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1 변압기용폴리머부싱의 성능평가방법및규격개발 ( 최종보고서) 주관기관 : 한국전기연구원 산업자원부 -1-

2 최종보고서제출서 2001 년산업기술개발사업에의하여완료한 " 변압기용폴리머부싱의성능평가방법및규격개발" 의최종보고서를별첨과같이제출합니다. ( 동사업운영요령제31 조( 개발사업결과의활용) 에따라전담기관이최종보고서를관련연구기관, 산업계, 학계등으로의배포에동의합니다.) 첨부 : 최종보고서 10부 총괄( 관리) 책임자 : 심대섭 ( 인) 주관기관 : 한국전기연구원 산업자원부장관귀하 -2-

3 제출문 산업자원부장관 귀하 본보고서를 " 변압기용폴리머부싱의평가방법및규격개발"( 개발기간 : ~ ) 과제의최종보고서로제출합니다 개발사업주관기관명 : 한국전기연구원 개발사업총괄( 관리) 책임자 : 심대섭 연 구 원 : 책임급 박병락 연 구 원 : 책임급 박성균 연 구 원 : 책임급 소진중 연 구 원 : 책임급 조한구 연 구 원 : 선임급 김규섭 연 구 원 : 선임급 김인성 연 구 원 : 선임급 허종철 기술표준원 : 책임급 김상구 -3-

4 산업기술개발사업보고서초록 관리번호 과제명 키워드 A00-A 변압기용폴리머부싱의성능평가방법및규격개발 폴리머부싱/ 부싱/ 변압기부싱/ 배선용부싱 개발목표및내용 1. 최종개발목표폴리머부싱및애자에관련된국ㆍ내외규격들을비교검토및평가시험후국내실정에적합하고국제규격에부합되는배전용폴리머부싱국가표준규격으로제정 2. 당해연도개발내용및결과 - 부싱및폴리머부싱에관련된국ㆍ내외규격비교검토 - 국내제품의부싱을평가시험후결과를비교분석 - 연구소, 학계, 기업, 한국전력공사등유관기관과의전문가로구성된전문위원회에서의견도출, 시험항목및시험방법심의 - 배전계통의폴리머부싱표준규격( 안) 제정 3. 기대효과 1) 기술적효과 - 송ㆍ배전전력계통의신뢰성제고로정전사고없는양질의전력공급 - 고부가신소재제품의평가기술배양 - 국내표준규격제정으로제품의표준화 2) 경제적효과 - 국제규격에부합되는제품생산으로수출촉진유도 - 표준규격제정으로제품의호환성유지 - 규격의표준화로신제품개발유도 4. 적용분야 - 배전계통의변압기절연부싱 - 배전계통의변성기절연부싱 - 배전계통의개폐기절연부싱 - 배전계통의옥내ㆍ외용전력기기의절연부싱 -4-

5 KS C KS 배전선로용폴리머부싱 KS C :2001 산업표준심의회심의 2001년월일제정한국표준협회발행 -5-

6 C : 2001 ( 회장) XX부회심의위원회명단성명근무처직위 ( 간사) -6-

7 머리말 이규격은산업표준화법에기초하여산업표준심의회전기부회심의를거쳐기술표준원장이제정한한국산업규격이다. 이번제정에서는한국산업규격과국제규격과의대비, 국제규격과일치시킨한국산업규격의작성및한국산업규격을기초로한국제규격원안의제안을쉽게하기위하여 IEC 60137(1995) (Insulated bushings for alternating voltages above 1000V), ANSI C (IEEE General Requirements and Test Procedure for Outdoor Apparatus Bushing), IEC 60050(CHAP 212)(1990) (International Electrotechnical Vocabulary(IEV)-Chapter 212: Insulating solids, liquids and gases), IEC 60815(1986) (Guide for the selection of insulators in respect of polluted conditions) IEC (Composite Insulators for a.c overhead lines with a nominal voltage greater than 1000V- Definitions, test methods and acceptance criteria), ANSI C (Composite suspension insulators for overhead transmission line), CEA LWI WG (Dead-end/suspension composite insulator for overhead distribution lines) 참고하여작성하였다. -7-

8 목 차 서문 1. 적용범위 2. 인용규격 3. 정의 4. 사용조건 4.1 순시과전압 4.2 고도 4.3 대기온도및절연매질 4.4 정상사용상태 4.5 특수사용상태 5. 정격 5.1 표준정격전압 5.2 표준정격전류 5.3 설치각도 5.4 최소공칭누설거리 6. 성능 6.1 내전압및열적시험조건 6.2 절연성능 6.3 정격열적단시간전류 6.4 정격동적전류 6.5 곡내(Cantilever) 하중 6.6 온도상승성능 6.7 유체충진, 복합물충진및유체절연부싱에대환유밀시험 6.8 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한기밀시험 6.9 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한내부압력시험 6.10 부분적혹은완전한가스함침부싱에대한외부압력시험 -8-

9 6.11 부분방전량의측정 6.12 촉진내후성 6.13 내트래킹성및침식 6.14 내연성 6.15 tan δ 및정전용량 6.16 가열시험 7. 구조및재료 7.1 구조일반 7.2 모양및치수 7.3 중심도체 7.4 하우징과쉐드 7.5 접속단자 8 시험방법 8.1 시험일반 8.2 상용주파내전압시험 8.3 충격내전압시험 8.4 정격열적단시간전류시험 8.5 곡내하중시험 8.6 온도상승시험 8.7 유동체충진, 복합물충진및유체절연부싱에대한유밀시험 8.8 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한기밀시험 8.9 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한내부압력시험 8.10 부분적혹은완전한가스함침부싱에대한외부압력시험 8.11 부분방전량측정 8.12 촉진내후성시험 8.13 내트래킹성및침식시험 8.14 내연성시험 8.15 tan δ 및정전용량시험 8.16 가열시험 9. 시험종류 9.1 인정시험및검사시험 10. 표시사항 10.1 몸체표시 -9-

10 한국산업규격 배전선로용폴리머부싱 ( Polymer Bushing for Distribution lines) KSC 서문이규격은폴리머재질을사용하여제작된절연부싱에대하여적용할수있는규격으로제정하여성능및시험에대한최소한의표준을제공하고자하였다. 이규격은 1995년도발행된 IEC (Insulated bushings for alternating voltages above 1000V), ANSI C (IEEE General Requirements and Test Procedure for Outdoor Apparatus Bushing), ANSI C (Composite suspension insulators for overhead transmission lines) 를토대로국내제품과부합하는부분에대해서는대응국제규격을인용하여작성하였다. 이규격을적용하는데있어서상세히규정되어있지않은부분은인용되고있는규격을동시에참조해야한다, 1. 적용범위이규격은 60Hz 교류배전계통에사용하는전력용변압기, 계기용변성기, 리엑터, 정지기등의인입및인출부를절연하기위해사용하는부싱에대하여적용하며, 용어를정의하고시험방법을규정하여판정기준을정하는데있다. 단, 금속함에내장된개폐장치내부의절연지지물로사용되는부싱과유사한절연용지지부싱에는적용하지않는다. 2. 인용규격다음에나타내는규격은이규격에인용됨으로써이규격의일부를구성한다. 이러한인용규격은그최신판을적용한다. KS C 4307 주상변압기부싱 KS D 6002 청동주물 KS M 3015 열경화성플라스틱일반시험방법 IEC 60038(1983) IEC standard voltages sixth edition IEC 60050(CHAP 212)(1990) International Electrotechnical Vocabulary(IEV)-Chapter 212: Insulating solids, liquids and gases IEC 60050(CHAP 471)(1984) International Electrotechnical Vocabulary(IEV)-Chapter 471: Insulators IEC 60059(1999) IEC standard current ratings IEC (1989) High-voltage test techniques-part 1: General definitions and test requirements IEC (1994) Basic environmental testing procedures-part 2: Tests-Test Q:Sealing -10-

11 IEC (1993) Insulation Co-Ordination-Part 1: Definitions, Principles and Rules IEC (2000) Power transformers-part 1: General IEC (1993) Power transformers-part 2: Temperature rise IEC (1976) Power transformers-part 5: Ability to withstand short circuit IEC 60137(1995) Insulated bushings for alternating voltages above 1000V IEC (1990) Guide for the determination of thermal endurance properties of electrical insulating materials-part 2: Choice of test criteria IEC 60233(1974) Test on hollow insulators for use in electrical equipment IEC 60270(1981) Partial discharge measurements IEC 60354(1991) Loading guide for oil-immersed power transformers IEC 60505(1999) Evaluation and qualification electrical insulation systems IEC 60507(1991) Artificial pollution tests on high-voltage insulators to be used on A.C. systems IEC 60815(1986) Guide for the selection of insulators in respect of polluted conditions IEC 60943(1998) Guidance concerning the permissible temperature and temperature rise for parts of electrical equipment, in particular for terminals IEC 61264(1998) Ceramic pressurized hollow insulators for high-voltage switchgear and control gear ANSI C 29.11(1989) Composite suspension insulators for overhead transmission lines ASTM D 2565 Standard practice for Xenon-Arc exposure of plastics intended for outdoor applications ASTM G 26 Standard practice for operating light-exposure apparatus (Xenon-Arc type) with and without water for exposure of nonmetallic materials. ASTM G 154 Standard practice for operating light-and water-exposure apparatus (fluorescent UV-condensation type) for exposure of nonmetallic materials. 3. 정의이규격은국제표준을위하여용어를다음과같이정의한다. a) 폴리머에폭시,EPDM 혹은실리콘고무등고분자화합물을총칭한다. b) 부싱외함또는지지물같은벽을통과하면서하나혹은여러개의도체를절연시키는장치로서플랜지(flange) 등과같은고정장치로고정된다. c) 유체충진부싱혹은컴파운드충진부싱 (liquid-filled or compound-filled -11-

12 bushing) 절연내부및고체주요절연고체내부의공간에절연유혹은절연컴파운드로충진된부싱이다. d) 유체절연부싱(liquid-insulated bushing) 주요절연이절연유또는절연유체로서이루어지는부싱이다. e) 가스충진부싱(gas-filled bushing) 절연내부및주요절연체고체내부의공간에대기압이상의가스로충진된부싱이다. f) 가스절연부싱(gas-insulated bushing) 대기압이상의가스로절연이이루어지는부싱이다. g) 가스함침부싱(gas-impregnated bushing) 주권선을절연지혹은플라스틱필름으로감은후대기압이상의높은압력의가스로함침시킨부싱으로서, 코어와외함사이는동일한가스로채워진부싱이다. h) 주조혹은주형된수지절연부싱(cast or moulded resin-insulated bushing) 절연을구성하는재료에무기질충진제가함유되거나, 함유되지않은유기재료로주형또는사출된부싱이다. j) 복합부싱(composite bushing) 두가지이상의다른유기절연재료를사용하여제작된부싱이다. j) 옥외용부싱(outdoor bushing) 부싱의양쪽끝단이대기압력에서옥외에노출된부싱이다. k) 옥외용침지부싱(outdoor-immersed bushing) 한쪽끝단은옥외에노출되고, 다른쪽끝단은절연유와같은절연매질에침지된부싱이다. I) 정격전압(U r ) 부싱의규정된운전조건에대해서제조자가지정한값이다. m) 정격전류(l r ) 규정된운전조건하에서규정된온도상승범위를초과하지않고, 연속적으로통전시킬수있는전류의최대실효치이다. n) 정격열적단시간전류(I th ) 주위온도나침지매질(immersion medium) 이최대온도인상태에서부싱이열적으로견디는대칭전류의실효치이다. o) 정격동적전류(I d ) 기계적으로견디는부싱의전류피크치이다. p) 온도상승부싱에서절연부와접촉하는금속부의최고온도점과대기온도간의차이다. q) 절연가스의최소압력 20 의기준값으로나타내는최소압력이다. r) 최대내부운전가스압력부싱이가장높은온도에서정격전류로운전중일때의압력이다. s) 최대외부운전가스압력부싱을일부또는완전히침지시킨상태에서의가스절연매질의최대압력이다. t) 설계압력외함의두께를결정하기위해사용되는압력이다. u) 부싱의누설율(leak rate) 주어진온도에서단위시간당누설되는건조가스의양이다. v) 누설거리 (creepage distance) 양도체부분사이의절연체표면최단거리이다. -12-

