UL 전선이란? 기초 지식에서 종류와 선택 방법까지 알기 쉽게 해설

북미에서 사용되는 UL 전선은 엄격한 안전 기준을 지운 고품질 전선입니다. 일본의 전선과는 다른 규격이나 표기 방법이 채용되어 난연성이나 내전압성에도 특징이 있습니다.

UL 마크를 취득한 제품은 북미 시장에서의 신뢰의 증거가 되어 시장 진출의 열쇠를 잡고 있습니다. 본 기사에서는 UL 전선의 기본 정의에서 종류·특성, 적절한 선택 방법을 설명합니다.

UL 전선이란?

UL전선이란 북미의 안전규격인 UL(Underwriters Laboratories)의 인증을 받은 전선입니다. 주로 미국이나 캐나다 등에서 사용되고 가정용이나 산업용의 폭넓은 기기에 채용되고 있습니다.

북미에서는 전기 화재나 감전 사고를 방지하기 위해 엄격한 기준을 마련하여 부재를 관리합니다. UL 전선은 그 기준에 맞추어 높은 신뢰성과 안전성이 기대됩니다. 한편, 아시아권이나 유럽권에서의 안전 인증과는 다른 규격 체계를 가지는 것이 특징입니다.

북미 시장을 시야에 넣은 제품 만들기에서는 UL 전선의 선정이 빠뜨릴 수 없습니다. 전선의 종류와 성능을 이해하고 장비 요구 사항에 따라 올바른 선택을해야합니다.

UL 전선과 일본 전선의 차이

UL 전선과 일본 전선에는 몇 가지 차이점이 있습니다.

구체적으로는 다음 포인트가 큰 특징입니다.

사양
표기 방법
정격 전압 표기
난연성

북미와 일본에서는 안전기준과 기술요건이 다르기 때문에 각각의 구분을 알아두면 선정시 도움이 됩니다. 여기에서는 각각의 차이를 자세히 설명합니다.

사양

일본의 전선은 국내의 전기용품 안전법이나 JIS 규격에 준거합니다. 한편, 북미에서 유통하는 UL 전선은 UL 기준을 비롯한 미국의 안전 규정을 충족합니다.

UL 규격은 안전성과 성능에 관한 테스트를 거쳐 인증을 얻는 방식입니다. 이에 따라 허용온도나 난연성, 내전압 등의 성능에 일정 이상의 신뢰를 둘 수 있습니다.

일본의 규격과 마찬가지로, UL 규격에서도 도체나 절연재의 품질을 엄격하게 평가합니다. 단, 일본 사양의 전선을 그대로 북미에 반입하면 UL 마크가 없기 때문에 사용할 수 없는 경우가 있습니다.

해외에서 제품을 판매할 때는 UL 규격에 맞는 전선을 사용하고 있는지가 중시됩니다. 인증 없이는 수출이 어려워질 수 있으므로 주의가 필요합니다.

표기 방법

UL 전선에는 「AWG(American Wire Gauge)」에 의한 사이즈 표기가 자주 사용됩니다. AWG는 북미 표준의 도체 사이즈 규격으로, 숫자가 작을수록 굵은 도체를 가리킵니다.

일본의 전선은 SQ(제곱 밀리미터) 표기가 일반적입니다. 예를 들면 「1.25mm²」나 「2.0mm²」와 같은 형태로 도체 단면적을 나타냅니다.

AWG와 SQ는 값 변환이 필요할 수 있으며 같은 두께에서도 이름이 바뀝니다. 12AWG는 대체로 3.3mm²에 상당하는 등, 대체시에는 일람표를 확인하면 편리합니다.

전선에의 인쇄도 달라, UL 전선에는 UL 마크와 번호, 온도 정격 등이 표기됩니다. 일본 전선은 PSE 마크와 JIS 마크가 인쇄되는 경우가 많습니다.

정격 전압 표기

UL 전선에서는 600V 등 정수치의 전압 표기가 일반적입니다. 이 숫자는 전선이 연속적으로 견딜 수 있는 최대 사용 전압을 나타냅니다.

