선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 10년간 운전된 전동기 권선의 실제 보유 절연내력을 파악하고 흡습시의 절연내력 특성 및 DC 파괴전압 인가시교류 파괴전압과의 상관관계를 조사하기 위하여 실시하였으며, 표 6과 같은 결과를 얻었다.
- 따라서 전동기 1대당 18개(Coil Group 6개 x3상)의 시료 확보가 가능하였다. 각 coil grou고별 시료는 그림 1에서 보는바와 같이 각 coil group의 연결부를 확인하여 분리작업을 실시하였으며, 본 연구의 목적이 10년 동안 장기간사용된 전동기의 절연특성을 고찰하는 것임으로 시료의준비 작업시 권선 자체에 대한 별도의 절연보강은 실시하지 않았다.
- 상기와 같이 10년 동안 장기 운용된 3.3kV급 농형 유도전동기의 고정자 권선을 시료로 활용하여 비파괴시험(절연진단시험)을 통한 운영중 열화(열적, 기계적, 전기적열화) 정도 및 수명평가 방법과 절연파괴시험을 통하여얻어진 절연파괴시점 둥에 대한 절연물의 물리적 특성조사를 통하여 비파괴시험과 절연파괴 시험과의 상관관계등을 파악하고자 실시한 시험에서 다음과 같은 결론을얻었다.
제안 방법
- 10년간 운전한 전동기 권선의 각 부위별 열화 정도가전압에 따라 얼마나 다르게 나타나는지의 특성을 조사하기 위하여 운전시 대지간 전압이 가장 높은 전동기 단자측 시료(R-LS1, T-1)와 전압이 거의 걸리지 않는 중성점측 시료(R-6, S-6, T-6)로 분리하여 절연특성 시험을 실시한결과 시료별로 큰 차이를 나타내지 않았다. 3.
- 각 시료의 단말은 파괴전압 인가시 시료단말과 철심간에 flash-over가 발생하지 않도록 충분히 길게 하였으며, 시료단말과 철심간의 누설전류에 의한 시험 값에 미치는영향을 최소화하기 위하여 20kV이상의 인가 전압에도충분히 견딜 수 있도록 절연을 실시하였다, 또한 시험시시료가 아닌 인접한 코일에서 유도헌상 둥으로 인한 방전이 발생할 우려가 있으므로 시료가 아닌 코일도 모두접지를 할 수 있도록 lead선을 마련하고 증분히 절연을실시하였다, 그림 3은 각 시료의 단말부분을 처리한 모습이 다.
- 건조시료와 흡습시료의 절연특성을 비교하기 위하여 일부 시료에 대하여 12시간 정도 흡습을 실시하고 이에 대한 특성을 조사하였다. 유전정접(tan6)시험에서는 그림 5 에서 보는바와 같이 건조시료의 경우 모두 기준치(3.
- 준용하였다. 먼저 일부시료에 대하여 Short-time test# 실시하여 시험조기전압을 결정하였으며, 다음 일정전압까지 신속하게 승압한 후 일정전압 Step으로 단계적으로 상승하는단게 상섕시험방법으로, 고정자권선 시료단자와 대지 간에교류내압기(60kV)를 이용하여 시험조기전압 7kV까지 신속하게 숭압한 후 IkV 단위로 상승하고 1분간 유지하였므며, 절연파괴시 전압을 즉정하몄다.[8]
- 시료 중 일부는 흡습 상태에서의 절연특성 및 파괴전압을 관찰하기 위하여 그림 2예서 보는바와 같이 물 분무를 충분히 실시하였으며, 약 12시간정도 흡습 상태를 유지한 후 시혐을 실시하였다.
- 시료의 비파괴 특성을 조사하기 위하여 직류 및 교류전압을 인가하여 시험을 실시하였으며, 각 시험항목은표 3과 같다.
- 전동기 고정자 권선을 각 시료별로 도체와 대지간에 DC 및 AC천압을 인가하여 Digital Insulation Tester^ 의한 절연저항 및 성극지수(I깃)시험, Schering Bridge에의한 유전손실을 측정하는 유전정접(tan6)시험 및 PD Dctertor와 커플링 캐패시터(10nF)를 이용한 부분방전시험 (Qnw) 등의 정밀절연특성시험을 실시하였으며, 표4 및 5와 같은 결과를 얻었다.
대상 데이터
- 본 연구대상 전동기는 3상 6극의 단일 권선 구조로 전동기 각 상당 6개의 coil group으로 구성되어있다. 따라서 전동기 1대당 18개(Coil Group 6개 x3상)의 시료 확보가 가능하였다.
- 진단대상은 아래 표1과 같이 10년간 현장에서 정상운영중인설비로, 제작 사양 및 운전이력은 아래 표와 같다.
