Dry air 중에서 고체절연물의 연면방전특성 연구 :Surface Discharge Characteristics for Solid insulator of Dry air

강병칠

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자료유형: 학위논문

저자정보: 강병칠 (영남대학교, 영남대학교 대학원)

지도교수: 박원주

발행연도: 2015

저작권: 영남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (5)

2015

Dry air 중에서 고체절연물의 연면방전특성 연구

강병칠 전기공학과 2015.01 학위논문

Dry Air 중의 준평등전계에서 노점과 고체절연물 재질에 따른 수평연면방전 특성 연구

강병칠 , 석정후 , 민경준 외 3명 조명·전기설비학회논문지 2015.01 학술저널

2014

Dry Air 중의 준평등전계에서 노점에 따른 수평연면방전특성 연구

강병칠 , 석정후 , 권영학 외 3명 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 2014.05 학술대회자료

2013

Dry Air 중의 준평등전계에서 고체절연물에 따른 수평연면방전특성 연구

강병칠 , 민경준 , 배성우 외 2명 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 2013.11 학술대회자료

2012

Dry-Air 중의 준평등전계에서 고체절연물 종류에 따른 연면방전특성 연구

강병칠 , 민경준 , 이광식 외 1명 대한전기학회 학술대회 논문집 2012.05 학술대회자료

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SF6가스 사용이 교토의정서에 의하여 제한됨에 따라 이를 대체할 수 있는 절연매질에 관한 연구가 진행되고 있다. 이 중 Dry Air를 절연매질로 사용하는 친환경가스절연개폐장치(EGIS)가 국내?외에서 크게 각광받고 있다. 그리고 이러한 장치에서 고체절연물은 전기적인 절연에 중대한 역할을 한다. 하지만 고체절연물이 사용됨에 따라 삼중점이 발생한다. 이는 연면절연성을 감소시키는 원인으로 연면방전이 개시되는 지역으로 알려져 있다. 따라서 본 논문에서는 연면절연성을 향상시키기 위해서 Dry Air 노점 변화 그리고 단일 고체절연물의 수직 및 수평 연면방전 특성과 적층한 고체절연물의 연면방전특성에 관하여 연구하였다. Dry Air의 노점이 낮아질수록, 단일 고체절연물의 유전율이 낮을수록 수직 및 수평 연면방전전압은 상승했다. 또한 고체절연물의 직경이 클수록, 두께가 두꺼울수록 수직 및 수평 연면방전 전압은 상승했지만, 고체절연물의 직경변화 보다 두께변화가 연면방전전압에 더 많은 영향을 미치는 것을 확인하였다. 그리고 3개의 층으로 동일한 고체절연물을 적층할 경우 연면방전특성은 단일고체절연물의 연면방전특성과 유사하였으며, 적층한 고체절연물의 Middle Part의 두께가 Top, Bottom Part의 두께보다 두껍고, Middle Part의 유전율이 Top, Bottom Part의 유전율보다 작을 때 연면방전전압은 상승하였다. 따라서, 이와 같이 적층을 하면 연면절연성을 향상 시킬 수 있을 것으로 생각한다. 또한 적층한 고체절연물 표면에 매질의 압력이 증대되면 매질효과로 인해 연면방전전압이 상승하였다. 이러한 결과는 Dry Air를 절연매질로 사용하는 전력설비 중 연면방전이 일어날 가능성이 있는 설비의 SF6 가스를 대체해야 하는 154 kV 급 GIS 개폐장치의 내부 도체 및 외함 사이의 절연매체와 22.9 kV 급 차단기 및 개폐기의 절연매체로서 활용할 수 있는 Dry Air를 사용하는 전력장치 중 연면방전이 일어날 가능성이 있는 장치의 절연설계 시 연면절연성을 향상시키는 유용한 기초자료가 될 것이다.

