다동선

다동선(多銅線) 또는 연선(Stranded wire)은 한 가닥의 굵은 도체 대신 여러 가닥의 가는 소선을 꼬거나 묶어서 하나의 도체로 만든 전선을 의미한다. 단선에 비해 유연성이 뛰어나며 굴곡이 많은 환경이나 반복적인 움직임이 요구되는 곳에 주로 사용된다. 단선은 꺾임이 발생할 경우 쉽게 단절될 위험이 있는 반면, 다동선은 여러 가닥의 와이어가 하중을 분산하므로 기계적 강도가 높고 내구성이 우수하다는 특징이 있다.

고주파 교류 전류가 흐를 때 나타나는 표피 효과(Skin effect)를 억제하기 위해 다동선이 사용되기도 한다. 전류가 도체의 표면으로만 흐르려는 성질인 표피 효과는 주파수가 높아질수록 심해지는데, 이를 방지하기 위해 얇은 도체를 여러 개 묶어 전체 표면적을 넓힘으로써 실질적인 전기 저항을 줄인다. 특히 각 소선을 절연 처리한 형태인 리츠선(Litz wire)은 고주파 대역에서 발생하는 와류 손실과 근접 효과를 최소화하는 데 탁월한 성능을 발휘한다.

다동선은 소선의 절연 여부와 꼬임 방식에 따라 구분된다. 일반적인 전력용 연선은 절연되지 않은 소선을 꼬아 전도성을 확보하며, 전선관 내부에 배치하거나 배전 선로에 주로 사용한다. 반면 리츠선은 각 소선이 에나멜 등으로 개별 절연되어 있어 고주파 기기의 코일이나 변압기 권선에 사용된다. 또한 소선의 꼬임 피치(Pitch)에 따라 유연성과 전기적 특성이 달라지므로 용도에 따른 정밀한 설계가 요구된다.

활용 범위는 매우 광범위하다. 가전제품의 전원 코드부터 자동차용 배선, 로봇의 가동 부위, 그리고 대용량 전력 전송 시스템에 이르기까지 다양하게 적용된다. 특히 전기자동차 충전기나 고주파 가열 장치, 무선 충전 패드 등 효율적인 에너지 전달이 필수적인 현대 기술 분야에서 그 중요성이 더욱 부각되고 있다. 또한 진동이나 충격이 잦은 항공기나 선박의 내부 배선에서도 단선보다 안정적인 성능을 보장한다.

제조 공정에서는 소선을 일정한 방향으로 꼬는 연선 공정이 핵심이다. 이때 꼬임의 방향(S꼬임 또는 Z꼬임)과 각도가 전선의 유연성과 전체 직경에 영향을 미치며, 완성된 다동선은 압축 가공을 통해 외경을 줄이거나 밀도를 높이기도 한다. 다동선은 동일한 단면적의 단선에 비해 제조 단가는 다소 높으나, 설치의 용이성과 장기적인 유지보수 측면에서의 이점 덕분에 산업 전반에서 표준적인 도체 형태로 채택되고 있다.