일본의 전선은 일반적으로 300V나 600V 대응등의 기재가 있습니다만, JIS 규격내에서 정의되고 있습니다. 양자의 전압 범위는 중복되는 부분이 있습니다만, 시험 방법이나 허용 범위에 약간의 차이가 있는 경우가 있습니다.

UL 마크의 옆에는 정격 전압에 가세해 내열 온도나 난연성을 나타내는 기재도 포함됩니다. 사용 환경에 따라 전압뿐만 아니라 다른 성능 지표를 종합적으로 확인해야 합니다.

설계 단계에서 기기의 동작 전압과 사용 환경을 근거로 전선 선정을 실시하는 것이 중요합니다. 안전성과 효율성의 양립을 도모하기 위해 적정한 정격 전압을 파악할 필요가 있습니다.

난연성

UL 전선은 불타 퍼지기 어려운 설계가 요구되고 있습니다. 구체적으로는 UL94 규격 등에 의해, 난연 등급의 분류가 세밀하게 정의됩니다.

일본의 전선에도 내연성능을 중시한 제품은 존재하지만, 북미의 기준과 시험 방법은 다른 점이 있습니다. UL의 시험은 염원을 맞추는 시간이나 복수회의 시험 환경 등을 마련해 엄격하게 평가하는 것이 특징입니다.

많은 UL 전선은 화염에 노출되었을 때 자기 소화성과 발연량을 고려하여 설계되었습니다. 기기 내부의 화재 위험을 줄이는 것이 중요시되기 때문에 난연 성능은 필수라고 할 수 있습니다.

난연성 등급이 높을수록 배선의 안전성과 보호력이 높아집니다. 화재 대책이 의무화되는 시설이나 제품 개발에서는 특히 UL 기준이 존중됩니다.

UL 전선의 종류

UL 전선은 용도별로 많은 변이가 있습니다.

크게 나누면 이하의 3종으로 분류되어 각각 성능이나 기능이 다릅니다.

범용 전선
특정 용도 전선
특정 규격 전선

이러한 구분을 파악하면, 실제로 배선이나 설계를 실시할 때에 원활합니다. 필요한 경우 온도 특성 및 난연 등급 등의 세부 사항을 확인하고 선택하는 것이 중요합니다.

범용 전선

범용 전선은, 가전이나 오피스 기기 등 폭넓은 용도로 사용됩니다. 대표적인 제품으로 UL1007이나 UL1015라는 규격 번호를 자주 들 수 있습니다.

내전압이나 허용온도 등 기본적인 성능이 균형있게 갖추어져 있는 점이 특징입니다. 피복재에는 PVC(폴리염화비닐)가 사용되는 경우가 많아 취급 용이성과 적당한 유연성을 겸비하고 있습니다.

범용 전선은 비용 효율적이며 다양한 환경에서 사용할 수 있습니다. 단, 고온이나 강한 진동, 특수한 약품에 노출되는 경우에는 보다 전문성이 높은 전선이 필요합니다.

또, 다양한 제품이 나돌고 있기 때문에, 용도에 따른 적정 사이즈를 선택하는 것이 중요합니다. 범용이지만 UL 인증을 확실히 취득하고 있는지 확인하는 것이 좋습니다.

특정 용도 전선

특정 용도 전선은 고온 환경, 내유성, 내약품성 등 특정 요건을 충족하도록 설계되었습니다. 예를 들면 UL 불소 수지 전선은 통상의 전선에서는 대응할 수 없는 고온 환경에서의 연속 사용을 가능하게 하는 제품입니다.

이러한 전선은 고온 하에서의 절연 성능 유지나 연소 방지 성능이 뛰어난 특수 재료를 사용하고 있으며, 가혹한 사용 조건에서도 신뢰성 높은 성능을 발휘합니다. 따라서 공장 자동화 라인과 산업 로봇 케이블로 많이 채용되고 있습니다.

피복재에는 불소 수지를 비롯하여 실리콘 고무 등 다양한 소재를 선택할 수 있습니다. 단, 용도에 맞추어 재질과 규격을 엄선하지 않으면 절연 불량이나 피복의 열화가 발생할 우려가 있으므로 주의가 필요합니다.

또한 특정 용도 전선에는 의료 기기용이나 극저온 하에서의 사용에 견디는 특화형도 존재합니다. 용도에 따른 내구성을 추구한 결과 비용이 높아지는 경우도 있습니다.