데이터처리
- 준비된 각각의 시료에 대하여 먼저 표 3의 비파괴시험을 실시하고, 60kV급 교류내압기를 이용하여 시료별로 Step-by-step test 실시하여 결과 데이터를 취득하였다.
이론/모형
- 유효한 시험결과를 얻기 위하여 국제 시험규격인 ANSI/IEEE Std 434와 ASTM D149-97a< 준용하였다. 먼저 일부시료에 대하여 Short-time test# 실시하여 시험조기전압을 결정하였으며, 다음 일정전압까지 신속하게 승압한 후 일정전압 Step으로 단계적으로 상승하는단게 상섕시험방법으로, 고정자권선 시료단자와 대지 간에교류내압기(60kV)를 이용하여 시험조기전압 7kV까지 신속하게 숭압한 후 IkV 단위로 상승하고 1분간 유지하였므며, 절연파괴시 전압을 즉정하몄다.
성능/효과
- 1) 10년간 운전된 전동기 대하여 파괴 및 비파괴시험을통한 절연 상태를 조사한 결과 전반적으로 양호한 특성을 보유하고 있는 것으로 나타났다. 특히 교류 시험전압을 이용한 파괴 시험결과, 정격전압(3.
- 2) 건조시료와 흡습시료의 비파괴 및 파괴시험특성 조사결과, 비파괴특성 시험에서 흡습시료의 경우 유전정접초기값이 건조시료에 비해 상당히 높게 나타나거나 기준치(10%)를 초과하여 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이는 물의 비유전율이 크고 또한 물분자가 큰 쌍극자 모멘트를 가짐에 따른 전기적 성질의 변화로 유전정접시험이 흡습의 영향에 대하여 상당히 잘 반응함을 알 수 있었다.
- 3) 한편 파괴시험에서 시료 대부분의 교류 파괴전압은 17~19kV 정도로 운전중 필요한 보유 절연내력 2E + lkV 보다 2.2~2.5배의 절연내력을 갖고 있는 것으로 나타났으며, 흡습 시료의 경우 시료마다의 흡습의 정도에 따라다소 차이를 보이나 건조 시료보다 4~5kV 낮은 12~ 14kV 전압에서 절연파괴가 발생함을 알 수 있었다. 결국고체절연체에 있어서 흡습이 절연물의 열화 및 절연파괴의 세기에 큰 영향을 미친다는 것이 확인되었다.
- 4) 절연 파괴시 교류전류, 유전정접 특성 분석 결과, 제2 차 교류전류의 급증점에서 유전손실량이 상당히 가파르게 급중하는 점이 발생하는 것으로 나타나 저]2차 교류전류의 급증점은 파괴전압과 상당한 상관관계가 있음을 확인하였다.
- 3kV)의 5~6배 정도의 절연내력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 결국 3.3kV 급 전동기에서는 전압만에 의한 절연체에 미치는 열화정도는 그다지 크지 않음을 확인하였다. 또한 시료의 절연파괴 위치는 모든 시료 권선의 단말 부분에서 발생하는것으로 나타나 권선의 단말부분의 절연이 고전계 인가시가장 취약함을 알 수 있다.
- 또한 흡습 시료의 경우시료마다의 흡습의 정도에 따라 다소 차이를 보였으며, 정상상태의 건조된 시료보다는 4~5kV 낮은 12~14kV 전압에서 절연파괴가 발생하였다. 결국 고체절연체에 있어서 수분의 침투가 절연물의 열화 및 절연강도 저하에큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
- 그림 4-167 및 4-168은 시료의 절연이 파괴되기 직전의 권선 단말 부분에서 절연물과 철심간에 Arc가 발생하는 장면이다. 결국 시험전압의 상승에 따라고전계가 집중되는 권선 단말부분의 절연이 가장 취약함을 확인하였다.
- 5kV 부근에서 2차 교류전류 및 유전손실량이 상당히가파르게 급증하는 점이 발생하는 것으로 나타났다. 결국 제2차 교류전류의 급증점은 파괴전압과 상당히 상관관계가 있음을 확인하였다. 또한 시료에서 부분방전량이인가 전압 2.
- 5배의 절연내력을 갖고 있는 것으로 나타났으며, 흡습 시료의 경우 시료마다의 흡습의 정도에 따라다소 차이를 보이나 건조 시료보다 4~5kV 낮은 12~ 14kV 전압에서 절연파괴가 발생함을 알 수 있었다. 결국고체절연체에 있어서 흡습이 절연물의 열화 및 절연파괴의 세기에 큰 영향을 미친다는 것이 확인되었다.
- 9kV이며, 이 전압이 권선의 주 절연물에 영향을 미치게 된다. 따라서 정격전압 3.3kV급 전동기에서 운전기간 10년 정도에서는 전압만에 의한 절연체에 미치는 열화정도는 그다지 크지 않음을 알 수 있었다.
