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8.4 Evaluation

8.4 Evaluation. Which discharge are Fatal discharge in the long term and limit in the short term the voltge life of an insulated construction . 1. 절연체에 있어서 유해한 방전을 유해하지 않은 방전과 구별하여야 함 .( 방전 patterns, 다이아그램 ) 예 ) 코로나 in air : 수백 pC 허용 .( un. 오존 , 질소화합물 )

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Presentation Transcript

  1. 8.4 Evaluation • Which discharge are Fatal discharge in the long term and limit in the short term the voltge life of an insulated construction. 1. 절연체에 있어서 유해한 방전을 유해하지 않은 방전과 구별하여야 함.(방전 patterns, 다이아그램) 예) 코로나 in air : 수백 pC허용.(un. 오존,질소화합물) 코로나 in SF6 가스 : 수 pC 보다 낮아도 허용되지 않음. (유해함) 2. 표면 방전보다 내부방전이 더 위험.(전계집중)

  2. 3. 내부 방전은 대부분의 경우에 절연체의 수명에 매우 심각한 영향을 끼친다. Voltage life : field strength, discharge magnitude, material. 8.4.1 Field Strength • 전계증가 : 방전수증가, 열화작용 : 전계에 악영향 받음. 이유) 전계가 더 높으면 절연체 내부에 pit formation이 더빨리 생기고, 더 빨리 propgation channels(전 파채널)에 도달. • 결과적으로, 전압수명은 전계에 매우 많이 영향받음.

  3. L =c/En (8.1) n : 5-20(재료의 형태,재질) L : 전압수명, E : 전계 그림 8.24 폴리에틸렌의 전압수명 그림 8.25 방전크기에 대한 전압수명. (6kV/mm 전계, PVC 절연케이블) 3

  4. 8.4.2 Discharge magnitude • 그림 8.25는 방전크기에 대한 전압수명을 나타냄. 1000pC : 매우 짦은 전압수명. 100pC : 500배 이상. 3pC : 6개월, 4kV 전계로 extrapolated(외삽법) 30-100년 예상(허용 가능한 방전크기) • 그림 8.24 : 폴레에틸렌에서 방전크기의 영향 표현. 여기서 A : 0.1pC, 노이즈 레벨, 방전 free. B : 1pC. C : 10pC. D : 100pC.

  5. 그림 8.24 커브 : 일반적 추세, 실제 실험값 아님. • life curve 후 브레이크다운이 일어난다고 보증 할 수 없음. inclusions(불순물), contamination(오염), 전극의 protrusions(돌출부) : 브레이크다운을 잘 일어나게 함. 8.4.2.1 허용가능 방전크기 표 8.1 : 폴리에틸렌, rubber, epoxy resin 등 합성재료 의 허용가능 방전크기 나타냄.

  6. Permissible discharge magnitude (pC) Operating stress (effective voltage) (kV/mm) ≤ 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 ≥4.0 No discharge test required 100 30 5 1 At least 1pC additional overvoltage tests are required Table 8.1 Global values for synthetic materials

  7. 허용가능 방전크기 : 전계 증가에 따라 급속하게 감소, 전계 의존성이 큼을 의미. • 광범위한 실험을 통하여 판명될 실제값은 표1과 다르 겠지만, 일반적 경향은 여전히 같을 것이다. 8.4.3. Materials(재료) • 허용가능한 방전크기 : 절연재료의 안정성에 많이 의존. Mica(운모) : 기기절연에 사용.(little resin) 표 8.2 : 3-5kV/mm 공칭전계, 허용가능한 방전큼. (합성수지와 현저한 차이) • 유리, porcelain(자기) : 10000pC, 나쁜기후, 큰표면방전 : 절연파괴가 거의 일어나지 않음.(훨씬더 안정)

  8. Measured discharge magnitude (pC) Evaluation permissible Limits the voltage life;machinebar to be replaced at the next overhaul Breakdown to be expected in a short time, immediate replacement required 1000 10000 100000 Table 8.2 The use of mica as a dielectric`

  9. 8.5 Specifications • 부분방전 특성, 전압수명 : 확증할 수 있는 단순한 상관관계 없음. • 절연평가 : Formal test specifications에 의존. 1. 다양한 specifications 아래에서 많은 specimens(견 본)이 나옴. 2. 많은 견본들은 오랫동안 잘 운영됨. 때문에, 다양한 specifications에 대한 사전 지식은 유용함 8.5.1 Test procedure • 대다수의 고전압 소자에는 그림 8.26과 같은 test specification이 존재.

  10. Figure 8.26 Test procedure for discharge acceptance test qm = accepted discharge level at speified voltage Vt (usually 1.3-1.5 over the operation voltage Vo). Prestress for some minutes at voltage Vp and downwards testing may be specified. 여기서, Vo : operation voltage. Vt : specified voltage. Vp : prestress voltage. Vp로 몇분동안 전압인가 한 후 전압을 감소시켜 시험시작. 최소 측정가능한 레벨이 명기되기도 함. (예 : 그림 7.6 stress corn)

  11. stress corn : 운전전계에서 몇 십 pC수준 허용 가능. 1-2pC 허용가능 수준으로 set함. (방전 free 시험 결과가 정상이라도,생산공정 의 qualtiy는1pC 이상의 어떠한 방전에 대하여도 신뢰할 수 없음을 의미.) 8.5.2 Combinations with other tests • 많은 경우에 Freedom of discharge : voltage life을 충분히 보증할 수 없기 때문. 예) 표 8.1에 4kV/mm 이상의 전계를 인가한 경우 수백 pC의 방전이 나타나면, 거의 확실하게 breakdown이 일어날 것으로 예측할 수 있음.

  12. 하지만 1pC의 정도의 sensitivity를 가지는 방전 freedom 은 브레이크다운이 일어 나지 않는다고 보증 할 수 없다. 이런 경우에 다른 시험이 필요. 예) 5-7kV/mm 전계에서 사용하고 있는 폴리에틸렌 고전 압 케이블 : 광범위한 일반적 테스트, sample(표본) test, type(유형) test와 함께 별도의 과전압 test를 권 고한다.

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