철도차량용 유입식 변압기 절연지 열화 및 절연파괴 상관관계 연구

초록

유입식 변압기에 사용되는 절연지는 사용상의 특성상 우수한 내열성능과 절연성능을 보유하고 있어야 한다. 특히 철도차량에 사용되는 유입식 변압기의 경우 사용 환경의 특성상 안정성에 대해서 보다 큰 요구를 받게된다. 본 논문에서는 철도차량용 유입식 변압기에 많이 적용되어 사용되고 있는 절연지와 신규 개발된 고내열 절연지 대한 절연특성과 열화특성에 대한 상관관계를 분석하였으며, 각 제조회사별로공기중 절연파괴 특성과 절연유 환경에서의 절연파괴 특성이 상이하게 나타남을 확인하였다. 이는 절연지의 내부 구조 및 성분의 차이에 따른 것으로 사료되지만, 열화에 따른 분석결과는 향후 연구과제로 수행할 예정이며, 현재 제출하는 논문에서는 제조사별 절연파괴 특성에 대한 특성분석에 대해서 기술할 것이다. 특히, 신규 개발된 절연지의 경우 주요특성을 높이기 위한 기법의 적용으로 절연유 환경에서의 파괴특성은 매우 높게 나타난 것이 특징이지만 상대적으로 공기중 절연파괴 특성은 여전히 그 전 모델에 소폭개선되었다는 점에서 특징적이라 하겠다. 공기 중절연파괴 특성은 상온에서 180도 상승하면서 특정온도에서 파괴전압을 측정하였으며, 열화상태의 절연파괴 특성은 동일 온도 및 상승조건에서 열화시간에 따른 파괴 전압값을 측정하였다. 결과적으로 160도 이상에서 2주이상 열화된 절연지의 경우 상대적으로 절연파괴 값이 저하되는 현상을 나타내었으며, 이는 철도차량의 변압기 설계 시 최고 사용온도에 대한 제한을 두어야 한다는 의미이며, 절연유의 온도는 160도 이하로 설계되도록 코일 및 냉각시스템이 구성되어야 함을 의미한다.