본 논문에서는 영상센서를 이용하여 유기절연물질내의 트리 열화현상을 측정할 수 있는 시스템에 관하여 논하였다. 기존의 육안관찰법으로서는 관측하는 것이 매우 어려웠던 트리형상의 변화를 화상처리 기술을 이용하므로서 트리발생 직후부터 관측할 수 있게 되었다. 실험결과, 화상처리장치는 최초로 발생된 트리에서 부터 그 진전상황을 즉각적으로 기록할 수가 있었으며 트리의 신장도, 열화면적 및 연속 화상처리 측면에서 트리의 진전특성을 고찰하였다.
영상처리 방식을 이용하여 유기 절연재료의 트리잉 열화를 측정하였다. 전통적으로 목측(가시측정)에 의한 트리현상 변화를 관찰해 왔으나 트리형상 특징과 변화를 이해하는데 정확한 측정에 어려움을 만들었다. 영상처리 시스템을 이용한 트리 측정장치를 이용하여 트리진전길이와 열화면적들의 고유특성을 영상처리 시스템을 이용하여 목측치와 거의 대등한 결과가 나오는 트리진전 영상처리 자동계측 시스템을 구현하였다.
전기트리근 절연체의 제작상태 및 운용중의 열화진단 방법으로 널리 연구되고 있다. 이러한, 전기트리 영상을 측정할 때는 일반적으로 트리패턴을 추출하는 과정을 사용한다. 하지만, 트리열화 과정의 재현성이 떨어지고 트리의 패턴이 복잡함으로 기존의 시각적 관측으로는 트리성장의 정확한 정량화가 어렵기 때문에 영상처리에 의한 실시간 처리가 제안되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 측정된 전기트리 영상을 고주파 강화필터링과 이진화 과정 등을 거쳐 최적의 분석영상으로 변환한 후, 개선된 에지검출 기법을 이용해 전기트리 영상을 분석함으로써, 트리의 실시간 계측 및 정량화, 부분방전의 패턴인식, 측정결과를 통한 절연재료의 파괴 정도를 예측할 수 있었다.
본 논문은 전력 케이블의 절연체인 XLPE 시료에 상용주파수 교류전압을 인가하였을 때, 절연열화에 의한 보이드방전 펄스신호와 AE신호 및 트리진전 특성을 검출하고 관찰하였다. 또한 XLPE 절연체의 트리 채널내 인가전압에 따라 보이드방전 펄스신호와 AE신호를 각각 관측하였다. 실험 결과 전력 케이블의 절연체인 XLPE 시료의 보이드 존재 유 무에 따른 트리진전 형상은 보이드 존재시에는 수지형으로 성장하였으나, 무보이드시에는 수초형으로 성장하였다. XLPE 절연체내의 트리진전 특성은 보이드 존재시에는 열화시간이 경과함에 따라 급격히 증가하였으나, 무보이드시에는 열화 시간이 경과함에 따라 트리의 성장 형상은 감소되는 것으로 나타났다. 전력 케이블 절연체인 XLPE의 트리 채널내 보이드방전에 의한 AE신호의 주파수 스펙트럼으로 분석한 결과, AE신호의 크기에 따라 변화되었으며 그 주파수 영역은 대략 1.0[MHz] 이하의 분포인 것으로 관측되었다.
케이블 절연파괴 사고에 관한 여러 통계에서 사고원인을 검토하여 보면, 전기트리, 열화, 침수의 순서로 발생하였으며, 전기트리에 의한 사고가 60%이상을 차지하고 있다[1]. 전기트리에 관한 억제책으로는 제조공정상의 개선, 블렌드 또는 공중합체를 이용하는 방법 또는 첨가제를 혼합하여 특성을 개선시키는 방법 등이 있다. 공정상의 개선은 어느 정도 한계에 이르렀으며, 공중합체를 만드는 것은 반응기를 수정해야 하는 어려움이 따라 활발하게 이용되지 못하고 있다.(중략)
전극들과 절연재료 사이의 결합과 고분자 절연체 내부에서 여러 가지 결함에 의한 부분 방전이 발생함으로 일어날 수 있는 절연 재료의 트리 열화를 파괴 예지할 목적으로 하였다. 부분 방전에 기인한 트리잉은 절연 재료의 파괴를 일으킬 수 있는 중요한 원인 가운데 하나다. 최근에는 절연 파괴 예지와 절연 재료의 열화 진단을 하는 방법이 중요하게 되었다. 연구 목적은 자동 계측 시스템을 사용하여 인가전압 11[kV], 인공적인 침상보이드(1.5[mm])을 지닌 고분자 절연체 내부에서 음향 방출시스템과 프랙탈 차원을 사용하여 트리 현상을 관찰하였다. 따라서 본 논문에는 최소자승법에 의한 회귀분석을 사용하여 위상각-음향방출 펄스크기-열화시간 양상과 위상각-음향방출 펄스수-열화시간과 프랙탈 차원의 관계를 통하여 파괴가 발생하기 전의 파괴 예지법으로 사용하였다.
