• 제목/요약/키워드: 절연파괴시험

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시아노에틸화한 폴리비닐알콜의 표면사이징에 따른 종이의 유전적 성질 향상

  • 서만석;이학래
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2001년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.89-89
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    • 2001
  • 종이는 목재섬유와 물의 현탁액을 스크련을 통해 균일하게 분산시킨 판상섬유 제품 으로서 가격이 저렴하고, 열, 전기절연성, 필터기능, 난연성 및 폐기성이 우수하여 다양한 분 야에서 활용되고 있다. 특히 최근에는 종이의 고부가가치화, 차별화를 위하여 내열성, 전기 절연성, 내수성, 기계적 특성, 내약품성, 생체적응성을 지닌 다양한 기능지가 개발되어 식품, 전기, 전자, 건축, 화학, 의료 관련 산업에 있어서 주요 재료로 이용되고 있다. 특히 전기, 전 자산업 발전과 더불어 전기절연성이 우수한 종이의 역할과 수요는 크게 증대되고 있으며 산 업발전의 핵심적인 제품으로서 자리매김을 하고 있다. 하지만 국내의 경우 전기절연지와 관 련된 제품 및 생산기술 부족으로 전량을 수입에 의존하고 있는 실정이며, 그 수입량은 앞으 로 전기 및 전자 산업의 발전으로 인해 더욱 증가할 것으로 예상된다. 이러한 수입의존성을 극복하기 위해서는 전기절연지와 관련된 제품개발 및 생산기술에 관한 연구가 시급히 요청 되고 있다. 이러한 기술의 국산화는 수입 대체 효과 뿐만 아니라 관련 산업의 발전에도 기 여할 수 있을 것으로 예상되며 수출산업으로 성장할 수 있을 것으로 예상된다. 종이의 전기적 성질은 유전상수, 유전손실율과 같은 유전적 특성과 전기저항, 절연 파괴강도의 기계적 특성으로 구분할 수 있다. 종이의 전기적 성질 가운데 유전율은 전기장 에 대한 종이의 물리화학적인 반응으로 일반적으로 종이의 밀도와 종이를 구성하는 성분의 쌍극자 모멘트에 비례하며 온도에 따라서도 변화한다. 일반적으로 온도가 상승하면 열에너 지를 얻게된 쌍극자가 전기장에 배열됨으로써 유전율이 상승하지만 온도가 유리전이점 이상 으로 높아질 경우 열적 교란에 의해서 분극 능력이 감소하게 되어 유전완화 현상이 나타난 다. 전기절연지로 사용될 종이의 절연특성을 이해하기 위해서는 사용환경에 따른 유전적 특 성 및 tan$\delta$에 관한 연구가 펼요하다. 본 연구에서는 종이의 유전특성을 개선하기 위해서 펼름형성능력이 우수한 polyvinyl alcoholCPV A)과 aery lonitrile을 이용하여 시아노에틸화한 P PYA의 표면처리에 따른 종이의 유전적 특성의 변화를 검토하였다. 그 결과 PYA에 도입된 시아노에틸기에 의해 유전율을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 또 본 연구에 적용된 시험 범위에서는 온도상승에 따라 유전율이 상승하였다.

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배전용 전력케이블 시스템 포괄진단 설비 개발 (Development of Global Insulation Assessment System for Medium Voltage power Cable System)

  • 이동영
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.66-72
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    • 2003
  • 본 연구에서는 국내 배전계통에 사용 중인 전력케이블에 대한 평균열화평가시스템을 개발하였다. 절연진단의 최소한의 목적은 전력공급의 중단을 초래할 수 있는 열화 즉, 사고가능성이 논은 전력케이블을 효율적으로 선별하고 경제적으로 관리하는데 있다. 따라서 이러한 최소한의 진단 목표를 달성하기 위한 가장 효율적인 진단원리로 열화시정수법을 채택하고 감쇠전압을 측정변수로 하여 진단설비를 개발하였다. 현장적용성 시험 및 파괴강도 시험 결과 열화상태 평가결과와 파괴강도의 상관관계를 확인하였으며 본 연구를 통해 개발된 진단장치는 사고를 초래할 수 있는 열화의 효율적이고 경제적인 선별 및 관리에 유용한 설비가 될 수 있음을 알았다.

발전기 고정자 권선의 정전용량 측정을 통한 흡습 진단 방법에 관한 연구 (A Study on the Water Absorption Diagnosis Method through Capacitance Measurement for Generator Stator Windings)

  • 김희수;배용채;기창두
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권11호
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    • pp.50-57
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    • 2006
  • The water leak in water-cooled generator stator windings can generate the serious accidents such as insulation breakdown and it brings a generator to the unexpected sudden outage. Accordingly, it is important to diagnose the water absorption of them for the effective operation of power plant. Especially, the capacitance value which is measured for diagnosis is very small so the special diagnosis methods like stochastic theory are needed. KEPRI developed the water absorption test equipment and diagnosis technology for them. The developed diagnosis technology is applied to the real system and the results of water absorption test for stator windings are agreed to them of water leak test.

