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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 있다. 본 보고에서는 열화실험의 근간이 되는 EC 61109에 대한 기술내용과 더불어 복합열화시험인 IEC 61109 Annex C와 최근 배전용 폴리머 현수애자의 규격의 하나인 CEA LWING-01 트래킹 휠실험을 비교 분석하고 결과를 토대로 열화 평가기술을 논하고자 한다.
• 이상과 같은 결과에서 열화실험의 궁극적인 목표는 짧은 시간 내에 폴리머 절연물의 성능과 수명을 판단하는 것이다. 이 문제는 수명에 영향을 미치는 열화 요인을 찾아내고 환경적, 기계적 그리고 전기적스트레스가 미치는 열화 요인을 다루어야 해결이 가능할 뿐 아니라 제조공정상의 문제점과 결함을 검출할 수 있다.
• 지금까지 열화실험과 관련되어 가장 많이 다루어지는 IEC 61109 규격을 중심으로 열화 평가요소 이에 미치는 영향에 대한 예를 살펴보았다. 또한 폴리머 절연물의 개발과 평가에 있어서 관심의 대상인장.
• 최근까지 폴리머 절연물의 침식(erosion)등급은 주요 요소로 다루어지지 않았지만, 현재 EC 61109 실험은 절연물의 형상과 제조상의 결함을 검출하는데 그 목적이 있다.

제안 방법

• 그림 1은 KERI에서 제작한 복합열화시험 장치내의 시료 형상 및 배치형태를 나타낸다. 시료는 총 6개를 설치할 수 있으며, 온, 습도가 조절이 가능하며, 챔버의 균일도를 위하여 주수 및 염수 노즐이 전체공간에 적절하게 6개씩 분포되어 있다 사용된 시료의 동경은 31[mm], 교대 갓 중 큰 갓의 직경은 126[伽丄 작은 갓은 직경은 47.5 血 n]이며 갓의 수는 모두 5개로 구성되며, 시료의 누설거리(creepage distance)580血n], 공칭시험전압은 20.8[m"kV]로 하여 시험하였다.
• IEC 61109 Annex C(5000h) 를 복합열화시험으로 채택하여 시험하였으며, 실험장비 구축상 자외선은 조사하지 않았다. 이 시험은 실제 자연환경 조건과 동일한 비, 염수 습도 온도 등을 고려한 복합가속열화조건을 가지고 있다.
• 또한 폴리머 절연물의 개발과 평가에 있어서 관심의 대상인장. 단기 열화진단의 목적을 이루기 위해서는 재현성과 신뢰성이 확보된 복합열화실험과 단시간 시험인 CEA LWING-01 트래킹 휠 실험을 통한 두 실험방법의 차이를 검토하였다. 그 중 대표적인 결과를 정리하면

대상 데이터

• 단순한 염수분무시험보다는 주변환경의 사이클 특성과 열화와의 관계를 고려한 사이클 시험이 절연물의 열화를 모의하기에 더 적합하다. 따라서, 본 보고에서는 폴리머 애자를 시료로 하여 IEC 61109 Annex C(5000시간)인 복합열화시험으로 선정하였다.

성능/효과

• 1. 복합열화실험의 경우 표면 발수성은 표면방전으로 인하여 갓 바깥 쪽이 갓 안 쪽보다 더 저하됨을 두가지 방법을 통해 확인하였다.
• 3. 복합열화시험에 의한 손상 등급 평가결과, 2000시간까지는 열화시험 판정기준에 벗어나는 열화는 일어나지 않았다.
• 트래킹이 일어났다. 또한, 그림 5와 같이 작은 갓 부분에서의 관통파괴와 대부분 시험애자의 동경부분에 트래킹에 의한 침식이 있음을 확인할 수 있었는데 이 부분의 파괴양상도 parting line을 따라 일어났으며, IEC 61109에서 5000시간 실험에서 전혀 볼 수 없었던 현상이었다.
• 시험 결과 시료 2개에 트래킹 및 침식이 일어났으며, 파괴 양상은 주로 시험 애자의 작은 갓(shed) 부분에 트래킹에 의한 침식(ero&on)이 발생하였는데 대부분의 파괴양상은 parting line 부근에 따라서 침식과 트래킹이 일어났다. 또한, 그림 5와 같이 작은 갓 부분에서의 관통파괴와 대부분 시험애자의 동경부분에 트래킹에 의한 침식이 있음을 확인할 수 있었는데 이 부분의 파괴양상도 parting line을 따라 일어났으며, IEC 61109에서 5000시간 실험에서 전혀 볼 수 없었던 현상이었다.
• 폴리머 절연물의 직경과 갓에 대한 누설거리의 비, 그리고, 갓의 간격은 이 실험과정에서 섬락의 발생 횟수에 매우 중대한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이것은 오손실험의 전형적인 결과와 일치하는 것으로 결국 이러한 실험은 열화실험으로 적당치 않다.

후속연구

• 따라서, 트래킹, 침식, 관통 및 또 다른 형태의 손상에 대해서 절연물의 소재가 아닌 형상 설계를 평가하기 위해서는 트래킹과 침식실험 자체만 가지고 판단하는 것이 적절하다고 판단된다. 또한 섬락 특성은 실험 결과에서 평가된 한정된 발생 횟수만으로 제한되어서는 안된다.

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