[논문]전력케이블용 가교 폴리에칠렌과 반도재료의 전기적 특성

백광현; 이경용; 이관우; 최용성; 박대희

전력케이블용 가교 폴리에칠렌과 반도재료의 전기적 특성
Electrical Characteristics of XLPE/Semicinductor Sheet for Power Cables 원문보기

백광현 (원광대학교 전자재료공학과) , 이경용 (원광대학교 전자재료공학과) , 이관우 (원광대학교 전자재료공학과) , 최용성 (원광대학교 전자재료공학과) , 박대희 (원광대학교 전자재료공학과)

In this paper, we researched the dielectric properties and voltage dependence on slice XLPE sheet from 22[kV] and 154[kV] power cable. studied effect for impurities and water for semiconductive shied through a dielectric properties experiment to estimate performance of insulating material in power cable. Capacitance and $tan{\delta}$ of 22[kV], 154[kV] were 52/42 pF and $7.4{\times}10^{-4}$, $2.1510^{-4}$, respectively. In these results, the trend was increased with the increase of temperature. The $tan{\delta}$ of XLPE/semiconductive layer and XLPE/water/semiconductive layer were increased as compared with that of XLPE. dielectric properties reliability of $tan{\delta}$ was small.

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문제 정의

유전특성은 tan6와 온도 의존성 등이 요구되고 있다. 본 논문에서는 22 [kV] 급과 154 [kV]급의 XLPE의 유전특성을 평가하였다. 그림 1은 압력 3 [N/c硏와 온도 27 [℃]에서 유전 특성의 전압의존성을 타나태고 있다.
본 논문에서는 계면을 갖는 XLPE 시이트의 전기적 특성을 평가하여, 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 논문에서는 케이블의 절연체로부터 시이트를 제작하여 유전특성을 조사하고, 반도전층 및 물을 도포하였을 경우의 전기적 특성을 각각 비교 . 검토하고자 한다.

제안 방법

본 논문에서는 22 [kV], 154 [kV] XLPE 전력 케이블의 폴리에칠렌과 반도전층을 각각 시이트로제작하고, 계면을 갖는 구조를 XLPE/반도전층, XLPE/수분/반도전층으로 준비하였다. 또한 시료의 유전 특성과 전압 의존성등을 각각 고찰하고, XLPE내의 유전손실에 의한 손실전력을 각각 계산하였다.
그림 1은 압력 3 [N/c硏와 온도 27 [℃]에서 유전 특성의 전압의존성을 타나태고 있다. 유전특성은 tan6와 정전용량을 측정하였다. 그림 1에서 알 수 있듯이 500 [V]에서 tan6는 7.
XLPE 시이트의 유전특성은 유전특성 측정 장치 (Tettex 2882)를 사용하였고, 전극구조는 평판전극의 주 전극/접지 전극/하부 전극으로 구성되어져 있으며, 시료의 가열은 주 전극 내의 히터를 사용하였다. 측정 조건으로 압력은 3 [N/cuf]인가 전압은 250, 500, 750, 1000 [V]의 범위로 하였다.

대상 데이터

22 [kV], 154 [kV] XLPE 전력케이블을 준비하고 , 케이블로부터 두께 0.4~1.2 [mm]의 범위로 XLPE 와 반도전층 시이트를 각각 제작하였다. XLPE 시이트의 유전특성은 유전특성 측정 장치 (Tettex 2882)를 사용하였고, 전극구조는 평판전극의 주 전극/접지 전극/하부 전극으로 구성되어져 있으며, 시료의 가열은 주 전극 내의 히터를 사용하였다.
2 [mm]의 범위로 XLPE 와 반도전층 시이트를 각각 제작하였다. XLPE 시이트의 유전특성은 유전특성 측정 장치 (Tettex 2882)를 사용하였고, 전극구조는 평판전극의 주 전극/접지 전극/하부 전극으로 구성되어져 있으며, 시료의 가열은 주 전극 내의 히터를 사용하였다. 측정 조건으로 압력은 3 [N/cuf]인가 전압은 250, 500, 750, 1000 [V]의 범위로 하였다.

성능/효과

1. 22 [kV]와 154[kV]의 XLPE 유전율은 2.2 정도로 계산되었고, tanSfe 2.2시渲로 측정되었으며, 154 [kV] 의 tan6는 22[kV] 에 비하여 다소 낮다. 또한, XLPE/반도전층과 XLPE/수분/반도 전 층의 tan6는 XLPE에 비하여 증가하며, 154 [kV]보다 22 [kV]에서 유전특성이 크게 증가를보이고 있다.
2. 22[kV], 154[kV] 의 XLPE, XLPE/반도전층, XLPE/수분/반도전층의 tan6는 인가전압의 증가와 함께 다소 증가하는 경향을 보였다.
5 범위에 있음을 확인하였다. 또한 계면과 물의 도포가 절연체에 존재해도 유전 특성은 큰 증가를 보이지 않고 있음을 알았다.
91 [pF]이다. 또한 인가전압의 증가와 함께 tan6는'다소 증가를 보이나, 정전용량은 일정하고, 유전율은 2.24로 계산되었다. 154 [kV] XLPE의 유전특성은 22 [kV]급에 비해서 tan6는 낮으나, 유전율은 거의 같은 값을 나타내고 있음을 알 수 있었다.
25로 계산되었다. 이 결과로 부터 154 [kV]급 XLPE의 경우에도 반도전 층의 삽입으로 tan6가 5배 정도 증가를 보이며, 유전율은 다소 증가를 나타내었다. 그러나 인가 전압의 증가와 함께 tan6와 정전용량은 XLPE 와 동일하게 나타나고 있음을 알 수 있었다.
나타내고 있다. 이결과로부터 XLPE에 비해서 tan6는 증가된 123x10-3를 나타내며, 정전 용량은 XLPE와 동일한 52.67 [pF]로 얻어졌다.
이상과 같은 결과로부터 XLPE의 tan6는 以丄 IO: 유전율은 2.2~2.5 범위에 있음을 확인하였다. 또한 계면과 물의 도포가 절연체에 존재해도 유전 특성은 큰 증가를 보이지 않고 있음을 알았다.

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