13 w) 섬락거리 (arcing distance) 양도체부분사이의기중외부최단절연거리이다. x) 크랙깊이가 0.1mm 보다더큰표면균열을말한다. y) 침식원상복귀할수없고, 재료의손실로발생하는부싱표면의비전도성열화이다. 비고부싱의부분섬락후에나타나는경우와마찬가지로, 보통얕은나무형상의표면흔적이발생할수있다. 이흔적이비전도성이라면괜찮지만전도성일경우트래킹으로분류한다. z) 하우징과쉐드부싱의외부절연재로서필요한누설거리를부여한다. 쉐드는누설거리를증가시키기위한것으로하우징의돌출부분이다. aa) 절연체의관통파괴고체절연체를관통하여발생하는파괴적인방전을특징으로하는데, 이로인해절연강도를영구적으로상실하게되는절연파괴를말한다. bb) 트래킹절연재료표면에도전경로가형성되어발생하는비가역적이고절연성을약화시키는열화이다. cc) 크레이징약 0.01mm에서 0.1mm 깊이의표면미세균열을말한다. dd) 정격상-대지간전압사용조건하에서도체와접지된플렌지(flange) 또는기타고정장치사이에연속적으로견디어야하는전압의최대실효치이다. ee) 정격주파수(Tr) 부싱이운전되도록설계된주파수이다. ff) 시험탭플렌지또는기타고정장치로부터절연된연결점으로서, 부싱외부에서접근가능하여야하며, 이시험탭은유전정접, 정전용량, 부분방전측정시사용된다. 사용하지않을때는직접접지시킨다. gg) 전압탭전압탭은부싱사용중전압원을제공하는목적으로사용되며, 사용하지않을때는직접접지시킨다. 4. 사용조건 4.1 순시과전압(temporary overvoltages) 계통의최대상-대지간전압은정격전압을으로나눈값을초과할수있다. 단, 하루중 8시간을넘지않고연간총 125 시간이내에는이상없이운전이가능해야한다. 계통에서이를초과하는과전압이발생할수있는경우더높은정격전압을가지는부싱을선택하는것이좋다. 4.2 고도이규격에서적용하는부싱은고도 1,000m 이하에서사용하는것을원칙으로하며, 1,000m 이상인지역에서사용할경우에는아크절연거리를증가시켜야한다. 고도에따른아크절연거리의증가는최대 3000m 까지 1,000m를초과하는매 100m마다아크거리의 1.0% 를증가시키는것이일반적이다. 예) 설치고도가 1,900m인경우 -13-

14 4.3 대기온도및절연매질대기온도및절연매질에따른부싱의사용온도범위는표1을초과하지않아야한다. 필요시환기나가열에의한부싱옥내용사용부표면의수증기응축을막아야한다. 표 1 대기및절연매질의온도 주위조건 온도 ( ) 대기온도 - 최대 40 - 최대일평균 30 - 최대년평균 20 - 최소 ㆍ옥내 1 등급 ( 3 ) -5 2 등급 등급 -40 ㆍ옥외 1 등급 ( 3 ) 등급 등급 -60 변압기절연유 - 최대 ㆍ정상부하시 100 ㆍ비상시 ( 2 ) 최대일평균 90 기타매질 ( 2 ) ( 가스및기타) 주 ( 1 ) 침지매질의일평균온도는 24 시간기록의평균으로계산한다. 주 ( 2 ) 기타매질온도범위는구매자와제조자간의협의에따른다. 주 ( 3 ) 일반적인최소주위온도는 1 등급이다. 4.4 정상사용상태정상사용상태란다음의사항을만족시키는경우를말한다. a) 대기온도는최고 40, 최저 -25 범위이다, b) 표고 1000m 이하이다. c) 부싱의설치각도는수직으로부터 30 이내이다. d) 절연부싱의오손도가현저하지않은장소이다. e) 빙설의부착량이 5 kgcm2 / 를초과하지않는장소이다, f) 기타특히가혹한조건이아닌상태에서사용하는경우이다. 4.5 특수사용상태특수사용상태에서의사용은구매자와제조자간에협의하여야한다. -14-

15 5. 정격 5.1 표준정격전압부싱의정격전압은표 2와같은배전계통설비최대전압으로부터선택한다. 표2 표준정격전압 5.2 표준정격전류정격전류는표3과같은표준값으로부터선택한다. 표3 표준정격전류 중심도체를삽입한부싱의경우, 제조자는정격전류에일치하는도체의재질및단 면적의값을제시하여야한다. 단, 도체가정격통전전류의 120% 이상으로설계제 작된부싱은특별한입증없이과부하조건에견딜수있는것으로한다. 5.3 설치각도 모든부싱은수직으로부터 30 이하의각도로설치되도록제작되어 야하며, 만약, 다른경사각으로제작할경우, 구매자와제조자간에협의하여야한 다. 5.4 최소공칭누설거리 구매자와제조자간의협의혹은시험에의해증명되지않 는한, 누설거리는다음에의해결정된다. d cs ( mm/kv) x Ur (kv) x k D 여기에서 d cs 는최소공칭비( 比 ) 누설거리이며, 각오염등급에서의값은다음과같다. - I 경오손 (light) : 16 mm/kv - II 중( 中 ) 오손 (medium) : 20 mm/kv - III 중( 重 ) 오손 (heavy) : 25 mm/kv - Ⅳ 강( 强 ) 오손 (very heavy) : 31 mm/kv -15-

16 k D 는애자의평균직경 (D m ) 에관계되는보정계수이며, 등급은다음과같다. - < 300mm : k D = ~ 500mm : k D = > 500mm : k D = 1.2 애자의평균직경 (D m ) 은 IEC 60815에따라서결정된다. 만일, 인공오손시험을해야될경우에는 IEC 60507에따른다. 비고누설거리의실제값은 IEC 60233의 7에규정된제조오차에의해공칭누설거리와차이가있을수있다. 6. 성능 6.1 내전압및열적시험조건시험중대기및절연매질의온도는10 ~40 가되어야하며, 절연및열적시험은운전중에사용될고정플랜지등부싱을고정하는데사용하는모든액세서리를조립한상태에서실시하여야하고, 만약보호아킹캡이없다면, 시험탭및전압탭은접지시키거나, 접지전위와등전위를유지하여야한다. 3.c) 및 3.d) 에따라부싱내부가절연유로충진되었거나절연유로절연된부싱은, 제조자가정한품질의절연유로서표준높이까지충분히채운다. 3.e), 3.f) 및 3.g) 에따라제작된가스충진또는가스절연및가스함침부싱은제조자가규정한절연가스로서기준온도 20 에서의최소압력까지채운다. 시험초기온도가 20 가아니면, 압력은알맞게조절하여야한다. 3.k) 에따라일부또는완전히침지된부싱은일반적으로정상운전시사용되는것과가능한한동일한절연매질로채워져야한다. 다른절연매질을사용하는경우에는구매자와제조자간에협의에따른다. 구매자는사용시이상유무를증명하기위한모의시험을위하여부싱을사용할수도있다. 특히, 가스절연개폐장치및변압기에사용할부싱의경우, 가스절연부하개폐기(GIS, Gas Insulated Load Break Switched) 혹은변압기에인접한금속부분에대한모의시험이필요하다. 그러한시험은구매자와제조자간에사전협의를원칙으로한다. 부싱은주위공기혹은절연매질을통하여부싱으로부터직접섬락를피하기위해충분한절연거리를갖고배치하여야하며, 가스절연부하개폐기및변압기부싱은플랜지를접지시키거나접지전위와등전위를유지한상태로수직으로설치하여시험한다. 주수상용주파내전압시험시부싱의설치각도는구매자와공급자간협의한다. 절연시험전애자는청결하고건조하여야하며주위공기와열적균형을이루어야한다. 시혐의순서는건조상용주파내전압시험을하기전에내뇌충격전압시험을하여야하는것을제외하고는공급자의재량에따른다. 성능시험을하기전ㆍ후의부분방전량의측정은손상이일어났는지를조사하기위해실시한다. -16-

17 6.2 절연성능절연성능은 8.2 및 8.3에따라시험하였을때표 4의시험전압에서, 섬락이나관통파괴가일어나지않고견디어야한다. 만일섬락이일어났을경우에만시험은 1 회에한해다시실시한다. 만일재시험을하는동안에섬락이나관통파괴가일어나지않으면, 부싱은시험에통과한것으로한다. 표 4 절연성능 6.3 정격열적단시간전류정격열적단시간전류성능은 8.4에따르며, 전류는정격전류의 25 배이며, 정격시간은 1 초이다. 또한정격전류가 4,000A 이상인부싱의열적단시간전류는 100kA 로한다. 전력용변압기부싱의경우정격시간은 2초이다. (IEC 참조 ) 6.4 정격동적전류정격동적전류의표준값은정격열적단시간전류의 2.6배초기피크치를가진다. 비고전력용변압기의특성상 2.6배이상의정격열적단시간전류가필요할경우, 전력용변압기제조자는요구조건을규정해야한다. 6.5 곡내(Cantilever) 하중곡내하중성능은 8.5에따라시험하였을때표 5의곡내하중에견디어야하며, 6.11 및 6.15에만족하여야한다. -17-

18 표 5 곡내하중의최소값 정격전압 (kv) 정격전류 (A) 800 1,000 ~ 1,600 2,000 ~ 2,500 3, 부싱설치각 곡내하중 (N) 30 ( 수직으로부터) I II I II I II I II ,000 1,000 1,575 1,575 부싱설치각 > 30 ( 수직으로부터) I II I II I II I II 곡내하중, N I II I II I II I II 1,000 1,000 1,000 1,250 2,000 2,000 3,150 3,150 비고 1. 기준 1 = 표준하중(normal load), 기준 II = 중하중(heavy load). 2. 부싱은어느방향에서도곡내하중에견디어야한다. 3. 상하부절연하우징에서고정중심도체의조임력에의해조립되는상하절연 물을사용하는부싱은정격전류통전에기인하는도체의열적팽창을고려하여 곡내하중을선택한다. 구매자가기준 II의하중을특별히규정하지않는한일반적으로기준 I 을적용한다. 6.6 온도상승성능온도상승성능은 8.6에따르며, 정상운전조건하에서절연재료와접촉되는금속부분의온도한도는다음과같다 -120 : RBP(Resin Bonded Paper) 및 RIP(Resin Impregnated Paper) : 류 E -105 : OIP(Oil Impregnated Paper) : 절연종류 A 절연종 일평균최고온도를뺀각부위의온도상승값은표 6을초과하지않아야한다. 약, 다른절연재료를사용할경우온도상승값은공급자가제시하여야한다. 만 -18-

19 표 6 온도범위및온도상승 6.7 유체충진, 복합물충진및유체절연부싱에대한유밀시험부싱의유밀성능은 8.7에따라유밀시험을하였을때어떠한부분에서도누설되어서는안된다. 6.8 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한기밀시험부싱의기밀성능은 8.8에따라시험하였을때어떠한부분에서도누설되어서는안된다. 6.9 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한내부압력시험부싱의내부압력성능은 8.9에따라시험하였을때절연부싱의본체또는부품에크랙이없어야한다 부분적혹은완전한가스함침부싱에대한외부압력시험부싱의외부압력성능은 8.10에따라시험하였을때기계적인손상( 변형, 파괴) 이없어야한다. -19-

20 6.11 부분방전량측정부분방선량측정은 8.11에따라측정하였을때표 7의최대방전량값을초과하지않아야한다. 표 7 부분방전량의최대값 6.12 촉진내후성촉진내후성성능은 8.12에따라시험하였을때시편의표면에크랙 ( 1 ) 이나기포등의결함이있어서는안되며, 쉐드나하우징의표시사항은읽을수있어야한다. 주 ( 1 ) 크랙이란 0.1 mm이상의침식깊이를말한다 내트래킹성및침식트래킹및침식성능은 8.13에따라시험하였을때트래킹이없어야한다 내연성내연성성능은 8.14에따라시험하였을때 V-0 급에만족해야한다 tan δ 및정전용량 tan δ 및정전용량성능은 8.15에따라시험하였을때표 8에적합하여야한다. 표 8 tan δ 및 tan δ 증가의최대값 -20-

