SF6/CF4 혼합가스의 절연파괴 및 코로나 특성

SF6가스는 여러 고전압 절연분야에서 절연가스로서 매우 좋은 특성을 가지고 있어 가스절연선로, 가스절연차단기나 가스절연스위치와 같이 송전 및 배전시스템에 많이 사용된다. 그러나 SF6가스는 CO2가스와 비교하였을 때 CO2의 온난화지수를 기준으로 SF6가스는 23900배로 지구온난화에 크게 기여한다. 그래서 SF6가스를 대체하기 위한 연구는 SF6가스와 CO2, Dry-Air, N2와 같은 버퍼가스와의 혼합가스에 대한 연구가 진행되어오고 있다. CF4가스는 불화성, 무독성, 높은 절연내력을 갖는 등 전기적 특성이 우수한 물질이다. 이 가스는 PFC계열가스중에서 가장 낮은 지구온난화지수를 가지고 있으며 매우 높은 압력과 낮은 온도에서 액화점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이 CF4 gas를 버퍼가스로 사용하기 위하여 SF6/CF4혼합가스를 평등 및 불평등전계에서 SF6가스의 함량 및 혼합가스의 압력을 변경하며 절연파괴특성 과 코로나 특성에 관한 실험을 수행하였다. 실험용 챔버에서 전체 혼합가스의 압력은 0.1-0.5MPa까지 변화시켰다. 평등전계에서 AC전압 인가시 혼합가스의 압력과 혼합가스에서 SF6 가스의 함량이 높을수록 절연파괴전압은 서서히 증가하였다. 그러나 임펄스 전압 인가시 0-20% 혼합가스에서는 큰 절연파괴전압의 상승되었으나 20-80%혼합가스에서는 거의 비슷한 절연파괴전압을 보여주었다. 불평등전계에서는 임펄스전압 인가시 SF6가스의 혼합비율이 높을수록 절연파괴 전압은 조금씩 높아졌지만 AC전압 인가시 0.2 및 0.5MPa 압력에서는 낮은 압력의 절연파괴전압보다 높은 압력의 절연파괴전압이 더 낮았다. 코로나 개시전압은 0.13MPa이하에서는 100% SF6일 때가 가장 높았으며
0.13MPa 이상일 때는 80% SF6/ 20% CF4가스일 때가 가장 높았다. 불평등전계에서 코로나는 주로 90° 와 270° 위상에서 많이 발생하였다.
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