[논문]제조공기를 이용한 Rod전극의 절연파괴특성

송재우; 장세우; 안인석; 장준오

doi:10.5207/jieie.2013.27.8.016

제조공기를 이용한 Rod전극의 절연파괴특성
Breakdown Characteristics of Rod-Electrodes using Imitation Air 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.27 no.8, 2013년, pp.16 - 20

송재우 (위덕대학교 정보전자공학) , 장세우 (한국폴리텍대학 진주 캠퍼스 전기제어과) , 안인석 (위덕대학교 에너지전기공학부) , 장준오 (위덕대학교 정보전자공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper the experiments of breakdown characteristics by pressure and gap change of imitation air were described. The results are fundamental data for electric insulation design of distribution power facilities which will be studied and developed in the future. And we could make an environment friendly gas insulation material with mataining dielectric strength by Imitation Air which generates a lower lever of the global warming effect.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 전력설비에서 사용가능한 친환경적인 절연재료인 제조공기의 봉전극에 대한 기본적인 절연파괴특성을 확인하여 차후에 개발될 송배전 전력기기들의 연구개발에 관한 기초 자료로 활용되어 친환경 전력설비의 절연설계의 기초자료를 제공하고자 한다.
본 논문은 제조공기의 봉전극에 대한 절연파괴특성을 확인하여, 각종 전력응용 설비의 절연설계에 SF₆ Gas 대신 친환경적인 제조공기의 사용 가능성을 알아보았다.

제안 방법

본 논문에서는 SF₆ 가스를 대체할 수 있는 다양한 절연매질 중에서 친환경적인 절연가스로 주목받고 있는 제조공기의 절연파괴특성 침전극, 직각전극과 봉전극을 이용하여 측정/분석하였다.
사용된 전극은 표 1과 같이 침전극, 봉전극, 직각전극, 평판전극을 이용하여 침대평판, 직각대평판, 봉대평판전극에서 전극사이의 갭변화(1∼15mm)에 따른 제조공기의 절연파괴전압을 실험하였다.
실험챔버에 제조공기의 압력별 AC전압을 인가하여 절연파괴전압을 5회 측정하여 최대-최소치와 그 평균값을 평균연면방전전압(V_B)으로 측정하여 표시하였다. 또한 인가한 전원의 전압상승 속도는 3kV/s로 하였다.
챔버 내부에 절연가스를 가압하기 전, 진공펌프를 챔버에 연결하여 내부압력을 5×10-4Torr로 배기시킬 수 있으며, 가압시 압력을 측정하기 위하여 압력계(WISE, 0～15기압)를 사용하였다.

대상 데이터

사진 1은 본 연구에서 사용한 전원장치(JiangSu Leiyu High Voltage Equipment CO.Ltd)이다. 전원장치는 AC 400kV, 3A까지 인가 가능하다.

이론/모형

또한 인가한 전원의 전압상승 속도는 3kV/s로 하였다. 연면방전 측정방법은 리더방전에 의한 초기방전전압을 이용하였다.

성능/효과

침 대 평판전극에서 압력과 전극의 갭이 증대됨에 따라 포화하게 되는 것은 d가 증대되어 갈수록 그 불평등성이 증대되어 Paschen 법칙을 벗어나는 것으로 해석할 수 있다. 또한 같은 직각전극에서도 지름의 크기에 따라 절연파괴 장소가 변화됨을 확인하였으며, 봉전극의 경우 단갭에서 전계형상에 의한 절연파괴현상을 확인하였으며 갭길이가 증가함에 따라 불평등성이 강하게 나타남을 확인하였다.
그림 4는 봉전극 대 평판전극의 압력별 갭길이 변화에 대한 절연파괴전압을 측정한 그래프이다. 전극간거리가 작은 1mm 에서는 직각전극과 같은 절연특성을 보이고 있으며 6mm에서 10mm 구간에서는 포화하는 형태를 보이다가 갭 길이가 증대됨에 따라 불평등성이 강하게 나타남을 그래프에서 확인하였다.
그림과 같이 갭의 변화에 따라 절연파괴전압이 증가함을 확인하였다. 지름의 커짐에 따라 불평등성이 강한 직각봉의 모서리와 평판전극의 가장자리에서 절연파괴가 일어남을 확인하였다. 모든 기압에서 절연파괴전압의 상승그래프가 비례하여 상승하였다.
을 확인하였다. 침 대 평판전극과 같이 압력별로 전극간 갭 증가에 따라 비례하여 증가하는 형태를 확인할 수 있으며, 갭거리 1mm에서의 기압별 절연파괴전압이 침전극과 상이하게 나타나는 것은 직각전극의 모서리부분의 불평등성으로 인하여 발생하는 것으로 판단된다.