21 6.16 가열시험가열시험은절연유에침지되어사용되는부싱에적용하며 8.16에따라시험하였을때절연체및하우징에균열, 부풀음등의이상이없어야한다. 7. 구조및재료 7.1 구조일반 부싱은중심도체, 하우징과쉐드및접속단자, 기타필요한부품으로 구성되어야하며, 외함에완전히부착되어실운전상태에서누유및가스의누설 이없어야하고, 적용기기의외함에실사용상태로부착하는데적합한구조로다 음의조건에만족하여야한다. 7.2 모양과치수 부싱의모양과치수는부싱의종류에따라관련된도면에따르고, 샘플링에의해육안검사를실시하여표면결함이없어야한다. 7.3 중심도체 부싱의중심을관통하는중심도체는동봉또는이와동등이상의우 수한도전재료를사용하여야하며, 제조자는정격전류와일치하는도체의재질및 단면적값을제시하여야하고, 연속정격전류에서허용온도이내이어야한다. 단, 도체가전격통전전류의 120% 이상으로설계제작된경우에는과부하조건에견딜 수있는것으로간주한다. 7.4 하우징과쉐드 하우징및쉐드는다음각항에적합하여야한다. a) 하우징과쉐드는중심도체를외부환경으로부터안전하게보호하고부싱의전기 적기계적특성을유지하도록내트래킹성, 내후성등이우수한폴리머재질을사용 하여도체를중심으로조립되거나, 성형된구조이어야하며, 조작시흔들림이나운 전중동작에의한충격으로몸체에균열이없어야한다. b) 하우징은실리콘, EPDM( 에틸렌- 프로필렌디엔공중합체) 같은탄성체, 싸이클 로알리파틱에폭시(cycloaliphatic epoxy) 와같은수지등의복합재료또는이와동 등이상의재료를사용하여야한다.. c) 쉐드는중심도체의축방향에대하여 45 ~ 90 의각도를유지하며, 정상상태 나외부환경으로부터영향을받을시날개의굽힘이나구부러짐이없이전기적으로 안정된구조로설계되어야하고, 난연특성을갖는재질이어야한다. d) 부싱의표면은흠이나균열, 부풀음등의결함이없어야한다. 7.5 접속단자 접속단자의구조는다음각항에적합하여야한다. a) 접속단자는 KS D 6002의제7 종, 접속단자볼트는규소청동, 스테인리스스 틸또는동등이상의것이어야한다. b) 접속단자는 PG(Parallel Groove) 크램프형또는아이볼트형으로 120% 의정격 전류를통전시킬수있는동선을완전하게접속할수있어야한다. c) 철또는스테인리스강등전기저항이큰재료를접속단자용지지대로사용하 는경우에는동또는동합금으로된전기통로를두어야한다. -21-

22 8. 시험방법 8.1 시험일반특별한언급이없는한시험은실사용상태의조건과동일한상태로신품에대하여실시한다. 8.2 상용주파내전압시험상용주파내전압시험은부싱을수직으로고정하여, 지지쇠붙이를접지하고부싱을깨끗이유지한상태에서중심도체에규정의전압을인가한후다음에따라시험한다. a) 상용주파내전압시험의주파수는특별한언급이없는한 60±2Hz의교류전압을사용하고, 이의파형은가능한정현파에가까워야한다. 만약정현파와현저하게 다른파형의경우시험전압은규정된시험전압에 을곱한최고값으로한다. b) 표준대기조건에맞게교정된규정시험전압을섬락현상또는절연재료의 손상이없도록부싱에인가하되건조내전압시험은 1 분, 주수내전압시험은 10초간 인가한다. c) 정격내전압값의 75% 까지는한번에전압을인가하고, 그이후부터는 5초에서 30초사이에 100% 까지전압을상승시킨다. d) 주수시험시주수는설치가대의수평, 수직면에대하여 45 각도를유지한상 태에서강우상태로분사시키고, 물방울은가능한가늘고균일하여야하며, 주수범 위는부싱의앞, 뒷면에골고루뿌려주어충분히적시도록한다. e) 주수량은매분 5±0.5 mm를표준으로하고, 주수에사용되는물의고유저항은 178±27 Ωㆍ m, 수온은 23±5 의주수조건으로시험한다. 8.3 충격내전압시험 충격내전압시험은부싱을수직으로고정하여, 지지쇠붙이 를접지하고부싱을깨끗이유지한상태에서중심도체에규정의전압을인가한후 다음에따라시험한다. a) 충격전압시험파형은파두시간이 1.2μs, 파미시간이 50μs 이고, 파고값은정격 충격내전압치이상이어야한다. b) 충격내전압시험은규정내전압치이상의파고값을갖는정극성의파형전압을 연속 15회인가후부극성의파형전압을 15 회인가하여실시한다. c) 연속 15회의정ㆍ부극성충격전압인가시한번도절연파괴나섬락이발생하지 않으면그부싱은이시험을통과한것이며, 2번이상파괴방전이발생하면실패 한것으로한다. d) 시험후절연물부분에결점이발견되면실패한것으로한다. -22-

23 8.4 정격열적단시간전류시험정격열적단시간전류시험은다음에따라시행한다. a) 열적단시간전류의표준값을견디는부싱의성능은다음관계식에의해증명된다. 여기에서 : 도체최종온도( ) θ f θ o : 주위온도 40 에서정격전류로연속적인운전하에서의도체온도( ) α : 구리에대해 0.8 (k/s)/(ka/ ), 알루미늄에대해 1.6 ( νs)/(ka/ cm2) t th : 규정시간( 초) I th : 규정된값과같은표준값 S e : 표면효과를고려한동일단면적( cm2) : 정격전류에상응하는총도체단면적( cm2) s t cm2 2 b) 부싱의도체최종온도가 180 이하이면열적단시간전류의표준값을견디는것으로하며, 이범위를초과할경우시험으로증명한다. c) 시험전부싱은최대대기온도에서일정한도체온도를유지하도록정격전류를인가한다. 시험후육안검사시손상이없어야하고검사시험항목을재실시하여시험전ㆍ후에검사시험결과에커다란차이가없을경우시험에통과한것으로한다. 8.5 곡내하중시험곡내하중시험은다음에따른다. a) 정격전류에따른부싱의곡내하중시험치는다음과같이제한된다. 300 N for Ir 800 A 1,000N for Ir > 800 A b) 부싱은완전하게조립하고가능한한규정된절연매질로채운다. 다른언급이없는한, 부싱은수직으로설치되어야하고적절한장치로부싱플랜지를고정시킨다. 최대동작압력보다. 1 bar ± 0.1 bar 높은압력을부성내부에인가한다. c) 하중은 60 초동안단자중앙에서부싱의축과수직으로인가하며, 한쪽의단자에만인가한다. 외기에노출되는말단에하나이상의단자를가지는부싱에대해서는연속적으로각단자에하중을인가한다. d) 부싱은시험후손상( 변형, 파열혹은누설) 이없고검사시험항목을재실시하여시험전후의검사시험결과에커다란차이가없을경우시험에통과한것으로한다. -23-

24 8.6 온도상승시험온도상승시험은다음에따른다. 시험은 3.d) 에따른유동체절연부싱을제외하고, 규정된온도범위를만족하는것이비교시험을근거로한계산에의해증명되지않는한모든종류의부싱에대해적용한다. 시험은온도상승이 2 시간동안 ±2K 이상의변화가없을때까지지속하여실시하고표 6에규정된온도범위를만족할경우시험에통과한것으로한다. 8.7 유체충진, 복합물충진및유체절연부싱에대한유밀시험유체충진, 컴파 -4 운드및유체절연부싱에대한유일시험은 20 에서 5x10 m2 /s 이상인점도를가지는유체충진부싱을제외하고, 모든유체충진혹은컴파운드충진및유체절연부싱에적용한다. 조립된부싱을 12시간동안 75 의온도가유지되도록가열된외함에넣고최대내부운전압력보다 1 bar ± 0.1 bar 높은최소압력을부싱내부에인가한다. 만약, 내부에주름이있는부싱에서의압력은제조자가지정한다. 누유의증거가없다면, 부싱은시험에통과한것으로간주한다. 누유의검증은 IEC , 부록 C의 C.2 에따라실시한다. 8.8 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한기밀시험가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한기밀시험은다음에따른다. 부싱은대기온도에서최대사용압력의가스로채운후, 플라스틱과같은밀봉된상자내에넣는다. 상자내에대기중의가스농도는 2 시간간격이상으로두번측정하여야한다. 환산한년간가스누출량이부싱내의총가스량에대하여 1% 이하인경우시험에통과한것으로한다. 8.9 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한내부압력시험가스충진혹은가스절연및가스함침부싱에대한내부압력시험은다음에따라시험하며, 시험은 1 l(1,000 cm3) 이상인내부체적을가지고, 0.5bar 보다더높은지속적인가스압력이작용하는장소에사용하기위한시험으로 IEC 60233에준한조립되지않은부싱에대해서도적용할수있다. 중공(hollow) 복합체부싱은고정장치에부착시키고시험을위한압력게이지나밸브를설치한다. 부싱은적절한절연매질로서완전히채워져야하며압력은충격을주지않는범위내에서서서히증가시킨다. 절연부싱은 5분동안 4.25 배의설계압력에견디어야하며, 절연부싱의본체혹은부품에크랙의증거가없으면시험에통과한것으로한다. 이때부속물이항복점이상의스트레스를받았더라도위와같은현상이없다면시험은통과한것으로한다 부분적혹은완전가스함침부싱에대한외부압력시험시험은 0.5bar 보다큰영구적인가스압력에서사용하기위한모든가스절연매질에침지된부싱에적용한다. 이시험은기밀시험전에실시한다. 부싱은내부가스압력이없는상태에서시험에충분히필요하도록조립설치되어야한다. 부싱이절연매질에침지된말단부분은대기온도에서정상운전조건으로탱크위에설치하고, 탱크는적절한액체로충진시킨다. 3배의외부최대운전압력을 1분간인가하였을때기계적인손상( 변형, 파괴) 이없다면시험에통과한것으로한다. -24-

25 8.11 부분방전량측정 부분방전량측정은다음에따라측정한다. 측정은모든종 류의부싱에실시하며시험방법및조건은 IEC 60270에따른다. 시험은건조상용 주파내전압시험후전압을감소시켜표 7의전압에서실시한다. 최종절연시험 후부싱의종류에따른부분방전량의최대허용값은표 7에서제시된값을만족 해야한다 촉진내후성시험 촉진내후성시험용으로쉐드와하우징시료 3 개를사용하며, 가능하면표시사항이포함되도록한다. 다음중한가지방법을사용하여각시편 을 1000 시간동안시험한다. 표시사항은자외선에직접노출되도록한다. a) ASTM G 26 또는 ASTM D 2565( 제논- 아크방법( )) b) ASTM G 154( 형광자외선) 방법( )) 주 ( 1 ) 수분없이행한시험은인정하지않는다 내트래킹성및침식시험 트래킹및침식시험은절연하우징의재료시험으로 lec 60587( 경사평판법) 시험방법에따라 4.5kV에서 6시간동안시험중또는시험 후확인시트래킹및침식으로인한시료의관통이없어야한다 내연성시험 내연성시험은 KS M 3015의 B법에따른다. 시편의개수 는 5개를 1 조로하고연소시간과글로잉시간을측정한다. 1조중 1 개가규정에 적합하지않거나, 또는 1 개조 5 개의연소시간의합계가 V-0급에적합하지않을 경우다른 1개조를사용하여재시험을실시하고 V-0급의규정치에모두적합하여 야한다 tan δ 및정전용량시험 tan δ 및정전용량시험중부싱도체에전류를인가 하지않는다. 측정은주위온도 10 및 40 사이에서아래의전압으로실시한다. - U r 36kV : 1.05U r 의부싱에대해 - U r 52kV : 1.05 U r 의부싱에대해그리고측정전압은건조상용주파내전압치를초과해서는안된다. tan δ및 tan δ의증가치는표 8에적합하여야하고, 만일그렇지않을경우 1시간뒤재시험을실시해도좋으며, 시험성적서에측정온도를기재하여야한다 가열시험가열시험은부싱이절연유에침적되어지는부분에대하여 90 이상의절연유에침적하여부싱의표면온도가일정할때가지방치한후절연체및하우징에균열, 부풀음등의이상이없어야한다. -25-

26 9. 시험종류시험의종류는인정시험과검사시험으로한다. 9.1 인정시험및검사시험인정시험및검사시험에대한성능및시험항목은표 9 에따른다. 표 9 성능및시험항목 시 험 항 목 성 능 시험방법 인정시험 검사시험 구조및재료 7 제작자도면 o o 절연강도상용주파건조내전압시험시험상용주파주수내전압시험 o o 건조충격내전압시험 8.3 o o 정격열적단시간전류시험 o - 곡내하중시험 o o 온도상승시험 o - 유체충진, 복합물충진및유체절연부싱에대한유밀시험 o o 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한기밀시험 o o 가스충진, 가스절연및가스함침부싱에대한내부압력시험 o o 부분적혹은완전가스침지된부싱에대한외부압력시험 o - 부분방전량시험 o o 촉진내후성시험 o - 트래킹및침식시험 o - 내연성시험 o - tan δ 및정전용량시험 o o 가열시험 o o 10. 표시사항 10.1 몸체표시부싱몸체의보기쉬운곳에쉽게지워지지않는방법으로최소한제조자명( 또는기호) 및제조년도를표시하여야한다. 표시는읽기쉽고내구성이있어야한다. 쉐드나하우징에표시가되었다면, 열화나내후성시험후에도읽을수있어야한다. -26-

