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복합 절연체: 전력 시스템의 설계, 재료 및 중요 응용 분야

Jun 20, 2025 메시지를 남겨주세요

복합 절연체전기 절연 기술의 획기적인 발전을 의미합니다. 기존의 도자기나 유리 절연체와 달리 정교한 다중{1}}재료 설계를 활용하여 성능을 최적화합니다. 핵심 구성 요소와 장점은 다음과 같습니다.

1. 핵심 정의 및 구성 요소
복합 절연체는 두 개 이상의 서로 다른 절연 요소로 구성된 특수한 유형의 폴리머 절연체입니다.

핵심:중앙 구조 요소.

주택(날씨 창고):금속 끝부분 피팅으로 조립된 외부 보호층.

(참고: 폴리머 절연체는 주로 폴리머- 기반 재료로 구성된 절연체로 정의됩니다.)

 

2. 핵심: 기계적 강도의 기초

기능:다음과 같은 역할을 합니다.내부 절연 부품, 절연체의 기계적 하중(인장, 압축, 굽힘)을 견디도록 설계되었습니다.

건설:일반적으로 제조되는 제품:

수지 매트릭스 내에 내장된 섬유(예: 유리)로 섬유{2}}강화 플라스틱(FRP)을 형성합니다.

균일한 절연 재료(예: 세라믹 또는 고체 수지).

핵심 재료 분류:

고분자 복합 절연체(표준 복합 절연체):코어와 하우징 모두 폴리머 소재로 제작되었습니다.

하이브리드 복합 절연체:세라믹과 같은 균질한 재료로 만들어진 코어가 특징입니다.

대체 이름: 비-세라믹 절연체(NCI)라고도 합니다.

 

3. 하우징(날씨 창고): 환경 및 전기 차폐

기능:다음과 같은 역할을 합니다.외부 절연 부품, 두 가지 중요한 기능을 제공합니다.

· 연면거리:표면을 따라 필요한 전기 절연 경로를 보장합니다.

· 핵심 보호:환경적 손상(습기, 자외선, 오염, 화학 물질)으로부터 코어를 보호합니다.

조작:하우징은 다음과 같이 구성될 수 있습니다.

코어에 개별 창고를 설치합니다(중간 피복 유무에 관계 없음).

하우징을 코어에 직접 성형하거나 주입합니다(단일 단위 또는 섹션 단위로).

재료:내구성을 위해 다음과 같은 고성능 폴리머를 사용합니다.-

· 엘라스토머:실리콘 고무(가장 널리 사용됨), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM).

· 수지:고리지방족 에폭시 수지.

· 불소중합체:폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE).

 

4. 재료 선택: 업계 표준

핵심:가장 일반적인 핵심 재료는 다음과 같습니다.에폭시-함침 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP/GFRP/GRP 로드). 속이 빈-코어 설계(예: 스테이션 기둥, 부싱)의 경우에폭시-함침 유리 섬유 강화 튜브고용되어 있습니다.

하우징: 실리콘 고무탁월한 소수성과 추적 및 침식에 대한 저항성으로 인해 널리 선호됩니다.

 

5. 주요 장점: 복합-재료 시스템
복합 절연체의 근본적인 우수성은 설계 철학에 있습니다.

기존 절연체(도자기/유리):활용단일-재료 시스템. 하나의 재료는 모든 기계적 응력(압축, 인장, 굽힘)을 동시에 처리하고 전기적 연면 거리를 제공해야 합니다.

복합 절연체:고용하다다중-재료 시스템 저것 핵심 기능을 구분합니다.

· 핵심:최적화됨기계적 강도 및 하중-내력.

· 주택:최적화됨전기적 성능(연면거리)그리고환경 보호.

각 소재는 고유한 기능을 최적으로 수행하여 전반적인 성능이 뛰어나고, 무게가 가벼우며, 오염 저항성이 향상되고, 신뢰성이 향상됩니다.

 

6. 진화: 복합 부싱
송전선과 변전소에서 복합 절연체의 입증된 성공은 다음과 같은 개발에 박차를 가했습니다.복합 고-전압 부싱. 이는 수지-함침된 섬유 튜브를 주요 절연 요소로 사용합니다. 이 튜브는 단독으로 사용할 수도 있고 향상된 실외 성능을 위해 외부 고무 하우징(날씨 창고)과 함께 오버몰딩하여 사용할 수도 있습니다.