$Ni-BaTiO_3$ MLCCs에 대한 복합 가속 열화 시험 및 고장 분석 (Multiple accelerated degradation test and failure analysis for $Ni-BaTiO_3$ MLCCs)

  • 김정우;김진성;이희수;강도원;김정욱
    • 한국결정성장학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.102-105
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    • 2009
  • $BaTiO_3$ 입자 크기가 MLCCs의 절연 특성 및 MLCCs 특성 열화에 미치는 영향을 알아보기 위해 서로 다른 입자를 사용하여 제작한 MLCCs의 가속열화시험을 $150^{\circ}C$, 75 V조건에서 실시하였다. 실험에 사용된 MLCCs는 각각 $0.525{\mu}m$, $0.555{\mu}m$, $0.580{\mu}m$의 입자 크기를 가지는 $BaTiO_3$와 Ni계 전극을 사용하여 상용화된 공정을 통해 제조되었다. 제조된 MLCCs에 대해 정상 유무 확인을 위해 X5R조건 하에서 TCC(Temperature Coefficient of Capacitance) 측정을 통해 유전 변화율에 대해 알아보았다. 세 가지 입자 크기에 따른 절연저항의 거동을 알아보기 위해 BDV(Breakdown Voltage)를 실시하였고, 가속열화시험 후 입자의 크기에 따른 MLCCs 열화의 정도와 원인을 알아보기 위해 XPS(If-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 고장분석을 하였다. $BaTiO_3$의 입자 크기가 작을수록 절연파괴저항 및 절연저항 열화에 우수한 특성을 나타내었고, XPS 분석 결과 확인된 NiO peak과 $BaTiO_3$ peak 감소를 통해 MLCCs 열화원인이 유전체의 산소 환원과 환원된 산소와 전극간 반응임을 알 수 있었다.

배전케이블 열화진단 장치의 현장적용성 평가 (Field Applicability Assessment of Degradation Diagnosis System for Distribution Power Cables)

  • 이재봉;김동명;송일근;김주용;김숙철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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    • pp.1131-1134
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    • 2003
  • 이 논문은 현재 국내에서 사용하고 있는 배전용 케이블 열화진단장치인 완화전류 측정장치의 진단기준 개선을 위한 것이다. 현재까지 사용되던 직류 고전압을 이용한 누설전류 측정법을 대체하기 위해 사용되는 완화전류 측정장치는 국내 배전선로에서 수년간 현장적용을 실시하여 많은 케이블을 교체하였다. 하지만 완화전류 측정을 통해 교체한 케이블의 상태에 대해서는 검증되지 않은 상태이므로 완화전류 측정을 통한 교체기준이 국내 케이블에 적절한지 확인할 필요가 있다. 이는 케이블 유지보수에 있어서 중요한 사항으로서 교체기준이 부적절할 경우 열화진단을 통한 고장방지 목적을 달성할 수 없거나 건전한 케이블을 교체하여 불필요한 예산을 낭비하는 원인이 된다. 본 논문에서는 현장운전중인 선로를 선택하고 열화된 케이블의 절연성능 향상을 위해 실리콘을 주입하였다. 그리고 실리콘 처리후 케이블의 운전시간에 따른 열화진단 결과와 케이블 절연파괴강도를 비교하여 진단장치의 신뢰성을 검증하고자 하였다. 이것은 1년 동안의 현장시험 결과를 정리한 것이다.

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CT포화에 의한 345kV 지중선로 보호계전기 오동작 사례 (Protective Relay Malfunction Of 345kV Underground Transmission Line Due to CT Saturation)

  • 전명렬;오세일;김정운;김기일
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.25-26
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    • 2008
  • A, B 변전소간에 345kV 지중선로 4회선으로 Loop 운전 중 1개의 지중선로에 절연파괴 고장이 발생하였으며, 이때 4개의 지중송전선로가 모두 운전정지 되는 고장이 발생하였다. 고장이 발생한 선로는 정상적으로 보호계전기가 동작하였으나, 그 외 다른 선로의 보호계전기가 오동작하여 원인규명시험을 한 결과 외부고장시 CT 포화로 인해 보호계전기가 자단고장으로 인식하여 동작된 것으로 분석되었다. 본 논문에서는 CT 포화와 관련하여 DC성분, Surge, 2차 부담 등 여러가지 조건에 대하여 고찰함으로서 향후 전력계통의 다양한 고장에 대비하는데 도움이 되기를 기대한다.