27 KS C 배전용폴리머부싱해설 이해설은본체및부속서에규정ㆍ기재한사항과이에관련한사항을설명하는것으로, 규격의일부는아니다. 1. 제정의경위전력기기에사용되는절연부싱은주로자기제부싱이사용되어왔고현재도사용되고있으나최근고전압절연에사용되는고분자물질의신소재가개발됨에따라이를소재로한폴리며부싱이급격히자기제부싱을대체하고있는실정이다. 그러나신소재개발에따른산업수요에비해현재국내에는폴리머재질에대한규격이전무한상태로서, 폴리머제품에대한기준요구성능에대한표준화가이루어지지않아많은산업상의문제점이발생하고있다. 과제제안시에는변압기에사용되는폴리머부싱에국한하여규격을제정하고자하였으나산ㆍ학ㆍ연으로구성된전문위원회에서, 변압기에국한하여규격을제정하기보다는현재산업계의수요가활발히이루어지고있는배전급절연부싱을대상으로규격을제정하는것이보다합리적이라는제안에의해대상범위를확대하여배전용폴리머부싱으로하였다. 자기제부싱규격은 1977 년에한국공업규격으로주상변압기부싱(KS C 4307) 이제정된후수차례의규격개정및확인절차가이루어졌지만폴리머를주절연재료로사용한부싱의규격이없으므로주로사용자와제조자간의합의에따라 IEC 및 ANSI 규격을인용하여시험항목을발췌하여편법적으로사용하여제품의표준화를이루는데많은문제점이발생되어왔다. 특히폴리머부싱의성능시험은구매자의시방서에따르기때문에동일용도의부싱이구매자에따라시험항목이상이하여제품의표준화, 시험방법정립에의한성능향상, 생산의합리화, 및전기적안전성확보, 등이문제점으로대두되고있다. 또한수출품에적용할수있는국내표준규격이없으므로제품의대량생산이불가능하며, 제품생산성의저하로수출수주및납기일정불확실등의관계로인한피해를감수하고있는실정에있다. 이에따라이규격에서배전계통의옥외용폴리머부싱시험평가를통하여얻어진시험항목및시험방법들을표준규격으로제정함으로써폴리머부싱제품의품질개선및합리화를도모하고제품의안정성및신뢰성을확보하며, 수입되어사용하고있는외국제품의품질을평가하는데그중요성이있다. 이규격의제정은시험항목의선정및시험방법의결정에있어서국제관련규격의비교와국내제품의품질시험등을기본적근거로산ㆍ학ㆍ연관련전문가로구성된전문위원회의의견수렴을통하여국내현실에부흥하도록제정하였다. -27-

28 2. 국제동향옥외용폴리머부싱의제조회사는미국, 캐나다, 유럽연합국(EU), 등의선진국에서이미 30 여년간의성공적인많은사용경험을축적하고옥외고전압용고분자절연재료를외피재료로사용하여경량성이탁월한외부절연특성, 높은안정성등새로운차원의고신뢰성제품설계를구현하고있다. 대표적폴리머부싱의제조회사는 TRENCH Limited(Canada), LAPP Insulator company, Raychem, K-line Insulators(USA), ABB(Sweden), CELLPACK, Ceram Tec(Germany), ELECTRO composites Inc., Permali Insulators(UK), SIEMENS Power Generation, SEDIVER(France) 등의많은제조회사들이있다. 변압기용부싱의종류는총괄적으로유체절연부싱, 가스충진부싱, 가스절연부싱, 복합수지절연부싱, RIP(Resin Impregnated Paper) 부싱, OlP(Oil Impregnated Paper) 부싱, PRC(Paper Resin Capacitor) 부싱, POC(Paper-Oil-Capacitor) 부싱등수십종의부싱이세계각국에서제조판매되고있는실정이다. 이들부싱의품질을보증하는시험규격으로는 IEC 60137, IEC 61109, ANSI C76.1, IEEE Std 21, IEEE , JEC 211, JEC 183 및제작자규격등으로제정되어사용되고있으며 IEC, JEC 규격에서는자기제부싱에서부터폴리머부싱에이르기까지전종류의부싱에대하여시험항목, 시험방법을표준화하였고, ANSI, JEC의규격에서는부싱의종류및정격에따른표준치수를포함하여규격화하였고제조자규격에서는표준, 설계, 전기적특성, 공통규격, 재료시험등을세분화하여제품의신뢰성및품질의향상을극대화하고있다. 3. 예비평가시험 시험항목선정을위한예비평가시험은국내제품에대하여평가하였다. 외국폴리 머부싱제품의경우해당제조사에서자사제품이국내반입시모방될수있다는 우려로시험시료의소량판매를기피하여시료의구입이불가하여시험평가대상에 서제외하였다. 국내평가대상시료는중원전기공업( 주) VCB용 EPOXY 부싱, 삼흥중전기기공업( 주) 의변압기용폴리머부싱, 평일산업( 주) 의가스개폐기용폴리머부싱, ( 주) 비츠로테 크의 VCB 용폴리머콘크리트부싱을시험평가하였으며, 이들부싱에사용된재료 인실리콘고무, EPDM 고무, Epoxy 수지대하여내후성시험, 내트래킹성시험을 시행하여평가하였다. 부록 1 재료평가시험 부록 2 중원전기공업( 주) 의 EPOXY VCB용폴리머부싱시험성적서 부록 3 삼흥중전기기공업( 주) 의변압기용폴리머부싱시험성적서 부록 4 평일산업( 주) 의가스개폐기용폴리머부싱시험성적서 부록 5 ( 주) 비츠로테크의 VCB용폴리머콘크리트부싱시험성적서 -28-

29 4. 평가시험결과검토폴리머의절연재료를소재로한부싱은이미선진외국에서그들의사용실정에맞는표준시험방법으로제품에대한검증을실시하고있다. 국내에서는다수의기업이제품개발을주도하고있으나제조자와구매자시방서또는승인도면에따른시험으로성능을확인하고있는실정이다. 이평가시험에서일반적으로제품의구조치수전기적특성과재료평가시험을시행하여부표 1에서나타내었다. 평가시험결과폴리머부싱의설계에따라구조, 모양, 치수와사용절연재료의용도와특성시험상에차이가있지만본규격제정에서는사용목적에부합되고옥외용전력기기의부싱에적용되는필수적인일반요구사항및시험항목들을선정하였고부표 4의시험방법을표준화하고자하였다. 적용된참고규격은 KSC 4307, IEC 60137, ANSI/IEEE 386, ES 131, ASTM G154, IEC 60587, 60707, CEA LWIWG-01을주로적용하였다. -29-

30 부표 1 폴리머부싱의평가시험분석비교검토 시험항목 구조형상및치수 주수상용주파내전압시험 건조섬락내전압시험 부분방전량측정 온도상승시험 열적단시간전류시험 열적단시간전류검증 내굴곡하중시험 EPOXY 부싱 (36kV, 200A, 중원전기공업 ) 변압기부싱 (25.8kV, 200/400A, 삼흥중전기기공업 ) 가스개폐기부싱 (25.8kV, 200/400A, 평일산업 ) 폴리머 (25.8kV,600/1200 A, 비츠로테크 제작자시방서제작자시방서한전승인도면한전승인도면 상대지간 70kV, 1 분인가 시험전압1.2 50μs 170kV, 뇌충격전압정ㆍ부극성 15회 인가전압 31.18kV, 60s, 허용방전량 10pC 도체- 절연체, 전류 200A, 85K이하전격전류의 25kA 시험전류 88kA, 24kAp/1초외관상이상없을것도체최종온도가 180 이하 1000N/60초변형파괴유무, 상용주파부분방전 60kV/10 초 파형1.06/50μs, 정ㆍ부극성 3회 건조상태 60kV/1분주수상태 60kV/10초고주파섬락 200kHz주파수 /3~5초간인가 - - 시험전류 200A 3.7/3.5시간도체최고온도측정전격전류 15kA, 통전시간 10cycle 통전후개폐조작확인 건조, 주수 60kV 1 분인가, 섬락파괴유무 1.2/50μs 150BIL 정ㆍ부극성 15회인가 Ur를 10초인가 1.1Ur 까지감소방전량 10pC이하 도체내부최고온도측정 - - 도체최종온도가 180 이하 1250N/60초변형파괴유무, tan δ 및, 부분방전시험 tan δ 시험 Ur 인가시 0.02이하 TR을거꾸로 1분 유밀시험 - 방치후누유가 - - 없을것 기밀시험 MPa의수압을 1 분인가. - 이상유무판단 절연저항시험 - 측정결과 :2000KΩ 이상 - - 하우징재질시험 - EPDM고무 - - 수분침투시험 % NaCl % NaCl 오손액에서오손액에서 100시간끓인후 100시간끓인후육안경도변화율육안경도변화율절연강도유무 - UV 1000시간 촉진내후성시험 - 0.1mm 이상의균열 좌동

31 시험항목 EPOXY 부싱 (36kV, 200A, 중원전기공업 ) 염료침투시험 - 수분확산시험 - 트랙킹성시험 - 내연성시험 ( 난연성시험) - 접착력시험 - X선투과시험 - 가열시험 온도사이클시험 - 기계적강도시험 변압기부싱 (25.8kV, 200/400A, 삼흥중전기기공업 ) FRP봉의염료침투여부 FRP절연봉의 0.1% NaCl용액에서 100시간끓인후 12kV 전압인가, 표면섬락이없을것 IEC 60587의경사평판법 4.5kV/6시간 IEC 60707의 FV-0급 FRP봉과하우징계면의접착력보이드, 이물질의허용수량 90 로표면온도가일정할때상용주파내전압시험저온 -35, 고온 50 각 8시간 4 회. 상용주파내전압시험 - - 내한성시험 - - 가스개폐기부싱 (25.8kV, 200/400A, 평일산업 ) 폴리머콘크리트부싱 (25.8kV,600/1200 A, 비츠로테크 좌동 - 좌동 분젠버너연소정도조사 KSC 4511의시험후외관상이상유무 -20 에서 12시간방치후이상유무 굽힘시험 압력시험 ( 외부, 내부압력 ) - - 내오손시험 - - 주위온도가 20 에서내부압력 0.15 kgcm2 /, 외부압력 60 kgcm2 / 이상없을것오손도 0.35 mgcm2 / 에서 5% 섬락전압의 25.8KV 이상없을것 내아크시험 흡습시험 , 90 에서각각 24시간방치후 3회실시 N 의하중 1 분인가시이상없을것 - 오손액부착 3분후인가전압을가하여플래시오버전압측정 Ur 전격단시간전류 25kA 연속통전후 Ur 의전압인가시험 표면의 75% 이상표면처리가없어야함. 153 kgcm2 / 이상 12시간이상방치후액의침투여부확인 -31-

32 5. 제정요건 5.1 이규격( 안) 은우리나라에서생산되는옥내ㆍ옥외용의모든배전계통에서사용되는폴리머부싱에대한규격으로제정하고자하였다. 또한현재국내에서는제조되고있지않지만국내기술로제조가능하거나, 국내시장에수입판매될수있는부싱의종류에대하여서도규격화하고자하였다. 5.2 폴리머부싱에대한시험항목및시험방법은평가시험결과에따라제조자시방서, IEC 60137, IEC 61109, ANSI C76.1, KS C 4307 등과비교하여국내제품에적합하면서폴리머부싱에요구되는시험항목을주로선정하였다. 5.3 폴리머부성의주절연재료특성에관련된시험항목은한국전력공사규격인배전선로용폴리머현수애자, IEC 61109, ANSI C 29.11, CEA LWIWG-01을비교하여필요시험항목만을선정하였다. 6. 참고규격의선정국가규격(KS) 을제정하고자할때전반적인추세가 IEC 규격을기준으로하여규격을제정하고있다. 또한국내제품의동남아시아및 EU 국가에수출을고려할 때, IEC 규격에따른시험을수행하고있다. 따라서이번배전용폴리머부싱에대 한규격은 IEC 60137(Insulated bushings for alternating Voltages above 1000V) 를주로하고KS C 4307 및 ANSI C76.1과한국전력공사의구매규격( 배전선로용폴리머현수애자, 가스개폐기폴리머부싱등) 의필요사항을선정하였다. 7. 개발규격의범위및내용 7.1 적용범위현재주상변압기부싱규격 (KSC 4307) 인자기애자규격은오손을고려하지않은지역의옥내외에서사용하는유입변압기및일단접지변압기의고압측( 특고압부싱 22.9kV 용) 고압부싱(6kV 용), 저압부싱( 저압용) 의단일종류에대하여적용하고있다. 폴리머부싱의규격( 안) 은 60Hz의교류배전계통에사용하는전력용변압기, 계기용변성기, 리액터, 정지기등의절연에사용하는부싱에대하여적용할수있는규격으로제정하고자하였다. 7.2 부싱의정의및종류본규격( 안) 은국제표준을위하여용어를정의하고국내에서생산되는제품뿐만아니라추후사용가능성이있는부싱의종류들을취합하였다. 7.3 사용조건사용계통에서초과하는과전압이발생할수있으므로순시과전압상태를설정하였고, 1,000m 이하의사용고도를정하였으며그이상의고도에서사용시고도에따른아크거리의증가율을제시하였다. 또한대기온도및절연매질에따른부싱의사용온도범위를제시하였고, 특수사용상태는구매자와제조자간의협의로하도록하였다. -32-