특정 규격 전선

특정 표준 전선은 산업 및 환경에 맞는 추가 표준 요구 사항을 충족하는 전선입니다. 예를 들면, UL과 CSA(캐나다 규격 협회) 양쪽에 대응하는 「UL/CSA 전선」이 있습니다.

이러한 전선은 북미 전역에서 사용하기 쉽도록 여러 인증을 취득하여 범용성을 높이고 있는 것이 특징입니다. 또, 선박용이나 철도용, 군사용 등 특수 환경하에서의 사용을 상정한 규격도 존재합니다.

특정 규격 전선은 일반 범용 전선이나 특정 용도 전선과 비교하여 취득해야 할 시험이나 인증이 많아지는 경향이 있습니다. 그만큼 안전성과 신뢰성이 보다 엄격하게 보장되기 때문에 중요한 설비에서의 채용이 많습니다.

같은 UL 전선의 분류에서도, 특정 규격 전선은 독자적인 마크나 인증 번호가 부여되는 일이 있어, 필요한 인증을 얻고 있는지 어떤지를 조사하는 것으로, 적절한 제품인지 판단하기 쉬워집니다.

UL 전선의 특성

UL 전선은 안전성과 신뢰성이 중시되기 때문에 특성면에서 우수합니다.

주요 특징은 다음과 같습니다.

내열성
내전압성
전도도
유연성

각 성능이 어떤 장면에서 도움이 되는지 살펴 보겠습니다.

내열성

UL 전선은 정해진 온도 범위에서 안정적으로 사용할 수 있습니다. 많은 제품에서는 105℃나 125℃와 같은 구체적인 최고 허용 온도가 명시되어 있으며, 이 온도 범위 내이면 절연 성능이나 기계적 특성을 장기간 유지할 수 있도록 설계되어 있습니다.

고온 환경에 대응하는 UL 전선에서는, 불소계 수지(PTFE, FEP, ETFE 등)가 피복 재료로서 채용되는 경우가 많습니다. 이 소재는 고온 조건에서도 뛰어난 절연 성능을 유지하고 전기적인 스파크와 과열에 의한 절연 파괴 등의 문제를 효과적으로 방지할 수 있습니다.

이러한 내열성이 높은 전선은 고온이 되기 쉬운 환경에서의 배선에 필수적인 요소가 되고 있습니다. 그러나 지정된 최고 온도 이상의 조건에서 장기간 사용하면 열화가 진행될 수 있습니다.

따라서 장기적인 신뢰성을 확보하기 위해서는 실제 사용 환경에서 최고 온도를 정확하게 파악하고 적절한 온도 규격의 전선을 선정하는 것이 중요합니다.

내전압성

UL 전선은 정격 전압 범위 내에서 안전하게 작동할 수 있도록 설계되었습니다. 600V 대응의 것부터 한층 더 고압에 견디는 것까지, 다양한 라인 업이 있습니다.

제조 단계에서 엄격한 절연 시험이나 내전압 시험을 클리어하고 있는 점이 특징입니다. 이 시험은 필요한 절연 강도를 유지하는지 결정합니다.

외부 노이즈가 많은 산업용 기기나 고전압을 취급하는 장치에서도 신뢰할 수 있습니다. 단, 사용조건이 정격전압을 넘으면 위험이 증가하므로 적정한 선정이 필수입니다.

고전압 회로에 사용하는 경우는 절연재의 품질과 피복 두께에도 주목하면 좋을 것입니다. 정격에 맞지 않는 선정은 기기의 고장이나 안전 리스크를 일으키는 원인이 됩니다.

전도도

UL 전선의 도체 재료로서 가장 널리 채용되고 있는 것은 구리(Cu)입니다. 구리는 우수한 전도성을 가지며 전기 저항이 낮기 때문에 신호 전송시 에너지 손실과 발열을 최소화합니다.

UL 전선의 도체 사이즈는 규격에 근거하여 표준화되어 있어 필요한 전류 용량이나 배선 거리에 따라 최적의 도체 지름을 선정할 수 있습니다. 구리 이외의 금속을 도금한 도체를 사용하는 경우도 있어, 산화를 막아 접촉 저항을 저감할 수 있습니다.