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PVC 절연재료의 가속열화에 따른 트래킹 특성에 관한 연구 (Study on the Tracking Characteristics Depending on Accelerated Degradation of PVC Insulation Material)

  • 최수길;김시국
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제31권6호
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    • pp.91-98
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    • 2017
  • 본 논문은 PVC 절연재료의 가속열화에 따른 트래킹 특성에 관한 연구이다. PVC 절연재료를 절연열화 시키기 위해 가속수명 시험방법 중 아레니우스 방정식을 이용한 가속열화실험을 진행하여 등가연수 0년, 10년, 20년, 30년, 40년 된 실험시료를 제작하였다. 그 후 KS C IEC 60112 기준에 의한 트래킹 실험을 진행하였다. 가속열화에 따른 PVC 트래킹 특성 측정 결과 염화암모늄 0.1%를 PVC 절연재료에 투하하였을 때, 트래킹은 발생하지 않았다. 하지만 트래킹 진전과정의 전류파형 및 전압파형을 등가수명 0년에서부터 40년까지 분석한 결과 절연성이 파괴되어 본 재질의 기능성을 갖지 못하는 BDB 구간까지 등가수명 0년을 기준으로 등가수명 10년의 경우 위험성 1.4배 증가, 20년의 경우 위험성 2배 증가, 30년의 경우 위험성 3.5배 증가, 40년의 경우 위험성 7배 증가하는 것으로 나타났다.

22.9[kV]이하 XLPE 전력케이블의 열 충격 시험 및 절연파괴 특성 (The Properties of Dielectric Breakdown and Thermal Stresses below 22.9[kV] Class XLPE Power Cable)

  • 김영석;송길목;김선구
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.54-60
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    • 2008
  • 2002년부터 시행되어오고 있는 제조물 책임법에 의해 사고케이블의 원인분석과 사고패턴에 대한 데이터베이스화가 중요하다. 더욱이 가속열화상태에서 전력케이블 사고의 패턴 및 모의실험은 데이터베이스 시스템 구축에 필요하다. 본 논문에서는 열 열화 따른 22.9[kV]이하 케이블의 열 충격시험을 수행하였다. 이 시험은 IEC60811-3-1에 따른다. 시험결과로부터, 22.9[kV]급 A사 전력케이블은 표면이 변색되었고 길이방향으로 급격하게 감소되었다. 특히, A사 전력케이블의 열 중량 특성이 심하게 변함에 따라, 케이블 제조상의 문제일 것이라 추측된다. 만약 전력케이블의 제조상의 결함에 의한 것이라면, 피해자들은 PL환경 하에 손해배상을 받을 수 있을 것이다.

고온고습 전압인가(Biased HAST) 시험에서 인쇄회로기판의 이온 마이그레이션 불량 메커니즘 (Ion Migration Failure Mechanism for Organic PCB under Biased HAST)

  • 허석환;신안섭;함석진
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.43-49
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    • 2015
  • 전자 제품의 경박 단소화 및 고집적화가 이루어 지면서 반도체 칩뿐만 아니라 유기 기판도 고집적화가 요구되고 있다. 본 연구는 인쇄회로기판의 미세 피치 회로에 대한 고온고습 전압인가 시험을 실시하여 불량 메커니즘을 연구하였다. $130^{\circ}C/85%RH/3.3V$$135^{\circ}C/90%RH/3.3V$ 시험조건에서 고온고습 전압시험(Biased HAST)의 가속 계수는 2.079로 계산되었다. 불량 메커니즘 분석을 위하여 집속이온빔(FIB) 분석이 이용되었다. (+)전극에서는 콜로이드 형태의 $Cu_xO$$Cu(OH)_2$가 형성되었으며, (-)전극에서는 수지형태의 Cu가 관찰되었다. 이를 통해 $Cu^{2+}$ 이온과 전자($e^-$)가 결합한 수지상 Cu에 의해 절연파괴가 일어난다는 것을 확인하였다.

수냉각 발전기 고정자 권선의 건조 과정 분석을 통한 누설 및 흡습 예측 진단에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Prediction and Diagnosis of Leakage and Water Absorption in Water-Cooled Generator Stator Windings by Drying Process Analysis)

  • 김희수;배용채;이욱륜;이두영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권9호
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    • pp.867-873
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    • 2010
  • 수냉각 발전기 고정자 권선에서의 냉각수 누수 및 흡습에 의한 절연파괴 손상사례가 국내 및 국외에서 자주 발생되고 있다. 이러한 사고는 막대한 경제적 피해뿐만 아니라 전력의 안정적 공급 측면에서 매우 심각한 계통 사고로 연결될 수 있다. 특히 국내 발전기는 15년 이상 운전되어 열화가 진행된 발전기가 50% 이상이며, 계획예방정비 기간 중에 권선에서의 누설 및 흡습 권선이 종종 발견되고 있다. 기존에는 누수 시험 전 과정인 권선 건조 과정을 무시한 채 누수 시험 결과만으로 권선 누설 여부를 진단하였으나 본 논문에서는 누수 시험을 위한 준비 단계인 진공 건조 시의 권선 내부의 진공도 패턴 분석을 통해 권선 누설 및 흡습 여부를 예측진단할 수 있는 방법을 실험적으로 증명하였다.