33 7.4 정격전압부싱의정격전압은 3.6kV에서부터배전계통설비최대전압인 36kV까지로선택하였으나국내제품의경우 25.8kV 등이적용되고있어이전압을공칭정격전압으로추가하기로하였다. 7.5 정격전류정격전류는배전계통의최대전류값인 4000A 까지로선정하였고, 수출품및국내사용품을고려하여 IEC 60137에따르기로하였다. 7.6 최소공칭누설거리및모양치수배전용전력기기외함의외부에노출되는부분의누설거리는 KSC 4307 및 ANSI, JEC, 등에모양, 치수, 표준누설거리가표준화되어있으나, 국내제품의경우적용기기및정격전압에따라모양과치수가각각상이하여이를표준화한다면내수용과수출용으로적용하기에어려움이있어구매자와제조자의협의사항으로채택하였다. 다만, 협의혹은시험에증명되지않는한 IEC 60815에따른누설거리를적용하기로하였다. 7.7 부싱의색부싱의색은주절연물의종류에따라다르므로제조자시방서에표기하기로하고표준색으로채택하지않았다. 7.8 성능및특성 - 부싱의필수시험항목을설정하고시혐의조건과기준을표준화하여세분화하였다. - 전기적특성은 KSC 4307의주상변압기부싱과 IEC 60137의시험항목을주로인용하였다. - 주절연재료의물리화학적요구특성은구매자와제조자의합의에의하여제조자가제시한특성에따르기로하였고, 절연부싱이옥외에사용되므로 ANSI C 29.11, CEA LWIWG-01의폴리머하우징의시험항목을비교하여재료의열화특성시험인촉진내후성, 오손특성인내트래킹성및침식정도, 전기화재를방지할수있는내연성시험만선정하여표준화하였다. - 내트래킹성및침식시험에서 ANSI C29.11의부속서1. 2의휠트래킹시험방법을선정하였으나, 제품의모양과치수가상이하므로본시험방법에적용할수없었다. 다만재료시험으로 IEC 60587( 경사평판법) 의 4.5kV에서 6시간시험후외관검사와트래킹유무를판정하는것으로표준화하였다. - 내연성시험은유기절연재료의전기화재를방지하기위한목적으로 KS M 3015 의수직연소시험법에따라 V-0 급을표준으로선정하였다. -33-

34 7.9 구조및재료옥외용폴리머부싱의설계와절연재료들은사용에영향을주는특수한조건들이존재하는아래와같은장소에서는주의를기울여야한다. 1) 해로운공해, 오염이나증기가많은장소 2) 지나친마찰이나전도성먼지, 폭발위험이있는먼지나가스, 증기, 염분, 습한장소 3) 비정상적마찰및충격 4) 지나치게높거나낮은주위온도조건 5) 비일반적인운송이나저장조건 6) 비정상적온도조건및작동량 7.10 X-선투과시험 X- 선투과시험은재료중의보이드나이물질등을측정하는시험이지만, 분해능이우수한설비의보유가어렵고, 외국규격에도시험항목이없으므로전문위원회의건의에따라제외하기로하였다 내열성시험폴리머부싱의하우징및쉐드의한쪽끝단이절연유에침지되었을경우내유성이없는탄성체로제작되었다면큰결함을초래할수있기때문에절연유에대한내유성을확인하기위한목적으로선정하였다 시험의종류시험의종류는인정시험과검사시험으로분류하였으며, 부싱사용상중요항목은검사시험에서재확인하도록하였고시험이장시간요구되거나난해한시험은검사시험항목에서제외하였다. -34-

35 KS C 4307 (1992) ( 주상변압기부싱 ) 부싱종류 : 특고압부싱, 고압부싱, 저압부싱 정격전압 : 22.9kV, 11.4kV, 6kV, 저압용 적용기기 : 유입변압기 모양치수및구조 온도시험 구조일반 부싱의색모양, 치수누설거리 상용주파내전압시험 충격내전압시험 부표 2 국내ㆍ외부싱의규격비교 IEC 60137(995) (Insulated bushings for alternating voltages above 1000V) 자기, glass, resin, 폴리머복합재료 ANSI C76.1 (IEEE General Requirements and Test Procedure for outdoor apparatus Bushing) 자기및폴리머복합재료 한국전력구매시방서 ( 가스개폐기부싱) Silicone 부싱 Epoxy 부싱 EPDM 부싱 1000 V급이상 kV 22.9kV - 36kV 전기장치, 동기기, 스위치, 기어, 정류계 (gas, oil filled) 구조및외관검사 ( 제작자사양) 건조주수상용주파내전압시험 건조뇌충격뇌전압시험 건조또는주수개폐임펄스내전압시험 한국전력승인규격 ( 옥외용진공차단기부싱 ) 폴리머콘크리트 28.5kV, 600/1200A Oil 침지변압기가스개폐기 VCB부싱 구조및외관검사 ( 표준치수) 절연내력시험 저주파주수내전압시험 개폐임펄스내전압시험 구조. 외관. 육안검사 건조주수상용주파내전압 건조주수뇌임펄스내전압 기계적강도시험 가열시험온도상승시험온도상승시험수분침투시험 애관의냉열시험 내열적단시간전류검증시험 전파장해전압시험 (121kV & 이상) 기밀시험 외관치수검사 ( 승인도면) 상용주파내전압 뇌충격내전압시험 부분방전시험 필요한성능이므로규정 열적단시간전류시험및검증시험 애관의흡습시험곡내하중시험굴곡강도시험굽힘시험단시간전류시험 과전류강도시험 누유시험, 기밀시험가스부싱의내부압력시험가스부싱의외부압력시험 인장강도시험온도 cycle 시험 내후성시험 난연성시험 난연성시험 tan δ 시험 tan δ 시험 내트랙킹시험 흡습시험 부분방전시험 X선투과시험 내아크시험 절연탭시험 가열노화시험 내오손시험 플렌지및고정장치 견고성시험 -35-

36 부표 3 폴리머관련제품시험항목별비교 시험항목 상용주파섬락전압시험 상용주파내전압시험 뇌충격내전압시험 뇌충격섬락시험 R.I.V 시험 내아크시험 비틀림내하중시험 인장파괴하중시험 인장내하중시험 도금시험 한전구매시방서 ( 배전선로형폴리머현수애자 ) 건조섬락 A 호:145kV, B 호:130kV 주수섬락 A 호:130kV, B 호:110kV 정극성 : A호-225kV B호-190kV 부극성 : A호-275kV B호-230kV CEA LWIWG-01(91) (Dead-end/ suspension composite insulator 건조섬락 A 호:145kV, B 호:130kV 주수섬락 A 호:130kV B 호:110kV - - 한전구매시방 ( 배전용폴리머피뢰기 ) 건조 : 42kV 주수 : 36kV IEC 건조, 주수: 정격전압에따라기준값이다름 kV 시험전압 : 25kV(A 호애자) 20kV(B 호애자) 수평으로 3000 파운드의장력을가한상태로 150kA cycle 를통전하여이상없을것 5530kgㆍmm (40Lbㆍft) 7500kg (15000Lb) -Min. SML 3500kg (7500Lb) 부착량, 균일성검사 정극성 :250kV, 215kV 시험전압 : 30kV,20kV 10μV at 1MHz 좌동 ftㆍLb (55Nㆍm) kN(15000Lb) - - CSA G 164 의 7.4 항 배전용폴리머부싱규격( 안) 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정 시험항목으로선정 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 -36-

37 시험항목 뇌충격내전압 온도상승시험 단시간전류시험 굽힘내하중시험 열전단시간전류 한전구매시방서 ( 배전용폴리머현수애자 ) CEA LWIWG-01(91) (Dead-end/ suspension composite insulator 한전구매시방서 ( 배전용폴리머피뢰기 ) tan δ 시험 부분방전시험 유밀시험 기밀시험 내부압력시험 외부압력시험 IEC 정격에따라정/ 부극성각 15회 도체의최고온도측정 전격전류의전류를통전하여순간온도상수및전자기계력확인정격및설치각도에따른곡내하중값적용부싱의도체온도 180 이하확인 정격전압의전압인가시험값이 0.02 이하 정격전압을 10초간인가전압을 1.1Ur 으로감소시킨방전량 10pc이하 유동체충진부싱의종류에한하여누유시험 가스충진부싱의종류에한하여기밀시험 4.25 배의설계압력에견딜것 외부최대운전압력의 3배에견딜것 배전용폴리머부싱규격( 안) 시험항목으로선정 시험항목으로선정 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 고압유기절연재료사용으로선정하지않음 시험항목으로선정 시험항목으로선정 시험항목으로선정 시험항목으로선정 시험항목으로선정 -37-

38 시험항목 한전구매규격 ( 배전선로형폴리머애자 ) CEA LWIWG-01(91) (Dead-end/ suspension composite insulator 한전구매시방서 ( 배전용폴리머피뢰기 ) IEC (1000V 이상부싱 ) 배전용폴리머부싱규격( 안) 흡습시험 - - 내열화성시험 - - 끓는물에 100 시간동안침적후경도를측정. 변화율이 30% 이상증가하지않을것 완제품을항온조 (70 ±3 ) 에 14일간예열한후고온 (60 ±3 ) 에 1 시간, 저온 (4 ±3 ) 에 2시간을 1 cycle시험후의 RIV값이 20% 이상증가하면안되고전력손실은 50% 이상증가해서는안된다. 내오손시험 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 시험항목으로선정하지않음 내트래킹시험 (Tracking and Erosion Test) CEA LWIWG-01 의 5.6 Method IEC 의방법으로시험항목으로선정 난연성시험 IEC 의 FV 방법으로시험하여 FOV 에적합할것 IEC60707의 FV방법으로시험하여 FOV에적합할것 IEC60707의 FV방법으로시험하여 FOV에적합할것 - 난연재료사용 시험항목으로선정 가열시험 재료에대한내유성시험항목으로선정 -38-

39 부표 4 배전용폴리머부싱의시험항목및시험방법기술검토 시험항목 구조형상및치수 주수상용주파내전압시험 건조섬락내전압시험 부분방전량측정 선정여부선정면제 온도상승시험 - 열적단시간전류시험 열적단시간전류검증 - 곡내하중시험 - 시험방법및기준검토의견 의뢰자제출도면에따라구조및치수검사를실시하여이상이없을것건조상태 60kV/1 분, 주수상태 60kV/10초인가후섬락및절연파괴가없을것 1.2x50μs, 170kV 의정, 부충격전압을 15회인가시섬락및절연파괴가없을것 정격전압이상을인가 1.1Ur 까지감소시킬때부분방전소멸전압이 10pC 이하일것 도체- 절연체에공칭전류을인가하여, 도체내부최고온도를측정하여허용범위이내일것 표준전류값의 25 배/2초인가후외관상이상없을것 - 도체최종온도가 180 이하일것 정격전류및부싱의설치각도에따른하중값에서견딜것 tad δ 시험 Ur 인가시 0.02이하 유밀시험 - 기밀시험 - 유체유입부싱및유체충진부싱은누유가없을것 0.15MPa의수압을 1분인가후이상유무판단. 절연저항시험 - 측정결과 : 2000MΩ이상 하우징재질시험 수분침투시험 - 촉진내후성시험 - EPDM고무 NaCl 오손액에서 100시간끓인후경도변화율, 절연강도유무 - UV 1000시간 0.1mm 이상의균열 절연설계변경으로외관및구조검사시험실시부싱의정격및절연설계변경에따른절연내력확인으로시험실시부싱의정격및절연설계변경에따른절연내력확인으로시험실시 부싱의정격및절연설계변경에따른절연내력확인으로시험실시 도전부에대하여주어진시간과일정한크기의전류를견딜수있는능력을보고자하는시험으로시험실시도전부에대하여주어진시간과일정한크기의전류를견딜수있는능력을보고자하는시험으로시험실시도전부에대하여주어진시간과일정한크기의전류에견딜수있는능력을보고자하는시험으로시험실시부싱의기계적굴곡하중시험이므로시험실시부싱의고전압유기절연재료특성으로부분방전및곡내하중시험전후확인시험으로실시부싱의부착견고성시험으로시험실시부싱의부착견고성시험으로시험실시부싱의고전압유기절연재료특성이대등하고, 절연강도시험으로인증되므로시험면제부싱의절연설계에따른재료선정이상이하므로시험실시현수애자에적용되는시험, 부싱의설계및재료에따라상이하므로시험면제부싱의절연설계에따른옥외재료선정이므로옥외열화특성으로재료평가시험결과에따라시험실시 -39-

