GIS 절연가스에 따른 고체절연물의 연면 절연내력 비교 연구

Abstract

세계적인 온실가스 배출 규제에 따라 전력기기 분야 또한 친환경 기술이 요구되고 있다. 특히, 전력기기 중 고압차단기(Gas Insulated Switchgear ; GIS)는 기존의 절연 가스인 SF6가 GWP(Global Warming Potential) 20,000 이상으로 친환경적 요구를 만족하지 못하므로 현재 이를 대체하기 위한 절연매질의 기술개발이 활발히 진행 중이다. 특히, C4F7N/CO2 혼합가스와 Dry air 등이 대표적인 친환경 대체가스로 보고되고 있으며, 해당 가스들의 기중(gas gap) 절연내력에 대한 연구가 지난 수년간 문헌을 통해 발표되고 있다. 반면, 친환경 대체가스 내 고체절연물의 연면 절연내력에 대한 연구사례가 충분히 보고되고 있지 않다. 본 논문에서는 실험을 통해 SF6와 친환경 가스 내 연면 절연내력을 비교 분석하였다. 친환경 절연가스의 종류로는 C4F7N/CO2(5%/95%), Dry air(N2/O2(79%/21%))를 선정하였으며, 가스압 최대 8bar 범위 내에서 부극성 뇌임펄스(Lightning Impulse ; LI)에 대한 에폭시 절연물의 연먼 절연파괴 실험을 수행하였다. 그 결과 SF6 대비 C4F7N/CO2의 연면 절연내력은 약 70%이며, Dry air의 경우 약 45%로 절연가스 종류에 따른 절연내력 비(ratio)를 도출하였다.