異種매질 중 압력변화에 따른 고체유전체의 沿面絶緣性 評價 = Assess Breakdown Characteristics of Surface Discharge according to the Pressure Variaition of Solid Dielectrics in Different Media

국문 초록 (Abstract)

산업사회의 발달과 더불어 신뢰성 높은 양질의 전기에너지의 운전 및 유지보수의 간편화, 계통 운용의 신뢰성, 안전성 확보가 절실히 요구되고 있다. 따라서 절연특성이 매우 우수한 SF6 Gas를 절연재료로 사용하는 전력기기의 사용이 증가되고 있다. 또, 현대사회가 첨단과학의 이기를 갈망하고 있으므로 현재보다 더 많은 전기 에너지를 필요로 하고 있다. 동시에 도시의 공간을 활용하는 효율적인 면에서 전력기기들의 소형화 및 고 신뢰화가 시도되고 있다.
SF6 Gas를 적용하는 전력설비는 공급범위가 확대되면서, SF6 Gas가 온실가스를 배출하는 물질로 지정되어 점차 그 사용을 줄이거나 금지해야 하는 실정이다. 그래서 SF6 Gas를 대체할 친환경적인 절연매체의 개발이 절실히 요구되고 있는 현실이다. 이에 본 연구는 모의 GIS 내에서 혼합가스의 압력 및 갭 변화에 따른 전원별 연면절연특성을 究明하였다. 그리고 배전급과 송전급 전력설비에 적용하기 위하여 혼합가스와 SF6 Gas의 연면절연특성을 비교 평가하였다.
또한, 본 논문은 절연가스 내의 불평등전계하에서 연구한 고체절연물의 기본적인 연면방전특성에 대하여서도 기술한다. 모의 GIS 내에서 SF6 Gas와 친환경 가스인 N2/O2 혼합가스를 동일한 조건에서 실험하였다. 실험을 통하여 연면파괴전압에 대해서도 연구한 결과 가스의 압력이 증가함에 따라 매질효과에 의해서 연면절연파괴전압과 전계강도가 증가하는 경향을 보였다. 고체의 두께에 대한 연면절연파괴전압의 증가율에 대해서도 연구한 결과 연면절연파괴전압에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With the improvement of industrial society, the high quality electrical energy, simplification of operation and maintenance, ensuring reliability and safety are being required. As a result, a power facility using high pressure SF6 gas excellent in insulation characteristics, is increasing and being established and operated domestically and internationally.
Also, we request urgently change a SF6 for an environment friendly gas insulation material. In this paper the experiments of surface flashover characteristics by pressure and gap change of N2/O2 mixture gas in model GIS(Gas Insulated Switchgear) were described. And assess of surface flashover characteristics about N2/O2 mixture gas and SF6.
Also, this paper describes the fundamental surface flashover characteristics of solid dielectric under non-uniform field in insulation dielectric gases. SF6 as conventional gas in Gas Insulated Switchgear(GIS) and environmentally friendly gases; N2/O2 mixture gas are used in the same experimental conditions. Surface flashover voltage is found out and sorted. These results are getting higher as increasing the gas pressure according to the medium effect. By researching the increasing rates of surface flashover voltage as following the solid dielectric thickness, it reveals that the thickness also affects the surface flashover voltage.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론
• 1.1 연구배경 1
• 1.2 관련기술 연구동향 6
• 2. 관련이론
• 2.1 N2:O2 혼합가스 14
• 2.2 건조공기(Dry-Air, DI)
• 2.1.1 공기의 성질 20
• 2.1.2 건조공기와 습공기 22
• 2.3 SF6 Gas
• 2.3.1 SF6 Gas의 기본 물성 25
• 2.3.2 SF6 Gas의 전기적 특징 28
• 2.3.3 SF6 Gas 섬락 특성 30
• 2.4 고체의 연면방전
• 2.4.1 연면방전의 분류 34
• 2.4.2 불평등전계형의 연면방전 35
• 2.4.3 평등전계형의 연면방전 37
• 2.5 각종 절연물 수지의 물성비교 40
• 2.6 테프론(teflon) 41
• 2.7 폴리에틸렌(polyethylene) 45
• 2.8 베이클라이트(bakelite) 47
• 3. 실험장치 및 방법
• 3.1 N2/O2 혼합비 및 모의공기의 전극형태별 절연특성 49
• 3.2 건조공기(Dry-Air)의 제조 56
• 3.2 연면방전 절연특성 58
• 4. 연구결과 및 검토
• 4.1 N2 / O2 혼합비에 따른 절연특성 61
• 4.2 각종 절연기체 중의 연면방전특성
• 4.2.1 수직형 연면방전특성 67
• 4.2.2 수평형 연면방전특성 73
• 4.3 절연매질에 따른 고체절연물의 연면방전특성
• 4.3.1 SF6 Gas 87
• 4.3.2 N2:O2 혼합가스 90
• 4.4 SF6에 상응하는 친환경 절연매질의 절연성평가 96
• 5. 결 론 99
• 참 고 문 헌 105
• Abstract 107
• 부 록 111