40 시험항목 선정여부 선정 면제 염료침투시험 FRP봉의염료침투여부 수분확산시험 - 시험방법및기준검토의견 FRP절연봉의 0.1% NaCl용액에서 100시간끓인후 12kV 전압인가. 표면섬락이없을것. 트랙킹성시험 - IEC 60587의평사평판법 4.5kV/6시간 내연성시험 ( 난연성시험) - IEC 60707의 FV-0급 접착력 - FRP봉과하우징계면의접착력 X선투과시험 - 보이드, 이물질의허용수량 가열시험 - 온도사이클시험 기계적강도시험 표면온도가일정할때상용주파내전압시험 저온 -35, 고온 50 에서각 8시간 4회상용주파내전압시험 KSC 4511 의시험후외관상이상유무. 내한성시험 에서 12 시간방치후이상유무. 굽힘시험 - 압력시험 ( 외부, 내부압력 ) - 내오손시험 - 내아크시험 - 흡습시험 N의하중 1분인가시이상없을것. 주위온도가 20 에서탱크내부압력 0.15 kgcm2 /, 외부압력 60 kgcm2 / 이상 없을것. 오손도 0.35 mgcm2 /, 5% 섬락전압의 25.8kV에서이상없을것 Ur 에서전격단시간전류 25kA 연속통전후 Ur 의전압인가시험 표면의 75% 이상표면처리가없어야함. 153 kgcm2 / 이상 12시간이상방치후액의침투여부확인 현수애자에적용되는시험, 부싱의설계및재료에따라상이하므로시험면제 현수애자에적용되는시험, 부싱의설계및재료에따라상이하므로시험면제 부싱의절연설계에따른옥외재료의내오손옥외열화특성으로시험실시 부싱의옥외재료의화재에대한안정성시험으로시험실시 현수애자에적용되는시험, 부싱의설계및재료에따라상이하므로시험면제 현수애자에적용되는시험, 부싱의설계및재료에따라상이하므로시험면제 절연유에침치되어사용되는부싱에대한내유성시험으로서시험실시 현수애자에적용되는시험, 부싱의설계및재료에따라상이하므로시험면제 현수애자에적용되는시험, 부싱의설계및재료에따라상이하므로시험면제 현수애자에적용되는시험, 부싱의설계및재료에따라상이하므로시험면제 현수애자에적용되는시험, 부싱의곡내하중시험을시행하므로시험면제 부싱의절연설계에따른옥외재료선정이므로옥외열화특성으로시험실시 부싱의절연설계에따른옥외재료선정이므로옥외열화특성으로성능확인되므로시험면제( 오손지역제품시험시협의 ) 부싱의뇌충격섬락시험으로입증되므로시험면제 자기재료부싱에적용되는시험이므로면제 -40-

41 8. 전문위원회 8.1 제 1차전문위원회회의 회의일자 : 장소 : 한국전기연구원전기연구소회의실 회의주제 : - 배전용부싱의적용범위 - 부싱의정격전류별, 종류 - 부싱의절연종류별분류 - 부싱의형상및치수의표준화 - 부싱의시험항목선정 토의내용 : a) 적용범위 - 국내수요보다수출에목적이있으므로 IEC 60137에서적용하고있는배전급저 압부싱(1000 V 급) 에서초고압부싱까지적용범위를정하여주어진기회에폴리머 부싱으로규격( 안) 을제정 - 배전용부싱과송전용부싱의종류및정격전압이상당히차이가있다. 이러한 모든부싱을폴리머부싱규격( 안) 으로제정하기란과제기간이 1년으로불충분하 므로배전용변압기부싱으로제한하는것이바람직함 - 초고압부싱은과제화하여규격을제정할필요성이있음 - 배전용변압기부싱으로국내일부수요만충족할뿐수출에전혀무관한규격이 될수있으므로모든배전기용전력기기( 변압기, MOF, 개폐기, 옥내용전력기기) 까 지범위를한정하여 배전용폴리머부싱 으로규격( 안) 의제정이요망 b) 부싱의정격전류별 - 신규규격( 안) 의제정은쉬운일이아니다. 분류를세분화하면단기간(1 년) 에너 무복잡하므로특고압과저압으로분류함 - 정격전압별로배전용부싱에서특고압, 고압, 저압부싱으로 level만정하여규 격안 ( ) 제정 - 정격도최소한의규격( 안) 을정하도록하고폴리머부싱으로서규격으로제정하 는것이바람직함 - 모든사용부싱은검토한후기본모델을정하도록함 c) 부싱의절연종류별분류 - 폴리머부싱은재료에따라특성이상이하기때문에시험항목을세분화하여분 류 - 현재국내제품으로서는 EPOXY 부싱, EPDM 부싱, Silicone 부싱이므로국외유 명회사의제품인오일충전, 가스충진부싱등국외제품도종류별로이규격( 안) 에수용함으로써국제적으로인정받을수있는규격으로제정 -41-

42 - IEC 규격에따른거의모든종류의부싱이국제적으로특히동남아, 유럽연합국에서사용되고있으므로 IEC에모든사용부싱을검토하는것이바람직함 d) 부싱의형상치수표준화 - 규격( 안) 에서부싱은성능을만족시키면모양, 치수, 형상등은제조회사의고유모델이므로제조자의사양에따르도록명시 - 국가규격은표준화를목적으로하고있으나, 획일적으로형상과치수를표준화하면사용절연재료의특성상표준화하기는어려우므로사용목적에따라적합한절연거리를두는것이타당함 - 색상은제조자사양에따름 - 인입리드선의형상( 정격전류별도체단면적) 은제조자사양에따름 - 중심도체의통로, 즉도체함침형, pipe형등은업체도면에따름 - 최소공칭누설거리는표준화하지않고, 사용상태에따라적용할수있도록규격( 안) 에누설거리계산식으로유도함 e) 부싱의시험항목선정 - 부싱의기본적인시험항목과적용하는기기에따른특성을적용하고고분자절연재료의특성을총괄한항목으로선정 - 시험항목을최대로하거나표준규격( 안) 을가장상위급으로제정하면각제조사의어려움이따르므로최소한의필수시험항목만선정하여규격( 안) 제정필요 ( 한전의구매시방서참조요망 ) - 폴리머가주절연재이므로배전용폴리머현수애자에따른전시험항목은부싱에적합하지않은항목이있으므로부싱에최소한의성능을보장할수있는항목만선정할필요가있음 - 시험항목은부싱의평가를위한시험이있으므로그결과를다음전문위원회에상정하고될수있는한국제규격인 IEC 60137의시험가능한시험항목에대하여평가하는것이타당함 -42-

43 부표 5 제 1차전문위원회회의결과 주제잠정결론비고 부싱의적용범위 부싱의정격전압, 전류별종류 부싱의절연종류별분류 부싱의형상, 치수표준화 부싱의시험항목선정 - 배전용폴리머부싱 으로규격( 안) 제정 ( 배전용 : 변압기, 변성기, 가스개폐기, 유입개폐기, 기타정지기, 등) - 초고압폴리머부싱은다음과제화로제정토록요망 - 정격전압으로분류되어특고압, 고압, 저압부싱으로규격( 안) 재정 - 동남아및유럽연합국의수출을고려하여 IEC 60137에적용하고있는모든절연부싱의종류를대상으로적용 - 시험은제조자의시방서에따르면부싱규격( 안) 에는모양, 치수를일반시험사항에삽입하여 Type test항목으로함 - 부싱규격( 안) 을제정하기위한평가시험후항목을선정함 - 시험항목은 lec 60137에따름 IEC 60137의배전급정격전압까지참조 IEC 60137의용어정의검토 KSC 4307, lec 60137, ANSI C.76 참조 표준화평가시험에서항목선정후재검토 8.2 제 2차전문위원회일시 : 장소 : 한국전기연구원전기연구소회의실회의주제 : 1 차폴리머부싱표준규격( 안) 검토검토내용및결과 - 어휘의정리가필요 - 용어의정의 에서사용가능성이없는절연부싱의종류삭제필요 - 사용상태 는현재한국전력공사가수용가이므로되도록, 한국전력공사의구매시방서를따르도록함 - 내트래킹성시험은 ANSI 29.1( 배전용폴리머현수애자) 의 wheel 트랙킹시험은부싱의형상에따라시험이불가하므로 IEC 60587의재료트랙킹시험에따르는것이타당함 - 한국전력공사규격에요구되는내오손시험, 내아크시험은고압절연물에중요한항목이지만내아크성은뇌충격시험으로내오손시험은내트랙킹시험으로재료의유무를가름할수있으므로시험항목에선정하지않음 -43-

44 - 구조시험및재료에부싱의필요구성부품을명기하고사용절연재료명도표기하는것도고려해야될사항임 - 정격전압및정격전류는외국수출품에사용되는정격을선정해야하지만국내에서유통되고있는배전계통의정격을추가로삽입하는것이바람직함 - 특수사용상태를세분하여명기하고이상태의사용은사용자와제조자의협의에따르도록함 8.3 제 3차전문위원회회의 일자 : 2001년 07월 18일 장소 : 한국전기연구원전기연구소회의실 회의주제 : - 부싱평가시험결과검토 - 폴리머부싱규격안 ( ) 2 차검토 부싱평가시험내용및결과 A) 고전압용부싱평가내용 - 사용주절연재료 : EPOXY 주형수지도체함침 - 정격 : 36kV, 200A, 8.8kA - 제작사 : 중원전기공업( 주) a) 시험항목의선정 : 한국전기연구원에서피시품에대한시험가능한항목 b) 평가시험결과 : 시험성적서첨부 c) 시험평가의문제점 - 전기적및기계적특성시험은 EPOXY 절연재료도양호하나소재재료의시험은 완성품에서시료제작이불가하므로시험생략하였음 - 대상전기기기가없으므로플렌지및고정장치의견고성시험이불가하여평가 시험에서제외 B) 주상변압기폴리머부싱평가내용 - 사용주절연재료 : EPOXY부에 EPDM하우징및쉐드 - 정격 : 25.8kV - 제작사 : 삼흥중전기기기공업( 주) a) 시험항목선정 : 피시품으로시험가능한항목주절연재료의재료분석전항목 ( 배전용폴리머현수애자항목) b) 시험평가결과 : 시험성적서첨부 -44-

45 c) 시험평가의문제점 : - ANSI 29.1(polymer composite insulator) 의 Tracking wheel 시험에서시료취부 불가 ( 형상및구조에따른문제점) - X-ray 투과시험은 EPOXY 봉과 EPDM 하우징계면간의접착상태를관찰할수 있으나표준화하기에는문제점이있음 - 변압기외함의고정부분상단에절연유침적시내유성에대한검토필요 - 오손시험결과충분한누설거리를유지하고있어양호한결과를나타냄 폴리머부싱규격안 ( ) 2차검토 - 순시과전압의내용수정: 계통의최대상-대지간전압은정격전압을 으로나눈값 을초과할수있다. - 대기온도및절연매질의주위조건에서의온도 : 옥내용에도적용가능하도록 -25 이하에서도선정이필요하다. - 절연 강도 시험 중 상용주파내전압 및 뇌충격 내전압에서 정격전압 22.9kV, 25.8kV 추가수정제의 - 중심도체의 120% 이상정격전류 : 제시된도체단면적값의 120% 이상은도체 단면적의적용기준값을제시하여수정하였다. - 트랙킹침식시험은 IEC 60587의경사평판법중 4.5kV에서 6시간이상으로표 준화하기로하였다. - 시험의종류 : 검수시험항목선정필요 8.4 제 4차전문위원회회의 일자 : 2001년 7월 27일 장소 : 한국전기연구원전기연구소회의실 회의주제 : 최종배전용폴리머부싱규격( 안) 심의검토 검토내용및결과 : - 배전계통의부싱규격으로서원안대로함 - 차기년도초고압부싱도표준화할필요대두 - 전문위원중부싱제조회사생산활동발표 -45-

46 9. 규격개발중에특히문제가된사항 9.1 내트래킹시험항목내트래킹시험은 CEA LWIWG-01의시험방법은 Method 2 또는 Method 1 중에서 선택하기로검토되었으나폴리머부싱구조상 IEC 60587의경사평판법에대한시 험으로내트래킹특성을확인하기로전문위원회에서결정하였다. 9.2 X-선투과시험시험항목중 X-선투과시험은재료중의보이드나이물질등을측정하는시험이지만, 폴리머부싱구조및재료특성상시험기준이불명확하며분해능이우수한설비의보유가어렵고, 외국규격에도시험항목이없으므로삭제하기로전문위원회에서결정하였다. 10. 적용범위및현안사항현재생산판매되는폴리머변압기부싱은주상변압기용폴리머부싱, 보호장치내장형일단접지변압기부싱, 2차저압폴리머부싱으로한국전력배전처구매시방서에의해성능을평가받고있다. 옥외배전용폴리머부싱규격은당초이들유입변압기의폴리머부싱으로서 22.9kV 용, 6kV 용, 저압용부싱에대한표준규격을제정하려고하였다. 전문위원회의토의와협의를거쳐변압기부싱뿐만아니라배전계통의모든폴리머부싱의규격화가이루어져야한다는의견으로변압기, 변성기, 가스개폐기, 유입차단기, 옥내용기기의부싱에적용할수있는국가규격의필요성때문에배전용폴리머부싱으로명칭을바꾸어다시규격비교검토과정이이루어졌다. 대부분한국전력구매규격은폴리머가스개폐기부싱, 저압폴리머부싱, VCB 폴리머 composite 부싱, 보호장치내장형변압기폴리머부싱등이제정되어있지만각제품의특성에따른시험항목들이구매자요구특성에따르므로정리되지않은상태에있다. 본규격에서는주로국제규격인 IEC 60137의규격을근거로작성되었고, 표준규격화가어려운부분에서는공급자와사용자간의협의를두어규격이외의사항을명시하도록하였다. -46-

