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보강제 변화에 따른 실리콘 고무의 트래킹 열화 특성에 관한 연구
A Study on Tracking Degradation Properties of Silicone Rubber due to Reinforcing Agent 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.27 no.12, 2014년, pp.841 - 846  

이성일 (한국교통대학교 안전공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It found that the maximum temperature of the arc discharge occurred on the Silicone rubber sample significantly decreased with increasing the reinforcing agent. It was confirmed that the current value decreased with increasing the aluminium trihydrate($Al(OH)_3$) and the current value inc...

주제어

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제안 방법

  • 1개 1조의 시험편에 대해 23±1℃의 온도에서 시험면을 하 측으로 상하부 전극 간을 50±0.5 mm 떨어지게 설치하고 수평에서 45°의 각도로 설치하였으며, 전극은 스테인레스 (stainless)로 제작하여, 10회 실험마다 교체하여 사용하였다.
  • 5 mm 떨어지게 설치하고 수평에서 45°의 각도로 설치하였으며, 전극은 스테인레스 (stainless)로 제작하여, 10회 실험마다 교체하여 사용하였다. 또한, 열화상 카메라 (U.S.A., FLIR, E-50)를 사용하여 실리콘 고무 시료의 트래킹 부근 온도를 측정하여 열화의 정도를 비교 검토하였다.
  • 내 트래킹 특성을 위해서 수산화알루미늄 (aluminium trihydrate, ATH)을 사용하고 있으나 기계적 특성이 급락하므로 ATH와 실리콘 고분자와의 유기-무기 결합을 유도하게 된다. 이 연구에서는 실리콘 고무에 수산화알루미늄 30~90 phr 배합시킨 시료에 2~8 phr 정도의 오손액의 농도를 변화시켜서 실리콘 고무의 트래킹 특성 및 열 열화 특성을 측정하여 열화의 정도를 비교 검토하였다.

대상 데이터

  • 150 kgf/cm2의 압력을 가하는 유압프레스에 일정한 금형을 놓고 175℃에서 10분 동안 가교시켜 50 mm×120 mm로 두께는 1.03 mm의 것을 제작하였으며, 시료의 조성비는 표 1과 같다.
  • 오손액은 증류수에 0.1±0.002 wt%의 염화암모늄 (Korea, Daejung Chemical & Metal(주), Ammonium Chloride, NH4CL)과 0.02±0.002 wt%의 비이온계 계면 활성제 (Korea, Daejung Chemical & Metal Co.), Triton X-100(C8H17C6H4(OCH2CH2)nOH)의 농도를 2 ml, 4 ml, 8 ml를 혼합하여 제조한 것을 사용하였다.
  • 이 실험에 사용한 시험 장치의 회로도는 IEC 587기준의 시험회로인 그림 1과 같으며, 전원 주파수는 60 Hz, 저항은 1~22 ㏀, 출력전압의 변동은 ±5% 이내로서 약 1.5 kV를 인가하였다.
  • 이 실험에서 사용한 실리콘 고무 시료는 숙성된 실리콘 고무 1 kg을 open roll에 투입하고 5분 동안 연질화된 컴퍼지트에 과산화물 (DMTBPH) 0.5 ml을 투입하여 15분 동안 혼련하여 2 mm의 두께로 프리폼하였다. 150 kgf/cm2의 압력을 가하는 유압프레스에 일정한 금형을 놓고 175℃에서 10분 동안 가교시켜 50 mm×120 mm로 두께는 1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
실리콘 고무는 어떤 특성이 우수한가? 내열성, 내한성, 내코로나성, 내후성, 내약품성 및 전기절연성이 아주 우수한 실리콘 고무는 주사슬이 -(Si(CH3)2O)n-구조로 되어 있으며, Si-O나 Si-C 의 결합에너지가 커서 산화반응이나 광에 의해 분해가 일어나지 않으며, 열분해 시작 온도가 380℃ 정도로 매우 높다. 옥외 절연물의 표면은 사용 중에 오손에 의해 되면 방전이 되는데 이때 소재의 열화의 진행 정도에 따라 수명이 달라지며, 실리콘 고무는 표면에너지가 낮아 같은 환경에서 누설전류가 적게 흐르므로 내열성, 내 트래킹성이 우수하다.
고압 절연용 실리콘 고무로 응용하기 위해 내 트래킹 특성을 증가시키는 방법은? 고압 절연용 실리콘 고무로 응용하기 위해서는 절연, 방화 및 내 트래킹 특성이 필연적이다 [6,7]. 내 트래킹 특성을 위해서 수산화알루미늄 (aluminium trihydrate, ATH)을 사용하고 있으나 기계적 특성이 급락하므로 ATH와 실리콘 고분자와의 유기-무기 결합을 유도하게 된다. 이 연구에서는 실리콘 고무에 수산화알루미늄 30~90 phr 배합시킨 시료에 2~8 phr 정도의 오손액의 농도를 변화시켜서 실리콘 고무의 트래킹 특성 및 열 열화 특성을 측정하여 열화의 정도를 비교 검토하였다.
실리콘 고무의 열분해 온도가 매우 높고, 광분해나 산화반응이 일어나지 않는 이유는? 내열성, 내한성, 내코로나성, 내후성, 내약품성 및 전기절연성이 아주 우수한 실리콘 고무는 주사슬이 -(Si(CH3)2O)n-구조로 되어 있으며, Si-O나 Si-C 의 결합에너지가 커서 산화반응이나 광에 의해 분해가 일어나지 않으며, 열분해 시작 온도가 380℃ 정도로 매우 높다. 옥외 절연물의 표면은 사용 중에 오손에 의해 되면 방전이 되는데 이때 소재의 열화의 진행 정도에 따라 수명이 달라지며, 실리콘 고무는 표면에너지가 낮아 같은 환경에서 누설전류가 적게 흐르므로 내열성, 내 트래킹성이 우수하다.
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참고문헌 (7)

  1. H. G. Cho and Y. K. Park, J. KIEEME, 10, 770 (1997). 

  2. G. Iyer, R. S. Gorur, R. Richert, A Krivda, and L. E. Schmidt, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 18, 659 (2011). 

  3. D. H. Han, H. Y. Park, D. P. Kang, and K. E. Min, Proc. of 6th ICPADM, 354 (2000). 

  4. Y. Toureille and J. P. Reboul, Ann. Soc. Sci., 89, 190 (1978). 

  5. D. Y. Yi, J. H. Lee, and M. K. Han, IEEE Int'l Sym. (Electrical Insulation, Baltimore, 1992) 

  6. J. J. Park, C. H. Lee, J. Y. Lee, and H. D. Kim, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 18, 667 (2011). 

  7. J. Mackevich and M. Shah, IEEE Electrical Insulation Magazine, 13, 5 (1997). 

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