- 또한 부분방전 시험에서는 부분방전 개시 특성에서 흡습 시료의 경우 건조시료에 비하여 상당히 낮은 전압에서 부분방전이 개시하는 특성을 보이는 것으로 나타났다.
- 결국 제2차 교류전류의 급증점은 파괴전압과 상당히 상관관계가 있음을 확인하였다. 또한 시료에서 부분방전량이인가 전압 2.6kV이상에서 크게 증가하는 것을 확인할 수있었고, 제1차 교류전류 및 유전손실 값의 급증과도 상당히 일치하는 것으로 보아 절연체내에 함유된 다량의공극에 의한 부분방전손실과 밀접한 관계가 있음을 알수 있었다.
- 3kV 급 전동기에서는 전압만에 의한 절연체에 미치는 열화정도는 그다지 크지 않음을 확인하였다. 또한 시료의 절연파괴 위치는 모든 시료 권선의 단말 부분에서 발생하는것으로 나타나 권선의 단말부분의 절연이 고전계 인가시가장 취약함을 알 수 있다.
- 5%) 이내의 양호한 상태를 나타내었으나, 흡습시료의 경우유전정접 초기값이 건조시료에 비해 상당히 높게 나타나거나 기준치(10%)를 초과하여 나타났다. 또한 정전용량값은 21.림 4-164에서와 같이 흡습시 건조시료의 경우에비해 상당히 크게 나타남을 알 수 있다. 이는 물의 비유전율이 크고 또한 물분자가 큰 쌍극자 모멘트를 가짐에따른 전기적 성질의 변화로 유전손실 및 정전용량 측정시험이 흡습의 영향에 대하여 잘 반응함을 알 수 있었다.
- 비파괴시험에서와 마찬가지로 장기간 운전에 따른 고압측 권선 시료와 중성점측 권선 시료의 열화 특성을 조사하기 위하여 교류 전압에 의한 파괴특성을 조사해보았으나 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 시료의 절연 파괴 위치는 모든 시료 권선의 단말 부분에서 발생하는 것으로 나타났다. 그림 4-167 및 4-168은 시료의 절연이 파괴되기 직전의 권선 단말 부분에서 절연물과 철심간에 Arc가 발생하는 장면이다.
- 시료 대부분의 교류 파괴전압은 17~19kV 정도로 운전중 필요한 보유 절연내력(2E + lkV, 2x33 + 1 = 7.6kV)보다 2.2~2.5배, 정 격전압(3.3kV)의 5~6배 정도의 절연내력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 이는 일반적으로 전동기권선의 설계시 절연내력을 정격전압의 4~5배임을 감안하면 대상 시료는 절연열화가 거의 없는 양호한 특성을보유하고 있는 것으로 나타났다.
- 특성을 조사하였다. 유전정접(tan6)시험에서는 그림 5 에서 보는바와 같이 건조시료의 경우 모두 기준치(3.5%) 이내의 양호한 상태를 나타내었으나, 흡습시료의 경우유전정접 초기값이 건조시료에 비해 상당히 높게 나타나거나 기준치(10%)를 초과하여 나타났다. 또한 정전용량값은 21.
- 있었다. 이는 물의 비유전율이 크고 또한 물분자가 큰 쌍극자 모멘트를 가짐에 따른 전기적 성질의 변화로 유전정접시험이 흡습의 영향에 대하여 상당히 잘 반응함을 알 수 있었다. 또한 부분방전 시험에서는 부분방전 개시 특성에서 흡습 시료의 경우 건조시료에 비하여 상당히 낮은 전압에서 부분방전이 개시하는 특성을 보이는 것으로 나타났다.
- 림 4-164에서와 같이 흡습시 건조시료의 경우에비해 상당히 크게 나타남을 알 수 있다. 이는 물의 비유전율이 크고 또한 물분자가 큰 쌍극자 모멘트를 가짐에따른 전기적 성질의 변화로 유전손실 및 정전용량 측정시험이 흡습의 영향에 대하여 잘 반응함을 알 수 있었다.
- 저)4호기 T-5번 시료(흡습상태)에 대하여 유전정접 및교류전류 시험중 시험전압 10kV에서 절연 파괴가 발생하였으며, 이에 대한 절연특성 시험결과를 분석해보면 3kV 부근에서 교류전류의 1차 급중점이 발생하였고, 8.5kV 부근에서 2차 교류전류 및 유전손실량이 상당히가파르게 급증하는 점이 발생하는 것으로 나타났다. 결국 제2차 교류전류의 급증점은 파괴전압과 상당히 상관관계가 있음을 확인하였다.
- 보유하고 있는 것으로 나타났다. 특히 교류 시험전압을 이용한 파괴 시험결과, 정격전압(3.3kV)의 5~6배 정도의 절연내력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 결국 3.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.