[논문]폴리머 LP애자의 설계해석과 전기적 성능 시험

이운용; 조한구; 박상호; 송홍준

폴리머 LP애자의 설계해석과 전기적 성능 시험
The Design Analysis and Electrical Performance Test of Polymer LP Insulator 원문보기

이운용 (한국전기연구소 전략기술연구단 신소재응용 연구그룹) , 조한구 (한국전기연구소 전략기술연구단 신소재응용 연구그룹) , 박상호 (한국전력공사) , 송홍준 (태양산업 (주))

Recently polymer insulators are being used for outdoor high voltage applications. Polymer insulators for transmission and distribution line have significant advantages over porcelain and glass insulators, especially for ultra-high voltage(UHV) transmission lines. Their advantages are light weight, vandalism resistance and hydrophobicity. In this paper, polymer line post insulator has been designed and investigated electric field distribution by FEM. Designed LP insulators have been tested as insulator performance test, such as power frequency voltage test, lightning impulse voltage test, artificial pollution test and flexural load test.

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제안 방법

1. 한전 규격을 기초로 내염형 폴리머 LP 애 자를 설계하였다. 갓은 교대 갓을 채용하였으며, 누설 거리는 730mm로 내염형에 적절하였다.
설계모델에 대해서 전계분포를 알아보기 위해 전 자계 해석 프로그램을 이용하여 전계분포룔 분석하였다. 각 재료(실리콘고무, FRP. 금구) 등의 유전율을 설정하고 설정전압은 22.9kV로 하였다. 그림 3에 전계분車도를 나타내며, 전계집중 부위는 역시 라인 이 걸쳐지는 애자 상단의 흠부훈이였으며, 최대전계 값은 4.
본 논문에서는 폴리머 라인 포스트 애자룔 설계기 준에 적합하게 설계하여 전계분포를 분석하고, 애자의 성능평가 시험을 시행하였다.

대상 데이터

한전 규격을 기초로 내염형 폴리머 LP 애 자를 설계하였다. 갓은 교대 갓을 채용하였으며, 누설 거리는 730mm로 내염형에 적절하였다.
이 모델은 내염형 LP 애 자로 전장은 304mm. 갓은 교대갓을 채용하였 고 갓 수는 7개이다. 베이스 쇠붙이의 두께는 45mm
현재 가공선로에 사용되고 있는 자기 LP 애 자의 을 모습을 그림 1에 나타내었다. 이 모델은 내염형 LP 애 자로 전장은 304mm. 갓은 교대갓을 채용하였 고 갓 수는 7개이다.
자기 애자와 마찬가지로 교대 갓을 채용하였으며, 갓의 수는 7개, 누설 거리는 730mm, FRP는 콘 형태의 구조로 설계하였다.

데이터처리

설계모델에 대해서 전계분포를 알아보기 위해 전 자계 해석 프로그램을 이용하여 전계분포룔 분석하였다. 각 재료(실리콘고무, FRP.

성능/효과

2. 설계모델에 대한 전계분포 해석 결과, 집중 부위는 애자 상부 흠 부분이며, 최대전계 값은 4.54e+6[V/m] 이였다.
3.제조된 애자제품에 대해 애자의 성능시험 평가를 실시한 결과, 모두 양호하게 나타났다,
설계제품에 대해서 상용주파 건조섬락 전압시험, 상용주파 주 수 섬락전압 시험험, 뇌 충격 섬락 전압시험, 인공오손시험, 굽힘 파괴 하중시험을 人I행한 결과, 상 용주까 건조 섬락 전압시험에서는 섬락전압치가 118.11, 121.83, 123, 32kV로 정격 건 조성락 전압 110kV의 95%이상이였으며, 상容주파 주 수 섬락전압압 시험에서는 섬락전압치가 97.3, 90.4, 95」kV로 정격 주 수 섬락전압압 85kV의 95%이상이였다. 또한 뇌 충격 섬락전압 시험에서는 섬락전압치가 정극성: 168kV, 부극성: 283kV로 정격 뇌 충격 섬락전압치(정 극성: 180kV, 부극성: 205kV)의 92% 이상이였다.

후속연구

2, 3)을 실시한 결과 시편 상태는 양호하였으며, 굽함파괴 하중시험에서는 규정치 1270kgf에서 파괴되지 않았다. 따라서 본 폴리 머 LP 애 자는 실선 로에 적용 가능할 할 것이다.
따라서, 본 설계 제품은 가공선로에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

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