초록

몰딩 절연재료는 대용량 전력 변성 기기에서 소형 전기기기까지 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 몰딩재료에 수십 nm의 평균 입자와 열전도율이 우수한 산화마그네슘을 첨가하여 과부하나 악조건에서 온도 상승에 따른 절연내력 감소의 문제점을 개선하였고, 나노 복합재료의 전기적 특성을 절연파괴 실험과 역자승 법칙을 이용한 수명평가를 확인하였다. 그리고 전자주사현미경을 이용하여 MgO 파우더의 평균 입자 사이즈가 수십 나노 크기로 분포된 것을 확인하였으며 시료의 파단면에서 충전제 입자가 균일하게 분포된 것을 확인하였다. 또한 원시료의 절연파괴 강도는 고온영역에서 급격히 감소함을 확인하였다. 그러나 MgO를 첨가한 시료의 절연파괴 강도는 MgO의 열 방사성과 트리 억제의 기여로 고온영역에서의 열적 특성이 개선되어 완만하게 감소됨을 확인하였다. 또한 역자승 법칙을 이용한 수명예측 결과, 5.0 wt%를 첨가한 시료의 10년 후 예측된 절연내력은 Virgin보다 실온에서 약 2.9배, 100℃에서 약 4.9배 증가됨에 따라 MgO의 기여로 나노컴퍼지트의 수명이 향상됨을 확인하였다.

Abstract

Molded insulation materials are widely used from large electric power transformer apparatus to small electrical machinery and apparatus. In this study, by adding MgO with the average particle of several tens nm and the excellent thermal conductivity into molding material, we improved the problem of insulation breakdown strength decrease according to rising temperature in overload or in bad environmental condition. We confirmed the life evaluation by using the insulation breakdown and inverse involution to investigate the electrical characteristics of nano-composites materials. By using a scanning electron microscope, it is confirmed that MgO power with the average particle size of several tens nm is distributed and the filler particles is uniformly distributed in the cross section of specimens. And it is confirmed that the insulation breakdown strength of Virgin specimens is rapidly decreased at the high temperature area. But it is confirmed that the insulation breakdown strength of specimens added MgO slow decreased by thermal properties in the high temperature area improved by the contribution of the heat radiation of MgO and the suppression of tree. The results of life prediction using inverse involution, it is confirmed that the life of nano-composites is improved by contribution of MgO according to the predicted insulation breakdown strength after 10 years of specimens added 5.0 wt% of MgO is increased about 2.9 times at RT, and 4.9 times at 100 than Virgin specimen, respectively.

• Keywords: Life evaluation, Molded insulation materials, Insulation breakdown strength, Nano-composites materials