Evaluation of Electrical Degradation in Epoxy Composites by DC Dielectric Breakdown Properties

DC 절연파괴 특성을 이용한 Epoxy 복합체의 전기적 열화 평가

The dielectric breakdown of epoxy composites used for transformers was experimented and then its data were simulated by Weibull distribution probability. As a result, first of all, speaking of dielectric breakdown properties, the more hardener increased the stronger breakdown strength at low temperature because of cross-linked density by the virtue of ester radical. And the breakdown strength of specimens with filler was lower than it of non-filler specimens because it is believed that the adding filler forms interface and charge is accumulated in it, therefore the molecular motility is raised, the electric field is concentrated, and the acceleration of electron and the growth of electron avalanche are early accomplished. In the case of filled specimens with treating silane, the breakdown strength become much higher since this suggests that silane coupling agent improves interfacial combination and relaxs electric field concentration. Finally, from the analysis of weibull distribution, it was confirmed that as the allowed breakdown probability was given by 0.1%, the applied field value needed to be under 21.5MVcm.

변성기용 절연 재료로 사용되는 에폭시 수지를 시료로 선정, 5종의 배합비로 제작한 시편에 대해 절연 파괴 실험을 하며, 얻어진 데이터를 와이블 분포식을 이용, 경년 열화(經年劣和) 데이터의 통계 처리 방법을 제안하였다. 경화제 비율이 증가하면 에폭시 경화물의 에스터화로 인해 가교 밀도가 증가함으로써 저온에서의 파괴 강도가 높아졌으며, 유리 전이 온도(Tg) 영역인 11$0^{\circ}C$ 부근에서는 분자 운동이 활발해짐으로써 급격히 파괴 강도가 저하하였다. 또한, 충진제를 첨가한 경우 접합 계면에 전자가 가속되어 전반적인 파괴 강도는 무충진에 비해 낮게 나타났으며, 실란 처리를 한 경우에는 계면 접합 상태가 개선되어 충진제만을 첨가한 시료보다 좋은 절연성을 나타냈다. 와이블 분포의 분석으로부터 기기 절연의 허용 파괴 확률을 0.1% 이하로 낮추기 위해서는 허용인가 전계값이 21.5 MV/cm 이하가 되어야함을 알 수 있었다.