도입된 지 50년이 넘었지만 복합 절연체가 항상 세라믹 절연체에 대한 유효한 대안을 제공하는지 여부에 대한 폭넓은 합의가 부족한 이유는 무엇입니까? 업계 전문가이자 관찰자인 Alberto Pigini의 의견에 따르면 복합 절연체 기술의 장기적인 신뢰성에 대한 모순된 견해 뒤에 숨어 있는 근본적인 문제는 모든 절연체의 성능이 의도한 서비스 환경에 따른 설계 선택에 크게 좌우된다는 사실에 있습니다.
불행하게도 복합 절연체의 경우 이것이 항상 올바르게 수행된 것은 아닙니다. 예를 들어 전기적 관점에서 부적절하거나 너무 피상적인 사양은 세라믹 절연체의 플래시오버로 이어질 수 있습니다. 그러나 복합 절연체의 경우 결과적으로 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.
복합 절연체는 잘 문서화된 여러 가지 장점을-제공합니다. 그러나 초창기에 장려되었던 것과는 달리, 그것들은 확실히 '파괴 불가능'하지 않습니다. 따라서 세라믹 절연체에 예상되는 성능과 비슷하거나 더 나은 성능을 보장하려면 다음 사항에 세심한 주의를 기울여야 합니다.
• 사양,
• 취급 및
• 설치.
사양과 관련하여 수년에 걸쳐 이러한 절연체와 관련하여 보고된 문제의 상당 부분은 특히 전기적 관점에서 선택의 결함으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 이는 복합 절연체의 전기 설계가 단기-테스트 동안 플래시오버 성능만을 고려하여 이루어져서는 안 되기 때문입니다. 오히려 장기적으로 추적, 침식 및 최종 고장을 일으킬 수 있는 부분 방전으로 인한 표면 저하 위험을 이상적으로 기반으로 해야 합니다.
복합 절연체는 표면이나 근처에서 지속적인 부분 방전과 아크 활동이 있을 경우 손상에 매우 취약하기 때문에 이는 중요한 단점입니다. 예를 들어, 많은 보고된 고장 사례는 고전압 끝 근처와 심지어 매우 높은 시스템 전압의 경우 접지 끝에서도 전기장 기울기를 제한하기 위해 적절한 차폐 전극 없이 절연체를 설치했기 때문에 발생했습니다.
마찬가지로 실제 오염 서비스 환경을 부정확하게 평가한 결과로 고장이 발생하는 경우도 있었습니다. CIGRE 브로셔 142-1999에서는 실험실 노화 테스트와 현장 시험을 통해 정상적인 습윤 조건에서 복합 절연체에 세 가지 등급의 누설 전류가 있음을 확인했다고 설명했습니다.
1. 낮은-가치, 매우 간헐적인 수업;
2. 수 mA의 상대적으로 높은 평균 전류이지만,-플래시오버 이전 조건의 일반적인 값과는 거리가 멀습니다.
3. 절연체가 플래시오버에 가까워지고 있음을 나타내는 높은 전류 값 클래스(즉, 수백 mA).
세라믹 절연체는 누설 전류의 'c 유형' 클래스를 주로 고려하여 설계되는 반면 복합 절연체 장치는 대신 'b 유형' 전류를 고려하여 설계해야 합니다. 실제로 연구에 따르면 클래스 'a' 전류는 장기 성능에 거의 영향을 미치지 않지만{1}} 클래스 'b' 전류는 추적 및 침식 및 영구적인 고장을 초래할 수 있습니다.
결과적으로 복합 단열재를 선택할 때마다 내력 강도와 실제 환경 오염 사이에 항상 충분한 설계 여유가 있어야 합니다. 중요한 요구 사항은 서비스 스트레스가 표면 소수성과 습윤성에 미치는 영향을 고려하여 전체 서비스 수명 동안 누설 전류를 제한하는 것입니다. 따라서 AC이든 DC이든 복합 절연체의 경우 IEC 60815에 정의된 오염 등급을 기반으로 한 기존 접근 방식은 의심스러운 것으로 간주될 수 있습니다.
오히려 만족스러운 서비스 성능을 보장하려면 환경 매개변수와 특정 단열재 특성을 모두 설명하는 통계적 접근 방식을 취해야 합니다. 특히, 필요한 연면 거리에 관한 사양만으로는 충분하지 않습니다. 예를 들어, 주어진 아크 거리에 너무 많은 연면 공간이 강제로 적용되면 프로파일의 효율성이 낮아질 수 있습니다. IEC 60815에 따른 표시는 이상적으로는 테스트에서 얻은 정보를 대체하기보다는 '방향 조정 도구'로 간주되어야 합니다.
이미 라인에 설치되어 있고 사양을 변경하기에는 너무 늦은 복합 절연체의 경우 선택한 장치에 따른 누설 전류 측정을 기반으로 한 진단을 통해 평균 누설 전류 값이 파괴 클래스 'b' 유형에 도달할 경우 설계 및 트리거워싱에서 발생할 수 있는 부족함을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
여기서는 전기 설계 측면만 고려되지만 기계적 관점에서 적절한 사양도 중요하며 세라믹 절연체보다 훨씬 더 중요할 수 있습니다. 다시 말하지만, 특히 최근 세대의 복합 절연체에 영향을 미치는 많은 보고된 고장은 부정확한 기계적 사양이나 발생할 수 있는 영구적인 손상을 고려하지 않은 잘못된 취급 및 부적절한 설치 관행으로 인해 발생했습니다.
원칙적으로 복합 절연체의 성숙도와 본질적인 신뢰성은 만족스럽고 세라믹 절연체와 동일한 높은 수준으로 간주될 수 있습니다. 그러나 실제로 신뢰성은 전기 및 기계 사양이 정확한지 여부와 특수 특성, 특정 서비스 스트레스에 대한 반응 및 설치 방법을 고려하는지 여부에 따라 달라집니다.