전도성을 적절하게 유지하기 위해서는 전류 용량과 발열량의 균형이 중요합니다. 효율적으로 전력을 전송하면 장비 전체의 성능이 향상됩니다.

유연성

UL 전선에는 기기 내부의 한정된 공간이나 가동부에서의 배선을 상정하고 유연성을 중시한 제품도 있습니다. PVC 피복의 범용 전선이나 실리콘 고무 피복 등 용도에 따라 부드러움이 바뀝니다.

설비의 배치 변경이 많은 오피스 기기나, 로봇 암 등 계속적으로 동작하는 가동부에서는, 특히 높은 유연성을 가지는 전선이 요구됩니다. 피복재가 깨지기 어렵고, 반복 굽힘에도 견딜 수 있는 설계인 것이 중요합니다.

단, 유연성이 높은 소재는 고온이나 약품에 대한 내성이 저하되는 경우가 있습니다. 따라서 사용 환경에 따라 유연성과 내구성의 균형을 고려해야 합니다.

높은 유연성의 UL 전선은 취급하기 쉽고, 배선 작업의 효율을 향상할 수 있는 것이 장점입니다. 공간이 제한된 장치에서도 원활하게 배선할 수 있으므로 설계의 자유도가 넓어집니다.

UL 전선의 선정 방법

UL 전선을 선택할 때는 사용하는 기기의 요건과 환경 조건을 확인해야 합니다.

먼저 고려하는 것은 정격 전압과 온도 범위입니다. 기기의 동작 전압에 맞는 전선을 선택하여 상정되는 사용 온도를 커버할 수 있다는 것이 대전제가 됩니다.

그런 다음 도체의 두께와 재질을 확인합니다. 전류 용량이나 배선의 길이에 근거해, AWG 사이즈나 피복재를 선택하는 것으로 효율과 안전성을 확보합니다.

사용되는 장소의 환경 요인(습도, 기름, 약품 등)이나 가동의 유무도 포인트입니다. 내유성이나 내마모성이 필요한 공장 라인에서는 특정 용도 전선이 적절한 경우가 있습니다.

여러 안전 규격 인증이 요구되는 경우에는 UL과 CSA 등 여러 인증을 동시에 취득하고 있는 특정 규격 전선을 선택함으로써 추가 시험이나 설계 변경의 비용과 시간을 절감할 수 있습니다.

가격도 중요하지만 안전성과 신뢰성이 떨어지면 나중에 문제를 일으킬 가능성이 높습니다. 종합적으로 판단하여 장기적인 비용 절감을 기대할 수 있는 전선을 선택하도록 합시다.

UL 전선에 관한 규격·인증 제도

UL 전선은 미국의 UL에 의한 인증뿐만 아니라, 국제적인 복수의 안전 규격 기관에 의한 인증도 취득할 수 있는 경우가 있습니다. 특히 중요한 것은 캐나다 CSA, 유럽 시장을 위한 VDE, 국제 전기 표준 회의(IEC)에 의한 국제 표준입니다. 이러한 다중 인증을 획득한 전선은 글로벌 시장에서의 전개가 원활해지고, 각국에의 수출시에 필요한 적합성 증명 수속이 대폭 간략화된다는 장점이 있습니다.

UL 인증에는 "Listing"과 "Recognition"이라는 구분이 있습니다. Listing은 완제품으로서 제품 전체의 안전성을 확인하는 인증인 반면, Recognition은 최종 제품에 내장되는 부품으로서의 적합성을 확인하는 인증입니다.

UL 인증을 받으려면 시험소에서의 테스트 외에도 제조 공장의 정기적 인 감사가 있습니다. 인증을 취득한 후에도 품질 유지 관리가 필수적이며 기준을 충족하지 못하면 경고나 취소가 발생할 수 있습니다.

북미 시장에서 특히 UL 마크는 제품의 안전성과 신뢰성을 나타내는 중요한 지표입니다. UL 인증이 없는 전기제품의 취급이나 설치를 거부하는 경우도 있기 때문에, 북미 시장에의 진입을 목표로 하는 제조업자에 있어서, UL 인증의 취득은 사실상의 필수 조건이 되고 있습니다.