전기기기의 절연강도

전기기기의 절연은 그 사용전압에 견디는 것은 물론이고, 각 종의 이상전압에 대해서도 단독으로 혹은 피뢰기와의 협조를 통해서 견디지 않으면 안된다. 즉, 수변전설비의 절연협조를 진행시키기 위해서는 전기기기의 절연이 상용주파에서 ms의 개폐서어 지, μs의 뇌서어지 영역에 이르기까지 각종 전압에 어떻게 견디는가를 알아둘 필요가 있다.

1. 절연계급과 시험전압 절연계급이란 전기기기 및 전기설비의 절연강도를 나타내는 계급을 말하고다음과 같이 보통 이것들 이 사용되는 계통의 공칭전압에 대응한 호수로 표시된다. 예를 들면 66kV의 계통에는 60號가 154kV 및 187kV의 계통에는 140號가 적용된다.

공칭전압 33kV 이하의 계통에서는 표준레벨A 및 저레벨B의 절연계급이 있고 저레벨B의 절연계급은 뇌서어지의 침입빈도가 적을 때 혹은 피뢰기 등의 보호장치에 의해 이상전압이 충분히 낮은 레벨로 억제돼 있을 때에 적용된다. 또 공칭전압 22kV 이상의 계통에서 S가 붙은 절연계급은 피뢰기의 보호범위 밖에서 사용하는 콘덴서 계기용변압기등에 적용된다. 이런 절연계급에 대응해서 뇌임펄스내전압시험치 및 상용주파내전압시험치(실효값)가 정해져 있다. 전자는 BIL(Basic Impulse Insulation Level)라고도 하여 절연레벨의 기준을 정하는 것이다. BIL은 절연계급 20호 이상의 비유효접지계에 대해서는

BIL = 절연계급× 5 + 50[kV]

라 정해져 있다. 이 검증시험은 표준뇌임펄스전압파형(파두길이 : 1μs, 반파고시간 : 40μs)의 전압을 대지간에 양 음 각 3회 인가해서 실시된다. 실외기기의 경우에는 또 注水상태에서 인가가 추가된다. 그리고 후자 의 상용주파내전압시험치는 공칭전압의 약 2.3배의 전압이 정해져 있다. 이 검증시험은 실내기기에 대해서는 건조상태에서 대지간에 1분간 인가하고, 옥외기기에 대해서는 다시 같은 전압을 注水상태 에서 10초간 인가한다. 개폐임펄스에 대한 시험전압값은 공칭전압 500kV 계통에만 규정되어 있고 275kV 이하의 계통에서는 규정되어 있지 않다. 이것은 275kV 이하의 계통에서는 뇌임펄스 및 상용주파의 내전압시험에 합격하 면 실용상 개폐임펄스전압에 견딘다고 간주되기 때문이다.

2. 절연의 열화, 수명 일반적으로 기기의 내부절연은 경년적으로 열하하여 내전압치가 낮아진다. 이것은 내부절연을 구성 하고 있는 유기절연물(프레스보오드, 콤파운드, 종이, 천 등)이 코로나의 발생, 흡습, 가열, 기계적 또는 전기적 스트레스에 의해 물리적 변화를 하기 때문이다. 특히, 큰 영향을 주는 코로나의 발생은 인가되는 전압과 시간에 관계된다.