47 11. 원안작성위원회의구성표 회사명전화번호직급성명비고 한국전기연구소 책임기술원심대섭초안작성 책임기술원박성균 책임기술원소진중 책임기술원박병락 책임연구원조한구 선임기술원김규섭 선임연구원김인성 선임기술원허종철 표준기술원 공업연구관김상구 화인폴리머( 주) 대표이철호검토 한국전력공사 과장박상호 동우전기공업( 주) 상무김평중 삼흥중전기기공업( 주) 이사전수남 일진전기공업( 주) 계장송석관 중원전기공업( 주) 차장김남열 대진전기기술연구소 차장신승호 계룡산업( 주) 차장김종만 인하대학교 교수허창수 -47-

48 부록 1 재료평가시험 1 절연재료의특성 1.1 내트래킹시험내트래킹성은 IEC 60587의경사평판법으로 60mA 이상의전류가 2 초이상흐르면트래킹으로판정하게되며, 그림 1은 IEC 경사평판법의시료배치와전극구성도를나타낸다. 상부및하부전극을시료에부착하고, 상부전극과시료사이에오손액이균일하게흐르도록 8 매의여과지(filter paper) 를겹쳐상부전극과시료사이에끼워정량펌프(peristaltic pump) 로오손액을공급한다. 상부전극과하부전극의거리는 50±0.5mm 이며, 수평으로부터 45 로유지하여실험하였다. 트래킹파괴는고압회로에 60mA 이상의전류가 2초간연속적으로흐를때의시간과도전로 (carbon track) 가하부전극으로부터 25mm의표시에도달하는시간으로평가하는데전자를내트래킹성의평가기준으로하였으며, 실험조건은표1에나타내었다. 전극의재질은내화학성이우수한 STS 316을사용하였으며누설전류는 6 시간측정하였다. 오손액은 0.1% NH 4 CI 수용액에 1 종류의계면활성제를첨가하였고, 바이온계계면활성제는 isooctyl phenoxy polyethoxyethanol 를계면활성제로사용하였다. 계면활성제의농도는 IEC Publ 와 IEC Publ 을근거로 0.02% 로하였다. 시료의중량손실은 digital balance(mettler toledo GB 204) 로이용하였으며, 시료표면을물로세척하고 80 에서 1시간건조하여서서히냉각한후중량측정을하고트래킹실험후다시탄화분해물을시료로부터제거하고 80 에서 1시간건조시킨후측정하였다. 오손액의유량과직렬저항은인가전압을상승시킴에따라증가시키며인가전압에따른오손액의유량과직렬저항은 0.60m l/min의속도로시료표면에흘려주면서 4.5kV 의전압을인가하였다. -48-

49 그림 1 내트랙킹시험의시료배치와전극 표 1 Test conditions of tracking for evaluation 1.2 접촉각시험고분자재료의가장중요한특성중의하나인발수성( 젖음성) 을평가하는시험이며, 표면과물방울사이에형성되는접촉각으로결정된다. Cahn사의 dynamic contact angle meter인 DCA 315를사용하여 EPDM/Silicone 알로이의경시적인활성화도는 20 의실론으로접촉각을측정하였다. 용액은탈이온증류수 6μl를 sessile drop 형태로시료표면에적하하여시료표면과물방울계면이확대되어나타난모니터를통해접촉각을 10회연속측정을하여평균값을나타내였다. 전진접촉각과후퇴접촉각을측정하여 hysteresis 를구하였다. 그림 2는접촉각의각도를나타낸것이다. -49-

50 그림 2 접촉각각도 -50-

51 1.3 내촉진내후특성 각시료를형광 UV-B lamp 시험기에노출시켜 ASTM G 154 에준하여 1000 시간까지가속열화하였다. 그림 3은시험기의구조를나타낸것으 로시험조건은 60 의자외선(UV) 에서 6시간및 50 의응축(condensation) 에서 2 시간을 1 cycle로하여반복하는조건으로 1000시간가속열화하였으며 500시간마 다시험편을꺼내어각각평가하였다.( 그림 3) 그림 4는실험에사용한 UV-B lamp 의태양광과비교한에너지분포를나타낸것이다. 내후성에영향을미치는인자는태양광선, 공기중의산소, 온도, 습도, 바람, 공기중 의오존, 아황산가스및오염물질등이며그중태양광선의영향이가장크다. 태양 광선중에서도고분자재료의광열화에가장크게작용하는부분은 nm영 역의자외선(ultraviolet) 으로막대한양의양성자(quantum) 에너지를갖고있어서광 열화를개시한다. 지표에도달하는태양광은표 2와같은파장별 intensity 를갖고있다. 원래의태양 광중 400~800 nm 영역은가시광선(visible) 으로서전체광에너지의 52% 를차지하 며약간의광열화를일으키지만거의조사되는광에너지는재료의 heating에기여 하며, 800 nm 이상은적외선(infrared) 으로전체광에너지의 42% 를차지하며광열 화에는전혀관계없이 heating 에만기여한다. 나머지 8% 정도가자외선으로이것 은막대한양의양성자에너지를갖고있어서고분자재료를열화시킨다. 실제광 열화의원인은 290~400nm의자외선이며특히 290~320nm의자외선은고분자재료 의화학결합을파괴시킬정도의큰에너지를갖고있으며열화의주원인이된다. 200~400nm영역의자외선중 290nm 이하는대기의오존층에의해완전히흡수되 므로지구에도달되는단파장은거의없다. 그러나태양광중자외선이차지하는부분은전체복사에너지의 10% 미만이지만 자외선은적외선이나가시광선보다더큰에너지를나타내므로짧은파장영역의자 외선양이어느정도존재해있어도광화학반응에따른열화는아주크다고할수 있다. UV-B Iamp는형광 lamp중에서가장널리사용되는 lamp로알려져있으며자외선 파장범위는 290nm이하의큰자외선에너지를방출함으로짧은기간에장기간의자 외선에의한영향을평가하는데유용하게사용되고있다. 그림 3은 lamp와시료의 배치의단면을나타낸것으로응축조건을표시하고있다. 본연구에서는자외선에 의한촉진내후열화조건은상온, 상압의일반대기중에서진행하였으며, 자외선 조사시간을 4 시간, 응축시간을 4시간으로하여 8시간을 1주기로하여특성변화를 측정하였다. -51-

52 그림 3 QUV cross section of during testing period 그림 4UV-Blamp와태양광의파장별에너지 분포 -52-

53 표 2 UV에너지파장에따른열화반응기여율 2. 폴리머부싱하우징및쉐드의재료평가시험결과 2.1 Epoxy 수지 a) Epoxy 수지의내트래킹성시험 -53-

54 b) Epoxy 수지의접촉각시험결과 시험전 500시간후 1000시간후 그림 5 자외선열화전접촉각 ( 표면발수성) 시험전 500시간후 1000시간후 그림 6 자외선열화후접촉각 ( 표면발수성) 저하 -54-

55 2.2 Silicone 고무 compound a) Silicone 고무 compound 내트래킹시험결과 b) Silicone 고무 compound 접촉각시험결과 -55-

56 내후시험前의접촉각 ( 시편 A) 1000 시간열화후접촉각( 시편 A) 내후시험 前의접촉각( 시편 B) 1000 시간열화후접촉각( 시편 B) 내후시험 前의접촉각( 시편 C) 1000 시간열화후접촉각시편 ( C) 그림 7 실리콘고무의접촉각 -56-

57 그림 8 실리콘고무의자외선 1000 시간열화후내트래킹 2.3 EPDM compound 2.3.1) EPDM compound 내트래킹시험결과 500시간내후시험후트래킹시험한결과 1000시간내후시험후트래킹시험한결과 -57-

58 1500시간내후시험후트래킹시험한결과 2000시간내후시험후트래킹시험한결과 2.3.2) EPDM compound 접촉각시험결과 -58-

59 a. 초기시료의접촉각 - EPDM 시료 A - EPDM 시료 B -59-

60 b. 내후성 1000시간시험후시료의접촉각 - EPDM 시료 A - EPDM 시료 B -60-

61 부록 2 중원전기공업( 주) VCB용 Epoxy 부싱시험성적서 -61-

62 1 구조형상및치수 -62-

63 2 주수상용주파내전압시험 전압인가개소 시험전압 (kv) 인가시간 (Min) 결과 상-대지간 70 1 양 3 건조섬락내전압시험 전압인가개소시험조건결과 상-대지간 시험전압 : 1.2x50μs, ±170kV 뇌충격전압정ㆍ부극성 15회 양 4 부분방전량측정 전압인가개소형식시험조건시험결과결과 인가전압 : 31.18kV 상-대지간 Cast epoxy resin 인가시간 : 60s 1.2pC 양 허용방전랑 : 10pC 5 온도상승시험 측정점시험전류온도상승한도결과 연결부 Copper (uncoated) 금속부절연등급 :E 200A 85K 이하 양 -63-

64 6 열적단시간전류시험 6.1 시험회로와시험조건 Test circuits and parameters 항목 Fig. HP01 Testing Lab. HPL 전원주파수 Hz 60 상수 1 연결 Y 발전기중성 E 전류제한리엑터 CLR Ω 18 연결 Δ/Y 변압기탱크 비 kv 18/0.25 중성 - 직렬저항 R s Ω - TRV 단락점 조절 저항 R e Ω 캐패시턴스 C e μf - 저항 R L Ω - 리엑턴스 L L Ω - 캐피시턴스 C L μf - 저항 R T Ω - 캐피시턴스 C T μf - E Note) E : 접지, I : 절연, P, s, & Y : 변압기병렬, 직렬, 델타와스타접속 변압기변압비는상-대지간전압에기준함 -64-

65 6.2 시험조건과결과 Test conditions 시험회로시험전류시험주파수시험기간 Fig. HP01 8.8kA, 24kAp 60Hz 1s 시험결과 시험전상태 신품 시험번호 시험전류 비고 l l l l l l HPC l l l l l l(ka) 10.4 Duration(sec) 0.83 시험중및시험후상태 외관상이상없음 결과 양 -65-

66 6.3 열적단시간전류시험후확인시험 계산법조건결과 Item 3.3 of IEC 137 도체의최종온도가 180 이하양 7. 내굴곡하중시험 7.1 등급 등급조건결과 운전하중 수직으로부터 30 이내에설치 Level II : 500N 양 시험하중 Level II : 1,000N 양 7.2 골내하중후확인시험 시험항목조건결과 외관시험이상없음양 건조상용주파내전압시험시험전압 :70kV/60s 양 부분방전시험 인가전압 : 31.18kV/60s 허용방전량 : 10pC 2.3pC 8 시험결과및검토 8.1 적용규격(lEC 60137(1995) 및제조자의시방서에준하여시험한결과양호끝. -66-

67 시험회로그래프 -67-

68 피시품사진 -68-

69 Short-time and peak withstand current test -69-

70 온도상승시험 -70-

71 열적단시간내전류시험 (bushing) 1 계산공식 여기서 : θf : final temperature of the conductor, in degrees Celsius θ0 : temperature of the conductor in degrees celsius, under continuous operation with IN at an ambient temperature of 40 α : 0.8(k/s) / (ka/ cm2) 2 for copper 1.8(k/s) / (ka/ cm2) 2 for aluminium Ith : standard value as specified above, in kiloamperes St : total cross-section in square centimeters corresponding to IN Se : equivalent cross-section taking account of skin effect tth : rated duration as specified above, in seconds 2 계산결과 200A( 20) 에서온도 : 43 이부싱은 θf가 180 를초과하지않는다면, Ith의기준치이상의값에견딜수있을것으로판단됨. -71-

