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열과 방전에 의한 주상변압기 절연재료의 열화

Aging of Insulating Material in Pole Transformer by Heat and Arc Discharge

남영우 윤경현 곽희로

Nam YW Yoon KH Kwak HR

HWAHAK KONGHAK, April 1997, 35(2), 140-146(7), NONE

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Abstract

가속 열열화 실험과 방전 실험을 수행하여 주상변압기 절연재료의 열화반응을 연구하였다. 유중가스는 air bubbling 방식을 사용하여 추출하였으며 각 기체의 추출률로부터 용존된 유중가스량을 구하였다. 절연재료의 열화는 열분해와 산화반응에 의하여 진행되며 두 종류의 반응은 모두가 0차 반응으로 표시될 수 있었다. 열분해 반응의 경우 활성화 에너지는 25,800 cal/mol였고, 산화 반응의 경우 활성화 에너지는 20,600 cal/mol였다. H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂를 대상으로 한 gas pattern은 가속 열열화시 수소 주도형이었으며, 온도가 200℃에서 250℃로 상승함에 따라 탄화수소계 가스 중 최대 농도를 보이는 성분은 CH₄에서 C₂H₆와 C₂H₄로 변하였다. 방전 실험에서는 초기에 수소가 다량 발생하였으나 방전이 많이 진행되면 열열화에서 거의 검출되지 않았던 C₂H₂가 많이 발생하였다.

Aging of insulating material in a pole transformer has been studied by performing accelerated thermal aging test as well as arc discharge test. Dissolved gases were extracted by air bubbling method. Concentrations of dissolved gases were modified by extraction ratios of each gases in insulating oil. Aging of insulating material was proceeded by both thermal degradation and oxidation reaction. Both of the reactions in insulating oil were shown to follow zeroth order kinetics. The activation energy for the thermal degradation was estimated to be about 25,800 cal/mol and 20,600 cal/mol for oxidation reaction. Gas patterns considering H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄ and C₂H₂ for accelerated thermal aging test showed H₂ domination pattern. Species of maximum hydrocarbon concentration shifted from CH₄ to C₂H₆ and C₂H₄ as the reaction temperature increased from 200℃ to 250℃. During the initial stage of discharge test H₂ was the major component. However, C₂H₂ which was hardly detected in thermal aging test became the maximum concentration species as the discharge time increased.

Keywords

Aging Pole Transformer Insulating Oil Dissolved Gases Gas Pattern

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