고분자 절연재료의 혼합사용을 통한 계면의 전기적 특성 및 온도 특성을 조사하기 위하여 XLPE층 과 EPDM 층을 각각 단일층 및 이중층으로 적층하였으며, 온도는 상온에서 100 [$^{\circ}C$]까지 변환시키면서 유전정접을 측정하였다. 또한 data는 LABview를 이용하여 GPIB통신으로 받아들인 값을 평균치를 구하여 컴퓨터에 저장하였다. 측정결과 온도에 무관하게 이층구조는 단일층 사이의 값을 나타내며, 온도증가에 따라 XLPE 단일층의 변화가 크게 나타났으며, 이중층은 EPDM의 변화에 크게 의존함을 확인할 수 있었다.
본 논문은 DSP를 이용한 주상변압기 유전정접($tan\;delta$) 활선 측정기법을 제안하였다. 변압기 내부에 콘덴서를 삽입한 후 센서에 전압을 인가하고, 인가된 전압과 콘덴서에 흐르는 전류를 측정하여 본 논문에서 제안한 상호 상관 함수 기법을 이용하여 유전정접을 구하였다. 측정의 성능 향상을 위해 TMS320C31 DSP 보드를 사용하였으며 상호 상관 함수 기법을 사용하였다. 또한 노이즈 영향을 검토하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 본 연구의 검증을 위해 본 논문에서 구현한 측정장치와 Schering bridge을 사용하여 비고 실험을 하였다. 실험 결과 주상 변압기 절연진단에 충분히 활용할 수 있음을 알 수 있었다.
폴리테트라후로루에틸렌의 유전특성을 규명하기 위해 두께 100[.mu.m]를 시료로 선택하여 온도범위 30-150[.deg.C], 주파수범위 30~3*$10^{5}$[Hz]에서 유전특성과 열자격 전류를 측정하였다. 유전정접은 유리전이온도 부근에서 긴 체인의 마이크로 브라운 운동에 의한 손실로 이때 활성화 에너지는 15.18[kcal/mole]를 얻었으며 열자격전류방법에서 얻은 .betha. 피크의 활성화에너지와 거의 일치함을 확인하였다. 또한 열자격전류방법으로 게산된 유전정접의 크기도 유전특성의 초저주파에서 나타나는 값과 잘 일치됨을 확인하였다.다.
본 연구에서는 P-type Si wafer에 1000[$^{\circ}C$]의 조건에서 열산화방식으로 성장시킨 산화막($SiO_2$) 두께 3000[${\AA}$] 그 위에 APCVD방법으로 형성시킨 질화막($Si_3N_4$)의 두께 500[${\AA}$], 1500[${\AA}$]인 시료에 대하여 전기적 특징 중 유전정접 특성에 관하여 조사하였다. [1] 또한 각각의 두께에 대하여 측정 온도범위 상온${\sim}150[^{\circ}C]$ 와 인가전압 범위 1[V]${\sim}$20[V]에서 유전정접의 주파수 의존성과 온도 의존특성을 조사하고 특히 정전용량 변화에 따른 유전특성에 대하여 조사하고 변환기 소자재료 개발을 위한 기초물성을 실험한 결과를 보고한다.
고전압설비의 열화상태를 분석하기위해 현장에서 실시하는 대표적인 절연진단시험으로 절연저항, 성극지수, 유전정접, 부분방전시험이 수행되고 있다. 이들 시험중에 부분방전시험은 국부적인 열화진단이 가능하여 현재 가장 신뢰성 있는 진단방법으로 이용되고 있지만, 변압기와 케이블의 경우 우수한 절연특성으로 부분방전 발생량이 미소하고, 현장의 주변노이즈로 인하여 효과적인 측정이 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 현장진단에 적용 할 수 있고, 일반적인 절연물의 열화정도분석이 가능한 유전정접시험을 이용하여 실제 산업현장에서 측정한 고전압 변압기와 케이블의 유전손실계수의 경향성을 분석하였다.
35년 이상 동안 운전된 2대의 가스터빈 발전기(70 MVA, 13.8 kV) 고정자 권선의 절연상태를 평가하기 위해 정지중 절연진단 시험을 수행하였다. 성극지수, 교류전류, 유전정접 및 부분방전 크기 등을 측정한 결과 모두 양호하여 절연상태가 매우 건전하게 평가되었다. 유전정접이 서서히 증가하는 전압이 부분방전 개시전압과 거의 일치하며, 이 전압은 다시 제1차 전류 급증점 보다는 3 kV정도 낮게 분석되었다. 그리고 발전기 고정자 권선의 부분방전 패턴은 내부방전으로 분석되었다.
본 연구에서는 주상변압기용 절연유를 대상으로 가속 열화 실험을 수행하면서 절연유의 전기적 특성값인 유전정접과 절연유내의 금속의 양과 절연지의 분해로 생성되는 푸루푸랄양을 조사 연구하였다. 유전정접은 절연유에 변압기 구성재료가 모두 포함된 경우에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 절연유의 산화에 촉매 작용을 하는 금속의 양을 측정한 결과, 구리의 양은 열화 시간이 지남에 따라서 증가하는 것을 볼 수 있었다. 유전정접과 구리측정값을 비교하여 볼 때 구리측정값이 0.2[ppm] 이상 되면 요주의 범위에 속하는 것으로 볼 수 있다. 푸루푸랄의 양을 측정한 결과 열화시간이 지남에 따라서 푸루푸랄의 양이 증가하는 경향을 보여주었다. 본 연구 결과로 볼 때 주상변압기 예방진단기초자료로 충분히 활용할 수 있었다.
전력케이블의 절연특성은 케이블에 인가되는 stress의 종류에 따라 교류.직류.충격전압등에 대한 내전압특성과 유전율.유전정접.누설저항등의 변화로 나타나는 손실 특성으로 대별할 수 있다. 이 가운데 전력케이블의 사용여부를 판정하는 기준은 주로 내전압특성이 되기 때문에 내전압특성의 변화 원인 및 사용조건에 따른 변화경향을 개략한다.
본 연구에서는 전기적 특성, 기계적 특성, 내수성 및 내유성이 우수한 고분자 화합물로 산업용, 콘덴서절연재료용, 의료센서용 등 각종 절연재료 및 유전재료로 활용되어 지고 있는 변환기용 PET박막에 광자선을 10[Gy] 15[MeV], 30[Gy] 15[MeV], 50[Gy] 15[MeV]를 조사하여 물성분석 및 전기적 특성중 유전정접 특성에 관하여 검토하였다. 물성분석으로 X-선 회절(XRD) 분석 결과 조사량에 따라 피크의 크기가 커지므로 결정성이 더욱 좁아짐을 알수 있었으며 적외선 분광(FTIR) 측정결과로 파수 1752[$cm^{-1}$]에서는 C=O기의 신축운동 기여로 피크가 나타나며 파수 1266[$cm^{-1}$]에서 =C-O기의 신축운동기여와 그리고 1019[$cm^{-1}$]에서는 벤젠환의 진동기여로 흡수 피크가 나타남을 알 수 있었고, 전자현미경을 이용하여 800배로 확대한 시료의 파단면을 조사한 결과 결정질과 비정질 영역이 혼재하고 있는 것을 확인하였다. 유전정접 특성으로는 측정온도범위 상온에서 130[$^{\circ}C$]와 인가전압 범위 1[V]에서 20[V]를 변화시켜 각각의 조사량에 대한 PET 박막의 유전특성의 온도의존성 및 주파수 의존성에 대하여 실험한 결과 변환기 재료의 가능성을 조사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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