped) 케이블이란 — 압출형과 무엇이 다른가

  • TB 853이 다루는 랩드 케이블은 크라프트지 또는 폴리프로필렌 라미네이트지로 절연한 MI(Mass-Impregnated, 함침지) 케이블과 유입가압식(oil-filled pressurised) 케이블을 대상으로 합니다.
  • 압출형 XLPE 케이블처럼 고분자 컴파운드를 압출해 절연층을 만드는 방식이 아니라, 종이 테이프를 여러 겹 감고 절연유를 함침시키는 훨씬 오래된 제조 방식입니다.
  • 실제로 HVDC 랩드 케이블은 1954년 첫 100kV급 케이블이 상용 운전을 시작한 이래 약 70년간 누적된 운전 실적을 갖고 있습니다. 압출형이 시장에 등장한 지 15~20년 남짓인 것과 비교하면, 압도적으로 긴 검증 기간입니다.

③ TB 852와의 관계 — 사실상 "쌍둥이 문서"

  • TB 853은 여러 리뷰 논문에서 TB 852의 "쌍둥이 문서(twin document)"로 불립니다. 개발시험, 사전인증시험, 형식시험, 정기시험, 샘플시험, 특수 임시과전압시험(TOV), 설치후시험까지 시험 단계 구성 자체가 TB 852와 거의 동일한 골격을 공유합니다.
  • 다만 세부 내용에서는 갈립니다. TB 852의 TOV 시험이 8절이 아니라 12절에서 다뤄지는 반면, TB 853에서는 8절에서 다뤄지는 구성상의 차이가 있고, 무엇보다 재료 자체가 다르기 때문에 TOV 시험 조건도 동일하게 적용되지 않습니다. 종이 절연재의 열적·전기적 거동이 압출형 고분자와 다르기 때문입니다.
  • 두 문서 모두 최근 전력전자 기술 변화, 즉 기존의 전류형 컨버터(LCC)뿐 아니라 전압형 컨버터(VSC) 기반 HVDC 시스템의 요구사항까지 반영해 갱신되었다는 공통점이 있습니다.

④ 왜 아직도 랩드 케이블을 쓰는가 — 압출형의 숨은 약점

  • 압출형 XLPE 케이블이 HVDC 시장에서 빠르게 확산된 건 맞지만, 여기에는 잘 알려진 물리적 약점이 있습니다. 바로 직류 전압 하에서의 공간전하(space charge) 축적입니다. 고분자 절연체 내부에 전하가 시간에 따라 쌓이면서 국부적으로 전계가 왜곡되고, 이게 절연 성능 저하로 이어질 수 있는 현상입니다. (이 시리즈 TB 852 편에서 다뤘던 열안정성시험(TST)이 사실상 이 공간전하 문제의 극단적 형태인 열 폭주를 검증하는 시험이었습니다.)
  • 반면 종이 절연 기반 MI 케이블은 이런 공간전하 축적 문제에서 상대적으로 자유롭고, 70년에 걸친 운전 실적으로 신뢰성이 입증되어 있습니다.
  • 그 결과, 최신 HVDC 케이블 시험 체계를 리뷰한 논문에서도 MI(랩드형) 케이블은 **"가장 깊은 해저 적용에서는 여전히 밀리지 않는(unbeaten) 기술"**로 평가됩니다. 초고압·초심해 해저 연계 프로젝트처럼 리스크 허용도가 극도로 낮은 영역에서는, 오히려 검증된 구기술이 여전히 우선 선택지가 되는 셈입니다.