Since the listing of sulfur hexafluoride (SF6) gas in the Kyoto Protocol as one of the gases subject to monitoring, there have been studies on an insulation medium that can substitute for this greenhouse gas. The Environmentally-Friendly Gas Insulated Switchgear (EGIS), which uses dry air as the insulation medium in the quasi-uniform Electric Field, has drawn great attention at home and abroad. Within this kind of apparatus, a solid insulator plays a critical role for electrical insulation. With the use of a solid insulator, however, a triple junction takes place. It is known that an area where surface discharge is initiated is the cause for reducing surface insulation. To improve surface insulation, therefore, this study investigated changes of dew point in the dry air, vertical & horizontal surface discharge characteristics of a single solid insulator, and surface discharge characteristics of a laminated solid insulator. As the dew point in the dry air decreased, and the single solid insulator’s permittivity declined, both vertical and horizontal flashover voltages increased. As the solid insulator became broader and thicker, in addition, both vertical and horizontal flashover voltages increased. In terms of influence on flashover voltage, changes in thickness were greater than changes in diameter. When a 3-layered solid insulator was laminated, in addition, it was similar to a single solid insulator in terms of surface discharge characteristics. When the middle of the laminated solid insulator was thicker than its top and bottom, and the former was smaller than the latter in terms of permittivity, flashover voltage increased. Therefore, it appears that this kind of lamination would enhance surface insulation. When medium pressure increased on the laminated solid insulator’s surface, flashover voltage increased due to medium effects. These results will be useful data for the improvement of surface insulation at the insulation design of an apparatus that has the possibility of surface discharge among the dry air-based electrical devices that could be used as an insulation medium between the conductor and enclosure of 154kV GIS, as this should substitute for the SF6 of a facility that has the possibility of surface discharge. It may also substitute for insulation medium of 22.9kV circuit breaker and switchgear among those power facilities that use dry air as the insulation medium.

#건조공기 #방전전압 #고체 절연체 #노점 #수직연면방전 #수평연면방전

1. 서 론 1
1.1 연구의 배경 및 목적
1.2 논문의 구성
2. 연면방전과 절연파괴
2.1 공기의 특성
2.1.1 공기의 성질
2.1.2 건조공기와 습공기
2.1.3 절연물의 종류
2.2 연면방전
2.2.1 불평등전계형의 연면방전
2.2.2 평등전계형의 연면방전
2.3 복합유전체의 절연파괴
2.3.1 기체와 고체유전체
2.3.2 코로나 방전의 형
2.3.3 연면 방전
2.2.4 고체유전체의 절연파괴
2.4.1 도체와 절연체
2.4.2 고체유전체의 전기전도
2.4.3 고체유전체의 절연파괴현상
2.4.4 절연파괴에 미치는 제원인
3. 실험장치 및 방법
3.1 실험장치
3.2 실험방법
3.2.1 수직 연면방전
3.2.2 수평 연면방전
3.2.3 적층한 고체절연물
4. 실험결과 및 검토
4.1 고체절연물의 수직 연면방전특성
4.1.1 Dry air 노점에 따른 고체절연물의 수직 연면방전 특성
4.1.2 고체절연물 재질에 따른 수직 연면방전특성
4.1.3 고체절연물 형상에 따른 수직 연면방전특성
4.2 고체절연물의 수평 연면방전특성
4.2.1 Dry air 노점에 따른 고체절연물의 수평 연면방전 특성
4.2.2 고체절연물 재질에 따른 수평 연면 방전특성
4.2.3 고체절연물 전극간 거리에 따른 수평 연면방전 특성
4.3 적층한 고체절연물의 연면방전특성
4.3.1 동일한 고체절연물 적층에 따른 연면방전 특성
4.3.2 Middle part의 고체절연물 변화에 따른 연면 방전 특성
4.3.3 각 part의 고체절연물 두께변화에 따른 연면 방전 특성
5. 결 론
참 고 문 헌
국 문 요 약
영 문 요 약

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