[논문]아라미드계 절연지(Aramid paper)의 온도의존성과 전압의존성

박형준; 이종필; 박희두; 신종열; 이수원; 홍진웅

아라미드계 절연지(Aramid paper)의 온도의존성과 전압의존성
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박형준 (광운대학교) , 이종필 (광운대학교) , 박희두 (삼척대학교) , 신종열 (삼육의명대학) , 이수원 (국립철도대학교) , 홍진웅 (광운대학교)

In this paper, the properties of temperature dependence and voltage dependence of Aramid paper were studied to understand electrical characteristics, to be regarded as the excellent insulation. Aramid paper and pressboard had being applied various motor, generator. We used to Finite Elemental Method of simulation tool, and improved optimal insulating design of insulating Aramid according to calculated those.

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문제 정의

본 논문에서는 특히 전기기관차용 절연지로 사용되고 있는 아라미드계 절연지를 코팅용 바니시 폴리부타디엔 수지를 사용하여 양면 코팅시료를 견인전동기 고정자 성형과정과 동일한 조건으로 설정하여 절연지와 코팅 전 시료의 전기적 특성올 비교 연구하기 위하여 전계에 따른 전계분포도, 체적고유저항 온도의존성 실험 결과를 유한요소법을 기본으로 한 FEMLAB 3을 사용하여 차량용견인전동기의 절연체에서 고장방지를 최소화하고 안정적인 운용 및 신뢰성을 확보하기 위한 결과를 소개한다. [2]

제안 방법

4. 10분 후에 도전율, 전계 및 온도의존성을 표면윤곽선과 유선 및 화살표로 확인하였다.
본 연구에서는 견인 전동기용 절연지로 사용되고 있는 아라미드계 절연지와 바니시 코팅 절연지와 코팅 전, 후 시료의 전기적 특성을 비교 및 연구하기 위하여 전압에 따른 실제 체적고유저항을 측정한 실험값을 유한요소법이 기반인 컴퓨터응용공학 설비인 FEMLAB 3에 적용해 시뮬레이션 하였다.
단면도이다. 본 전극은 연면방전방지를 위해 구리에 에폭시를 몰딩했으며 축대칭모형으로 해석시간을 단축해서 시뮬레이션하기 위해 실제 모형에 1/2 크기로 설정하였다. 그림(a)는 아라미드 절연지 0.
방정식이다. 이번 조사에서는 외부온도변위요소를 배제하고 열전도율과 밀도의 변화를 SI단위계로 설정하였다. 또한, 아라미드 절연지의 시간, 온도 및 전압에 따른 실제 체적고유저항을 수치해석프로그램인 MATLAB 6.
전압과 온도에 의한 현상을 연구하기 위해서 SI단위계로 비유전율(%), 도전율(勿, 밀도(p), 열전도율(k)을 적용하였다. 그림 1은 바니시 코팅한 형상의 평면 전면도이다.
5[皿1]를 그림(b)는 상, 하로 바니시 코팅을 1[師]로 설정하였다. 주로 전기기기 모터에서 사용하는 수지인 절연 바니시를 코팅하여 내열성 및 전기적 절연특성을 향상시켜 설계하였다.
표 2에 아라미드 절연지 0.5[皿1]와 상, 하로 바니시 를 코팅한 형상에서 전도율과 전계 최대값을 비교하였다. 아라미드 절연지 내부전계를 조사한 결과 온도와 전압을 인가하였다.

데이터처리

이번 조사에서는 외부온도변위요소를 배제하고 열전도율과 밀도의 변화를 SI단위계로 설정하였다. 또한, 아라미드 절연지의 시간, 온도 및 전압에 따른 실제 체적고유저항을 수치해석프로그램인 MATLAB 6.5를 사용해 실험값을 보간하여 시뮬레이션 하였다.

성능/효과

1. 아라미드 절연지 0.50皿]와 바니시 코팅시료 2.5[血를 비교 시 코팅시료는 구리전극 내, 외부 1-2[飾]에서 곡률반경으로 인한 온도에 따른도전율이 높아지는 것을 수직면 전계 분포도에서 표면윤곽선으로 확인하였다.
2. 실제 체적고유저항을 MATLAB 6.5와 연동해서 보간 시에 바니시코팅은 고전 저온영역에서도 전율이 증가하는 온도의존성을 확인하였다.
3. 아라미드 절연지 0.5[皿1]와 바니시 코팅시료 2.5 [皿1]에서 두께와 전압에 따라 아라미드 내부전계가 증가하는 것을 확인하였다.
또한, 10분 후 아라미드 절연지 0.5[剛]보다 바니시를 코팅한 경우에는 500[V] 22[°C]와 100[V] 22[们 에서 온도, 전압에 따른 도전율이 상대적으로 높아지는 것을 확인하였다.

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