 

시험 항목별 한눈에 보기

시험 종류 TB852(압출형) TB853(랩드형)
개발/사전인증/형식/정기/샘플/설치후시험 공통 골격 공통 골격
임시과전압(TOV) 시험 12절, VSC 관련 신규 파형 반영 8절, 재료 특성상 세부 조건 상이
절연 재료 압출 XLPE 등 고분자 크라프트지/PPL 함침지, 유입가압식
상용 운전 이력 약 15~20년 약 70년
초심해 적용 신뢰성 축적 중 검증됨(unbeaten)

 

개인적인 생각

TB 853을 들여다보면서 가장 흥미로웠던 지점은, 표준 제정이 항상 "신기술을 뒤쫓아가는 일"만은 아니라는 사실이었습니다. 압출형 XLPE가 원가·시공성 면에서 확실한 우위를 가진 신기술인 건 맞지만, 초고압·초심해라는 극한 조건에서는 여전히 종이 절연이라는 오래된 기술이 더 안전한 선택지로 남아 있습니다. CIGRE가 이 두 기술을 같은 해에 나란히 갱신한 건, 결국 "더 새로운 게 항상 더 나은 건 아니다"라는 걸 표준 제정 기관 스스로 인정한 셈이라고 봅니다.

 

컴파운드 소재를 다루는 입장에서는 이 대비가 특히 의미심장합니다. 압출형 XLPE의 공간전하 문제는 결국 절연 컴파운드의 순도, 가교 부산물 관리, 첨가제 설계로 계속 개선해나가야 할 영역인데, 그 개선의 목표점이 사실상 "70년 검증된 종이 절연 수준의 신뢰성을 얼마나 빨리 따라잡느냐"라는 벤치마크로 설정되어 있는 셈입니다. TB 852가 다뤘던 열안정성시험이나 TOV 시험이 유난히 까다로운 이유도, 결국 이 오래된 경쟁자를 넘어서야 한다는 압박과 무관하지 않다고 생각합니다. 압출형이 랩드형의 신뢰성 실적을 완전히 따라잡는 시점이 오면, 그때는 초심해 프로젝트에서도 랩드형이 자리를 완전히 내주게 될 텐데, 그 시점이 언제일지는 앞으로 이 두 문서의 개정 주기를 지켜보면 어느 정도 가늠할 수 있을 것 같습니다.

 

본 글은 공개된 국제 표준 문서 및 업계 리뷰 자료를 바탕으로 정리한 내용입니다.

 

참고문헌

  1. CIGRE Working Group B1.66, Technical Brochure 853: Recommendations for Testing DC Lapped Cable Systems for Power Transmission at a Rated Voltage up to and Including 800 kV (2021), convened by Gunnar Evenset. — 랩드형 HVDC 케이블 시험 전반을 규정하는 CIGRE 공식 기술 브로슈어. https://www.e-cigre.org/publications/detail/853-recommendations-for-testing-dc-lapped-cable-systems-for-power-transmission-at-a-rated-voltage-up-to-and-including-800-kv.html
  2. CIGRE, "Recommendations for testing DC lapped cable systems for power transmission at a rated voltage up to and including 800 kV," ELECTRA 319 (2021). — Electra 189/218 계보와 TB 852와의 정합성 작업을 설명한 CIGRE 공식 기고문. https://electra.cigre.org/319-december-2021/technical-brochures/recommendations-for-testing-dc-lapped-cable-systems-for-power-transmission-at-a-rated-voltage-up-to-and-including-800-kv.html
  3. Mazzanti, G., "HVDC Cable System Testing," High Voltage, Wiley (2025). — TB 852·TB 853을 비교 리뷰하며, 랩드형(MI) 케이블이 초심해 해저 적용에서 여전히 우위를 갖는다고 평가한 논문. https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1049/hve2.70121
  4. CIGRE Study Committee B1, "TOR WG B1.66: Recommendations for testing DC Lapped Cable Systems for power transmission at rated voltages up to and including 800kV" (작업범위 제안서, 2018). — WG B1.66 결성 배경과 랩드형 케이블의 운전 이력을 설명한 공식 문서. https://www.cigre.org/userfiles/files/News/2018/TOR_WG_B1_66_Recommendations_for_testing_DC_Lapped_Cable_Systems_for_power_transmission_at_rated_voltages_up_to_800kV.pdf

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