[발송배전기술사 실전문제해설] [문제09] 전력용 기기의 열화원인을 5가지 이상 들고 간단하게 설명하라

출처 - 슬라이드 플레이어(작성자: 김유민)

 

본 글은 신들의 정원 – 강화풀밭농원 (최진만 기술사)에게서 가져왔음을 알린다.

 

[문09] 전력용 기기의 열화원인을 5가지 이상 들고 간단하게 설명하라

 

1. 부분방전

절연체 내부나 절연체와 도체사이의 공극(Void)이나 이물질로부터 부분방전이 발생되어 절연체가 서서히 침식되어 간다. 국부가열이나 화학반응에 따라 Viod의 내면은 침식되고 Pit가 발생되여 Void 방전은 생성된 Pit의 앞끝까지 진전하고 다시 Pit는 성장하여 절연파괴에 이른다. 부분방전에 의한 절연체의 열화는 주로 기기를 장기간 사용함에 따라 발생된다.

 

2. 전기Tree

도체와 절연체의 접촉부에 미소한 돌기나 손상이 생기게 되면 접촉부에 높은 전계(Electric field)가 형성되고 그곳으로 부터 접지극(금속)을 향하여 절연체속을 나무가지 모양의 방전로(Electric Tree)로 성장된다. 이러한 전기Tree가 절연체 속에서 접지극에 도달했을때 절연파괴가 일어난다.

 

3. 수  분

절연체가 수분을 흡수하거나 제조과정에서 절연체 내부에 수분을 포함하게 되면 절연내력이 현저하게 저하되는데 현재는 각종 기기의 구조개선과 제조기술의 진보에 따라 기기 자체의 고유특성에는 거의 문제가 되고 있지는 않다. 다만 운영시 외부환경에 의한 열화문제가 특별하게 고려되어야 한다.

 

4. 기계력

유입변압기나, 발전기등의 권선 절연체는 장기간의 진동에 의하여 도체와 절연체 사이의 공극이 발생되고 탈락하게 되기도 하며, 절연체와 도체의 선팽창 계수가 다르기 때문에 열에 의한 팽창,수축으로 레진내의 응력,균열 및 공극이 발생되어 열화를 촉진시킬수 있다.

 

5. 빛

일반적으로 절연체는 햇빛에 노출되는 경우 자외선에 의한 화학적 특성의 변화와 적외선에 의한 열열화가 촉진된다. 이는 절연체의 고유한 특성이 변화하여 절연내력이 저하하게 되는 것이다.

 

6. 열

절연체가 장기간 동안 허용온도 이상의 높은 온도로 운전됨에 따라 열적, 화학적 변화를 일으키게 된다. 과도한 온도상승에 의한 열열화로 인하여 셀룰로우스 절연체는 기계적인 강도가 저하하여 약해지고 절연유는 전기적인 특성이 나빠져서 변색한다. 또한 열에 의한 장기간 동안의 Heat cycle로 절연체와 도체사이의 공극이 발생하여 열화를 촉진할 수도 있다.

 

 

7. 화학물질

기름속에 동이 존재하면 이것이 산화와 열화의 촉매가 된다. 운전중인 유입변압기는 절연유속에 도체의 동 및 잔류산소가 공존하고 있는 외에 비교적 유온이 높으므로 절연유는 열화하기 쉬운 조건이 된다. 또한 건식변압기는 산, 알카리, 기름, 유기용제 등에 따라 절연체가 침식되는 일이 있다.

 

[참 고]  변압기의 주된 열화의 요인

 

[참고] 유입변압기 내부이상 진단법 (무정전하에서)

 

 

검출종류	검       출       법	검    출    내    용
절 연 유 가스분석	ㅇ특정 가스성분 발생유무 ㅇ절연유 유중가스 분석기에의한화학분석 ㅇ가스감응형 반도체 소자에 의한 검출	ㅇ국부과열에 의한 절연유 절연  지 프레스보드 등의 열분해에  의한 가스발생 부분방전 아크  방전에 의한 분해가스의 발생
전 기 적 검    출	ㅇ부분방전에 수반되는 전류Pluse를 부분방전 측정기로 검출	ㅇ도체의 접촉불량  고압도체   지지절연체의 절연불량 권선절  연의 절연불량 등에 의한 부분  방전의 발생
음 향 적 검    출	ㅇ진동음 초음파 등을   압전소자로 검출	ㅇ부분방전 발생시 수반되는    초음파의 발생             ㅇ단락에 의한 권선변형  철심  변형에 의한 자외진동의 증가  이상 공진음의 발생
기 계 적 검    출	ㅇ압력변형을 외형게이지로 검출	ㅇ국부적 단락에 의한 변압기의   내부압력의 급격한 증가     ㅇ아크방전의 지속에 의한 압력   의 급격한 증가
광 학 적 검    출	ㅇ광 적외선 자외선을   수광소자로 검출	ㅇ국부과열에 의한 적외선의 발생 ㅇ 부분방전에 의한 발광    ㅇ 아크방전에 의한 발광

 

※ 외국에서는 현재 상기와 같은 진단을 행하고 있으며 이들 System을 하나의 On-line화 하기 위한 연구가 진행되고 있다.