본 연구는 초음파 측정법을 사용하여 부분방전에 의한 에폭시 몰드형 전력변압기의 열화상태을 진단하기 위해 에폭시수지의 트리진전에 초음파신호를 분석하였으며, 또한 열화시간에 따른 트리길이, 방전전하량 및 초음파 펄스수의 특성을 조사하였다. 실험 결과, 애폭시수지에 발생된 트리는 수지령이면, 인가전압 16[kV]에 대한 트리 길이 및 트리 폭의 평균성 장률은 각각 0.014 및 0.026[mm/min] 이였으며, 20[kV]의 경우 이들 값은 각각 0.032 및 0.063[mm/min]으로 더욱 증가된 것으로 나타났다. 열화중기 이후 트리가 성장함에 따라 초음파 펄스수 및 부분방전 전하량은 급격히 증가된 것으로 나타났다. 그리고 초음파 펄스수는 방전전하량에 비례하여 증가되었다. 또한 몰드형 전력변압기의 초음파 측정시 기본 데이터를 얻기 위해 초음파 발진 및 수신장치를 사용하여 에폭시수지에 대한 초음파신호의 감쇄, 시간지연 및 지향특성도 조사하였다.
폴리에틸렌과 에폭시 수지계 고분자 정연재료에서 발생하는 전기트리 열화 및 절연파괴 현상에 대해 연구하였다. 침-평판 전극구조를 갖는 블럭상 시편에 전기적 응력을 가하고 침 선단에서 발생하는 전기트리를 관찰하였다. 저밀도 폴리에틸렌에서 발생하는 전기트리 형상은 밀도가 매우 높은 부시상이었으며, 가교 풀려에틸렌에서는 가지형 전기트리가 관찰되었다. 에폭시 수지 에서는 첨가제 SN의 함량과 온도가 증가함에 따라 절연파괴 강도는 감소하였으며 전기트리는 더욱 복잡해졌다. 가교밀도가 높아 딱딱한 DGEBA/MDA 에폭시 수지계에서는 전도성 트리 경로 주위에 일련의 부채꼴 크랙이 관찰되었다.
전력용 케이블은 전선로의 지중화 추세에 따라 사용이 증가하고 있다. 케이블 절연체의 경우 장기간의 전압인가에 의해 열화 및 절연파괴 된다. 전력용 케이블의 절연파괴시 발생하는 사회/경제적 문제는 매우 심각한 것으로 알려져 있다. 절연체의 열화에 영향을 주는 요인은 매우 복잡하지만 그중에서도 전기트리 열화에 의한 파괴는 비교적 두꺼운 고체 유전체인 경우에 절연파괴 사고의 주된 원인이 되고 있다. 전기트리의 개시나 진전시 부분방전이 발생하므로 부분방전의 검출에 의해 전기트리의 발생 및 진전 양상을 관측할 수 있고 부분방전의 해석에 의해 절연재료의 잔여 수명을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 고전압 전력용 케이블 절연재로써 광범위하게 사용되고 있는 저밀도 폴리에틸렌 시편에서의 전기트리 진전 양상을 비파괴 진단 기법에 의하여 검출하고자 내부 부분방전을 관측/해석하였다.
초고압 XLPE(가교 폴리에틸렌) 절연 케이블의 절연사고를 방지하기 위해서는 여러열화 조건하에서 절연체의 수명을 예측하는 것과 아울러 절연체(XLPE)의 성능향상을 모색하는 것이 바람직하다. 이러한 노력의 일환으로 절연재료의 열화현상을 화학반응의 법칙으로 가정한 Arhenius 모델과 같은 열화이론이 확립되어지고 있다 하지만, 실제 케이블을 만드는 과정에서 절연체의 성형 조건에 따른 절연 성능 평가와 관련된 연구는 그렇게 많지 않다. 본 연구에서는 XLPE의 성형 조건(가교, 건조, 냉각)에 따른 화학적 물성의 변화와 절연성능 사이의 상관관계를 알아보기 위해 LDPE에 가교제(DCP)를 첨가한 컴파운드를 이용해 만든 몰드 시편의 물성을 DSC, 가교도 분석 및 전기 트리 개시 전압을 측정해 살펴보았다. 그 결과 가교나 건조 조건에 비해 냉각 조건에 따른 가교 폴리에틸렌의 결정화도가 트리 개시전압에 보다 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.