72 부록 3 삼흥중전기기공업( 주) 의변압기용폴리머부싱시험성적서 -72-

73 1 구조및외관검사 1.1 구조검사 시험항목시험기준시험결과판정 개폐기상부에위로향하게취부되어야하며, 재질은폴리머 Rubber 로서공동이나금, 흠등이 양호 폴리머부싱 없고견고하며방습형일것 접속단자및 접합부는절연유가새거나공기가스며들지않도록패킹처리될것 전선접속단자는 Clamp type으로 mm2의동또는 AI 전선접속이가능할것 양호양호 (Clamp type) 양 접지단자 접지단자는 mm2의동전선을확실히체부할수있는구조일것 양호 2.2 외관치수검사 -73-

74 2 온도상승시험 -74-

75 3 단시간전류시험 3.1 순시비대칭전류시험 시험조건 시험전류 15kAasym 주파수 60 Hz ± 20 % 통전시간 10 cycles 시험결과 시험전상태 일반특성시험후 시험회로 : Fig. HP01 시험번호 R 상 시험전류 S 상 T 상 시험주파수 (Hz) HPC I (kaasym) 통전시간 (cycles) 19 이하여백 60 시험중또는시험후상태 전류통전후개폐조작의이상유무확인결과외관상이상없음 -75-

76 3.2 1s 대칭전류시험 시험조건 시험전류 10kA 주파수 60Hz ± 20% 통전시간 1s -76-

77 3.3 10s 대칭전류시험 시험조건 시험전류 3.5kA 주파수 60Hz ± 20% 통전시간 10s -77-

78 4 유밀시험 시험방법시험기준시험결과판정 개폐기를거꾸로하여 l분간방치 1분간방치후누유가없을것누유없음양 5 상용주파내전압시험 6 뇌충격내전압시험 시험조건( 단시간전류시험전/ 후) -78-

79 7 절연저항시험 8 하우징재질시험 시험구분시험기준시험결과판정 몸체 (Housing, shed) 폴리머재질 EPDM 고무 양 9 수분침투시험 9.1 외관검사 시험방법및기준시료시험결과판정 CEA LWIWG 항의방법으로 0.1% NaCI 용액에서 100시간동안끓인후녹거나부서지는상태가보이지않아야하며, 크랙이없어야한다. #1 이상없음 #2 이상없음 #3 이상없음 Attachment HV08 양 참조 9.2 경도시험 -79-

80 9.3 상용주파전압시험 10 촉진내후성시험 시험방법및기준시료시험결과판정 CEA LWIWG 항의형광자외선방법(ASTM G53) 으로 1,000시간시험후시료표면에 0.1mm 이상의균열이나기포등의결함이없어야한다. #4 이상없음 #5 이상없음 #6 이상없음 양 11 염료침투시험 시험방법및기준시험결과판정 ANSI C29.11의 7.4.1항에따라 Core를길이방향으로 10mm±0.5mm 로자르고연마한후유리용기에지름이 1~2mm의스틸볼을바닥에깔고그위에시료를올려놓고 1% 의훅신용액( 메탄올) 을볼의 2~3mm 높이까지붓고 15분방치후모세관현상에의해염색용액이상단까지올라오는가를확인한다. ( 시편 10 개) 염색용액이올라오지않음 양 -80-

81 12 수분확산시험 시험방법및기준시험결과판정 ANSI C29.11의 7.4.2항에따라 Core를길이방향으로 30mm±0.5mm로자르고연마한후세척하여 0.1% NaCI용액에서 100±0.5시간동안끓인다음세척하여건조시킨다. 시료를전극사이에넣고초당 1 kv의속도로전압을상승시켜 12 kv 전압을 1 분간인가했을때시료에서관통파괴나표면섬락이일어나지않아야한다.( 시편 6 개) 이상없음 양 13 트래킹시험 시험방법및기준시험결과판정 IEC 60587의시험방법 1에준하여 4.5kV에서 6시간전압인가시트래킹이없어야하며, 60mA 이상의전류가흐르지않아야한다. ( 시편 5 개) 이상없음 양 14 내연성시험 IEC FVO ( 시편 5 개) 시험방법및기준시험기준시험결과판정 각시험편의연소시간 5개시료의 10회총연소시간 10초이내 3초 50초이내 16초 2번째연소후총적열시간 30초이내 9초 Clamp까지의연소여부 연소하지않을것 양호 불꽃용융적하물 불꽃용융적하물이없을것 양호 양 -81-

82 15 접착력시험 시험기준시료시험결과판정 애자의몸체에서날개를 Sheath 두께와일치되게남긴상태로제거하고면도칼등을사용하여코아속까지파이도록코아축방향및 6.4mm 폭으로평행하게자르고, Vice grip등으로 Sheath를 FRP 코아로부터벗겨냈을때 Sheath와 FRP 코아의접착면이분리되지않아야한다. # 7 이상없음 # 8 이상없음 # 9 이상없음 양 16 X- 선투과시험 구분 보이드 이물질 최대크기허용수량최대크기허용수량 시험기준 시료 #10 시험결과시료 #11 시료 # mm 이하없음없음없음 0.05mm 이상이 16cm3당 30개이하 없음없음없음 0.250mm 이하없음없음없음 0.05mm 이상이 16cm3당 15개이하 없음없음없음 판정 양 17 뇌충격내전압시험 시료번호인가부위시험전압 (kv) # 1 # 2 # 3 극성 인가횟수 ( 회) 파형 ( μs) 단자-대지간 125 정, 부 15회 1.03/50.5 시험결과이상없음 판정 양 -82-

83 ㆍ 시험조건 18 가열시험 시료번호 시험방법및기준시험결과판정 #13 KS C4307의 6.6항에따라부싱을90 의열유로에 #14 #15 지지쇠붙이의하부를침지한상태로부싱표면온도가일정할때까지방치한후외관검사및상용주파내전압시험을실시하였을때이상이없어야한다. 이상없음 양 19 온도사이클시험 시료번호 #16 #17 #18 시험방법및기준시험결과판정 시료를저온 -35 ± 5 및고온 50 ± 5 에서각각 8 시간이상냉, 열순으로하여 24시간을 1주기로 4회반복해서실시한후외관상변형이없고상용주파내전압시험을실시하였을때절연에이상이없어야한다. 이상없음 양 20 시험결과검토 20.1 상기시험은제시된시료에대하여제조자구매시방서에의하여시험한결과임끝. -83-

84 피시품사진 -84-

85 부록 4 평일산업( 주) 의가스개폐기용폴리머부싱시험성적서 -85-

86 1 폴리머붓싱시험 시험항목시험기준시험결과판정 내한성시험 -20 에서 12시간방치한후상온으로되돌려겉모양검사시이상이없을것 양 호 상용주파내전압 : 절연강도시험 건조상태 60kV /1분주수상태 60k/l0초 충격파내전압 : 150kV(1.2x50μs) 양 호 ANSI C 29.11의 7.1.5항에의거시험 수분침투시험 하였을시수분이침투하지않아야하며 절연강도시험에이상이없을것 KSC 4511(1990) 의8.12.(3)(b) 항에따른시험 후, 부싱내부도체의이완, 기밀불량, 단자기계적조임나사의이완발생등의이상이없을것. 강도시험시험전, 후에주회로용외부접속단자접촉부의 양 호 접촉저항을측정하여변화가없을것 기밀시험 0.15MPa(1.5kgf/ cm2) 의수압을 1분간인가시기밀불량발생이없을것 양 호 고주파 200kHz의주파수를가진섬락전압을3~5초간섬락시험인가하였을때부싱각부에이상이없을것 양 호 ASTM G53의 UV B Lamp에서 1,000시간 내후성시험 촉진내후성시험후 0.1mm 이상의균열이 양 호 없을것 난연성시험 IEC 60707의 FVO 방법으로시험 양 호 경사평판법 IEC 60587에따라시험하였을때 내트랙킹시험 AC 60Hz, 4.5kV에서 6시간동안트랙킹 양 호 파괴가없을것 굽힘시험 1000N의하중을 1분인가시이상이없을것 양 호 PS ~868의 4항 X 선투과시험 Rubber Bushing의중앙부분에서좌우 10cm지점에좌우폭 10cm X-Ray 투과 - 기포 최대크기 : 0.07mm이하 허용수랑 : 0.05mm이상 30 개/16cm2 - 이물질 최대크기 : 0.25mm이하 허용수량 : 0.05 mm이상/16cm2 양호 ( 기포, 이물질없을것 ) 양 -86-

87 2 압력시험 시험상태 구분 Tank 내부압력 ( kgcm2ㆍ / G) 주위온도 ( ) 시험결과판정 외부압력시험 이상없음 내부압력시험 이상없음 양 -87-

88 3 내오손시험 시험방법 - 오손도 : 0.35 mgcm2 / - 오손방법 : 분무법 - 전압인가방법 : 오손액부착 3분후전압을인가하여섬락전압측정 - 전압인가회수 : 10회 시험기준 5% 섬락전압이 25.8kV 이상일것 시험조건 : 온도 23, 기압 1011hPa, 습도 65% 시험결과 (kv) (5% 섬락전압) 판정 50 이상양 온도상승시험그래프 -88-

89 피시품사진 -89-

90 부록 5 ( 주) 비츠로테크으I VCB용폴리머콘크리트부싱시험성적서 -90-

91 1 구조외관검사 1.1 구조외관검사 항목검사내용판정 구조일반 전기도체와취부금구가 Polymer concrete에의해몰딩구조일것 부싱접합부는 O-ring 처리될것 겉모양검사 부싱표면에균열, 얼룩및주름이없을것 양 도금상태 부심도체는은도금일것 1.2 치수검사 -91-

92 2 온도상승시험 -92-

93 3 상용주파내전압시험 시료번호 #1 Note 1) 시험구분건조 1) 주수 인가부위 붓싱단자 - Flange 접지 구분 시험전압 (kv) 인가시간 (s) 시험전압 (kv) 인가시간 (s) 주파수 (Hz) 상용주파건조내전압시험은굽힘내하중시험후실시하였음 시험결과 이상없음 판정 양 시험조건( 건조상태/ 주수상태) 4 뇌충격내전압시험 ㆍ시험조건 -93-

94 5 굽힘내하중시험 시료번호 시험방법 시험하중 (N / kgf) 시험결과 판정 한전승인시방에따라하중을부싱축의 # 1 수직방향으로 60초간인가하였을때부싱이파손및변형이없어야하며, Tan δ, 부분방전및절연시험을실시하였을때 1,250 / 127 이상없음 양 이상이없을것 6 온도Cycle시험 시료번호 시험방법 시험기준 시험결과 판정 # 3 한전승인시방에따라부싱을항온조내에넣은상태로실온에서저온 -20 로내려 2시간유지하고다시실온으로온도를올려 2 시간유지후 +90 에서 2시간유지하는것을 1Cycle로하여 3Cycle 을실시 시험후외관상이상이없고부분방전시험을실시하였을때이상이없을것 이상없음 양 ㆍ Osc. HV03 참조 7 Tan δ 시험 -94-

95 8 부분방전시험 시료번호측정부위시험조건기준치 (pc) 시험결과 측정치 (pc) 판정 # 1 # 3 부싱단자 - Flange 접지 한전승인시방에따라시험전압을정격전압(25.8kV) 까지상승시켜 10초간유지후전압을 25.8kVx1.1/ (16.4kV) 로내려서부분방전전하량을측정 10 이하 굽힘내하중시험전 1) 2.0 굽힘내하중시험후 2.0 온도사이클시험전 2.0 온도사이클시험후 4.0 양 9 내오손시험 -95-

96 10 단시간전류시험 시험조건 시험전류 주파수 25 ka, 62.5 kap 60Hz 통전시간 1.0s -96-

97 11 내아크시험 시험조건 시험전류주파수통전시간피시품설치 25kArms 60Hz 15 cycles 아크발생을위하여직경 0.1mm copper wire를 Fig. HP03와 같이설치함 12 시험결과검토 12.1 적용규격( 한국전력공사승인시방) 에따라실시하였음끝. -97-

98 항목 시험회로및회로정수 시험회로및회로정수 Fig. HP01 Fig. HP02 시험실 대전력대전력 1실 1실 Power frequency Hz Number of phase 3 1 Generator Current limiting reactor CLR connection Y Y neutral E E A 상 Ω B 상 Ω C 상 Ω connection /Y P/P Transformer 18/ ratio kv bank /24 neutral E E Resistance in series R s Ω - - TRV tuning element Resistance R e Ω - - Resistance R T Ω - - Capacitance C e μf - - Capacitance C T μf - - Resistance R L Ω - - Load Resistance L L Ω - - Capacitance C L μf - - Short circuit point E E Note)E: 접지,I: 비접지,P,S, &Y: 변압기병렬, 직렬,delta,star결선변압기변압비는상전압기준 -98-

99 시험회로도 -99-

100 Photo DT 01 - 피시품사진 -100-

101 Photo DT 01 - 내아크시험후피시품상태 -101-

102 KS C Polymer Bushing for Distribution Lines KOREAN STANDARD ASSOCIATION -102-

103 -103-