오손물질 및 결함에 따른 직류 고분자 장간애자의 전계해석

초록

최근 전철화 및 고속철도 건설에 있어서 교류 전차선로 시스템의 장간애자로 고분자 재료의 사용이 일반화 되고 있다. 이것은 자기재 애자에 비해서 무게가 가볍고, 설치 및 이동시 취급이 쉽고, 깨지지 않으며, 우수한 오염섬락 성능을 가지고 있기 때문이다. 교류전차선로의 장간애자 및 지지애자에 비하여 직류전기철도에서는 고분자애자의 사용이 비교적 적은 실정이다.그러나 고분자 재료의 열화 저항성은 비고분자 재료만큼 좋지 않다. 고분자 재료의 성능은 어떠한 환경에 놓이게 되면 저하된다는 것이 증명되고 있다. 일반적인 열화인자는 오손, 젖은 상태, 자외선, 산성비, 표면방전이 있다. 이러한 인자들 중에 표면방전은 중요한 역할을 한다. 그리고 이것은 종종 표면방전으로부터 시작된다. 고분자 애자의 표면코로나와 열화 간에는 밀접한 관계가 있다. 고분자 애자의 표면에 오손물질 즉, 물방울이 존재하게 되면 그 부근의 전계가 강화된다. 전도성 오손물질 즉, 소금물방울들은 전압이 인가되면 전계방향으로 항상 늘어나게 되어 변형이 될 것이다. 이러한 변형은 절연거리를 짧게 만들어서 실리콘 고무 표면에 코로나를 발생시키며, 결국 표면방전을 일으키게 된다. 그래서 물방울에 의한 전계강화에 대한 미시적인 연구가 고분자 애자 설계시에 전계를 조절하는 기초를 두었다. 본 분석을 기초로 하여, 물방울에 의한 애자 주변의 전계를 계산에 의해서 해석하였다.