Development of Optimum Parameters Sampling Program for Mica Capacitor Design

마이카 커패시터 설계를 위한 최적 파라미터 추출 프로그램 개발

  • Published : 2009.06.30

Abstract

In this study, ultra high-voltage (170kV AC), reliable 80pF mica capacitors for partial discharge system application were investigated. For capacitors design, Program was developed to sampling of series and parallel parameters. Mica was used as the dielectric of the capacitors. Using the conservative design rule, over 3 individual 50$\mu$m thick mica sheets with a size of 30mm$\times$35mm were used with lead foils to form a parallel capacitor element and 20 mica sheets were interleaved with lead foils to form a series stack of parallel capacitor element to meet the requirements of the capacitors. The dimension of the fabricated 80pF capacitor for 17kV AC were 90mm$\times$90mm. The high-frequency characteristics of the capacitance (C) and dissipation factor (D) of the developed capacitors were measured using a capacitance meter. The developed capacitor exhibited C of 79.5pF, had D of 0.001% over the frequency ranges of 150kHz to 50MHz, had a self-resonant frequency of 65MHz.

본 논문에서는 부분방전 시스템 응용을 위한 특 고압 80 pF (17kV AC) 마이카 커패시터를 연구하였다. 그리고 커패시터를 설계하기 위한 프로그램이 직병렬 파라미터를 추출하도록 개발되었다. 마이카는 커패시터의 유전체로 사용되었다. 30mm$\times$35mm 크키의 50$\mu$m 두께 마이카 시트가 병렬 커패시터 요소를 형성하도록 연박과 사용되었다. 20개의 마이카 시트는 커패시터의 요구에 맞추어 병렬 커패시터 요소의 직렬 스택을 형성하도록 연박으로 분리되었다. 17kV AC에 대한 제작된 80pF 커패시터의 크기는 90mm$\times$90mm이다. 제작된 커패시터에 대한 커패시턴스(C)와 손실률(D)의 고주파수 특성은 커패시턴스 메타를 사용하여 측정되었다. 제작된 커패시터는 150kHz$\sim$50MHz 주파수 범위에서 79.5pF의 커패시턴스와 0.001%의 손실률을 갖고, 65MHz에서 자기공진주파수를 가진다.

Keywords

References

  1. 신희상, 조성민, 강철, 김재철, 강동식, 조국희, "고압 회전기 부분방전 신호의 노이즈 특성 분석", 한국조명.전기설비학회 추계학술대회논문집, pp.287-290, Nov. 2007.
  2. Dong-Sik Kang, Yong-Joo Kim, Young-Ho Yun, "Evaluation of Reliability on the 6.6kV Class Ceramic Coupler for On-line Partial Discharge Measurement in Winding Machines", KIEE International Transactions on Power Engineering, Vol. 54, No. 2, pp. 69-75, Feb. 2005.
  3. T.E. Goodeve, G.C. Stone, and L. Macomber, "Experience with Compact-Mica Capacitors for Rotating Machine Partial Discharge Detection", Electrical Electronics Insulation Conference, and Electrical Manufacturing & Coil Winding Conference, pp. 685-689, September 1995.
  4. 윤대희, 황돈하, 신병철, 김용주, 이광식, "회전기 고정자 권선에서의 운전 중 절연열화 진단기법", 한국조명.전기설비학회 추계학술대회 논문집, pp.89-93, Nov. 2000.
  5. J.S. Bowers, "Characterization of Reconstituted Mica Paper for Use in High Voltage Capacitors", Electrical Insulation Conference and Electrical Manufacturing & Coil Winding Conference, pp. 303-307, October 1999.