 

7.1차 복합 절연체 분류
현재 제조된 복합 절연체는 네 가지 주요 범주로 분류되며 각 범주는 특정 역할에 맞게 설계되었습니다.

· 서스펜션 절연체:구조물에서 도체를 지지하기 위해 매달려 있는 가공 송전선로에 주로 사용됩니다(예: 그림 1-1a).

· 라인 포스트 절연체:배전선, 변전소 입구에 사용하거나 기둥이나 구조물에 수직으로 또는 비스듬히 장착된 라이저로 사용됩니다(예: 그림 1-1b).

fig 1-1Suspension Insulators Line Post Insulators

그림 1-1

(a) 서스펜션 절연체 (b) 라인 포스트 절연체

1-상부 피팅; 2개 주택/날씨 창고; 3-FRP 로드 코어; 4-하부 피팅

 

· 스테이션 포스트 절연체:분리 스위치, 버스 바 및 회로 차단기와 같은 장비를 위해 변전소 및 스위치야드 내에 구조적 지원 및 전기 절연을 제공합니다(예: 그림 1-2).

Fig 1-2 Composite Post Insulator IOC-500

ABC

그림 1-2

복합 포스트 절연체IOC-500
(a) 제품도 (b) 구성도 (c) 구조도

1 - 복합 포스트 절연체; 2 - 강성 빔; 3 - 차폐 피팅; 4 - 유리섬유 수지 막대;
5 - 내후성-하우징; 6 - 엔드 피팅

 

· 중공 코어 절연체:다양한 전기 장치의 절연 하우징 또는 부싱 역할을 할 수 있는 중앙 튜브 구조가 특징입니다(예: 그림 1-3).

Fig 1-3Composite Hollow Core Insulator

그림 1-3

복합 중공 코어 절연체

1-상부 피팅; 2개 주택/날씨 창고; 3-FRP 로드 코어; 4-하부 피팅

 

8. 중요한 애플리케이션

전송 및 배전 라인:

· 서스펜션 절연체:고전압 가공선의 백본을 형성합니다-.

· 라인 포스트 절연체:중압 배전망 및 변전소 라인 입구에 널리 사용됩니다.-

변전소 및 배전소:

· 스테이션 포스트 절연체:필수 구성요소:

분리 스위치:스위치 블레이드에 대한 구조적 지지 및 절연 제공(예: 그림 1-2는 버스 지원을 위해 복합 스테이션 포스트를 활용하는 프레임 유형 분리 스위치를 보여줍니다).

버스 지원:버스 바를 절연하고 지지합니다.

회로 차단기 지원:차단기 극에 절연을 제공합니다.

· 중공 코어 절연체:기본적인 절연 부품 역할을 합니다.복합 부싱을 위한:

변압기:(고-전압 및 저-전압 부싱)

개폐기:(회로 차단기, GIS 부싱)

계기용 변압기:(변류기 - CT, 전압 변압기 - VT)

케이블 종단

서지 피뢰기(피뢰기)

다양한 전기 기기:역할을 하는외부 절연 하우징 또는 부싱(예: 그림 1-4).

Fig 1-4The application of composite insulators in outdoor installations

그림 1-4

의 적용복합 절연체옥외 설치에서
(a) 주 변압기용 그레이딩 링 부싱; (b) 서지 어레스터;

(c) 데드탱크 회로 차단기; (d) 변류기; (e) 전압 변압기;
(f) 배전 변압기(420/170kV)용 그레이딩 링 부싱;
(g) 케이블 종단(170kV)

 

서지 방지기 및 단로기:복합 절연체는 최신 폴리머- 내장 서지 어레스터(예: 그림 1-5)의 외부 하우징에 필수적이며 분리 스위치 극에 절연을 제공합니다.

Fig 1-5 composite housings

그림 1-5

500kV 송전선 서지 피뢰기 2대복합 하우징, 라인에 서스펜션 유형으로 설치됨(이미지에 매달린 것처럼 표시됨)

 

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