후속연구

에 대하여 I-Air의 절연파괴 전압은 평균 49%, 최대 65%의 연면절연파괴전계강도를 보이고 있으며[5], 그 재료를 자연에서 충분하게 얻을 수 있고 친환경적이라는 큰 이점이 있다. 제조공기을 절연가스로 사용하는 전력설비의 절연설계시 본 논문의 내용이 절연설계의 기초자료로 사용될 것이 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전력산업분야는 과거에 비해 SF6 Gas를 보다 잘 제어할 수 있고 또한 그 배출을 저감시킬 수 있는 다양한 방법을 모색하고 있는 이유는?	앞에서 살펴본바와 같이 SF6의 Gas의 사용량은 전세적으로 1995년 기준으로 생산량이 약 8,500톤으로 추정하고 있으며, 일본의 경우에는 전세계 생산량의약 30%인 연간 약 2,500톤을 생산하며, 그 중 약 650톤이 대기 중으로 배출되는 것으로 알려져 있다. 따라서 강한 적외선 흡수력과 장수명에 의해 SF6 Gas는 지구온난화에 대한 고도의 잠재성을 가진 것으로 평가받고 있어 SF6 Gas를 사용하는 각국 정부 및 환경단체, 전기, 화학 그리고 타 산업분야에서 SF6 Gas의 환경 영향에 관심을 표명하고 있으며, 그 중에서도 전력산업분야는 과거에 비해 이 가스를 보다 잘 제어할 수 있고 또한 그 배출을 저감시킬 수 있는 다양한 방법을 모색하고 있다.
	SF6은 주로 어디에 사용되어 왔는가?	SF6는 안정된 열적․화학적 특성 및 우수한 절연성과 차단성으로 인하여 고전압 전력기기 내의 절연매체․소호매체로써 주로 사용되어져 왔으며, 전력기기의 소형화 및 고신뢰화에 많은 기여를 해오고 있다. 전력설비에서 SF6의 사용량을 줄이기 위해서는 SF6의 회수량을 증가시키는 기술을 개발하거나, SF6를 대체할 수 있는 친환경 물질을 개발하는 것이 고려될 수 있으며[3], 이에 대한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다.
	SF6 Gas가 오존을 파괴하는 온실가스 물질로 알려져 있는 이유는?	하지만 SF6 Gas는 저온 및 높은 압력에서 액화하기 쉬우며, 또한 적외선 흡수력이 크고 화학적 불활성 때문에 대기로 방출시 신속하게 제거되지 못하는 관계로 성층권 오존을 파괴하는 온실가스 물질로 알려져 있다[2].

참고문헌 (7)

L.G. Christophorou, J.K. Olthoff and R.J. Van Brunt, "Sulfur Hexafluoride and the Electric Power Industry", IEEE Electrical Insulation Magazine, Vol. 13, No. 5, pp. 20-24, September/October, 1997.

상세보기
L.G. Christophorou and R.J. Van Brunt, " $SF_6$ /N2 Mixtures Basic and HV Insulation Properties", IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol.2, No.5, pp.952-1003, October 1995.

상세보기
Toshiaki Rokunohe, Yoshitaka Yagihashi, Kenji Aoyagi, Takashi Oomori and Rumihiro endo, "Development of $SF_6$ -Free 72.5 kV GIS", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol.22, No.3, pp.1869-1876, July 2007.

상세보기
Masayuki Hikita, Shinya Phtsuka, Shigemitsu Okabe and Shuhei Kaneko "Insulation Characteristics of Gas Mixtures including Perfluorocarbon Gas", IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol.15, No.4, pp.1015-1022, August 2008.

상세보기
Eun-Hyeok Choi, Bon-Ho Koo, Lee-Kook Kim, Kwang-Sik Lee, "Assess of Breakdown Characteristics about Environmentally Friendly Gases", Journal of KIIEE, Vol. 23, No. 5, pp. 96-100, 2009.

원문보기 상세보기
He-Rie Park, Eun-Hyeok Choi, Lee-Kook Kim, Kwang-Sik Lee, "Surface Discharge Characteristics for Epoxy Resin in Dry-Air with Variations of Electrode Features and Epoxy Resin Size", Journal of KIIEE, Vol. 23, No. 2, pp. 154-160, 2009.

원문보기 상세보기
Ki-Son Han, Jin-Yul Yoon, Hyung-Jun Ju, "Breakdown Characteristics of Dry Air under 170KV GIB", Vol. 24, No. 10, pp. 136-142, 2010.

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증