애자 (Insulator)

 

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1. 애자의 개요

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  ▣ 전선을 전기적으로 절연시켜 지지물에 취부하기 위하여 사용하는 애자는 다음과 같은 요건을 갖추어야 한다.

 가. 선로의 상전압에 대하여는 물론 지락사고나 선로의 개폐시에 생기는 이상전압에 대하여도 충분한 절연 내력을 가질 것.

 나. 비, 눈, 안개 등에 대하여도 필요한 전기적 표면저항을 갖고 누설전류가 미소할 것.

 다. 전선의 자중, 바람, 눈 등에 의한 외력이 가해졌을 경우에도 충분한 기계적 강도를 가질 것.

 라. 오랫동안 사용하여도 전기적 및 기계적 특성의 열화가 적을 것.

 마. 온도의 급변에 견디고 습기를 흡수하지 말 것.

 바. 가벼울 것.

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 ▣ 이들의 조건들을 만족시킬 애자의 절연체로는 경질자기로 된 것이 널리 쓰이고 있다.

    ⊙ 최근에는 Silicone Rubber를 소재로 개발된 폴리머 애자가 그 장점을 인정받고 있어 앞으로 확대 사용예정으로 있다.

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2. 애자의 종류

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가. 재질에 의한 분류

  ① 자기애자     ② 유리애자     ③ 합성수지애자

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나. 형상에 의한 분류

  ① 핀애자     ② 현수애자     ③ 지지애자     ④ 장간애자     ⑤ 내무애자

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3. 현수애자(Suspension Insulator)

  ▣ 우리나라 154kV이하의 송전선로에 가장 많이 사용되고 있는 애자는 볼-소켓형 현수애자로서 ANSI 규격 25,000Lbs,

       36,000Lbs 급이며 표준규격은 [표 1]과 같다.

    ⊙ 345kV 송전선로에 사용하고 있는 애자는 볼-소켓형 현수애자로서 IEC 규격 120KN, 160KN,

    ⊙ 210KN, 300KN급 애자를 사용하며, 2도체 송전선로에서는 120KN, 160KN, 4도체 송전선로에서는

         210KN, 300KN급 애자를 주로 사용하고 있다. 애자의 표준 제원은 [표 2]와 같다.

[표 1] 볼-소켓형 현수애자 표준규격

 

항 목		단 위	25,000Lbs	36,000Lbs
애자직경 × 높이		mm	254 × 146	254 × 146
볼의 규격(Ball Size)		mm	18	22
과전 파괴하중		kg (LB)	12,000 (25,000)	16,500 (36,000)
타격 내하중		kg-cm (in-LB)	69 (60)	104 (90)
인장 내하중		kg (LB)	6,000 (12,000)	8,250 (18,000)
장시간 내하중		kg (LB)	7,000 (15,000)	11,000 (24,000)
누설거리		mm	280	280
상용주파 건조 섬락전압		KV	80	80
상용주파 주수 섬락전압		KV	50	50
50% 충격섬락전압 (1.2 × 50us)	정	KV	125	125
	부	KV	130	130
유중파괴전압		KV	110	110

 

[표 2] 345kV 선로에 사용 중인 애자규격

 

특 성	2B 현수개소	2B 내장개소	4B 현수개소	4B 내장개소	4B 오손지구, 현수개소
Diameter (mm)	10” (254)	10"	11" (280)	12" (320)	320
Spacing (mm)	146	146	170	195	170
Coupling (mm)	20	20	20	24	20
E-M강도(KN) (LBS)	120 (25,000)	160 (36,000)	210 (46,000)	300 (66,000)	210 (46,000)
충격파 건조 내전압 (KV)	70	70	75	85	90
충격파 주수 내전압 (KV)	40	40	45	50	55
50% F.O.V (KV)	125	125	130	145	175
누설거리 (mm)	318	318	370	460	550
애자 색깔	회색	갈색	회색	갈색	회색
표 시	120kN (25,00Lbs)	160kN (36,00Lbs)	210kN	300kN	210kN-FOG
애자개수	1×20 EA 또는 2×20 EA	2×20 EA	1×18 EA 또는 2×18 EA	2×16 EA	1×18 EA 또는 2×18 EA

 

 

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폴리머 애자(Polymer Insulator)

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1. 애자의 개요

  ▣ 폴리머는 같은 종류 또는 다른 종류의 고분자를 중합하여 생기는 화합물을 말하며,

       이 중합체를 이용하여 만든 애자를 폴리머 애자라 한다.

       즉, EPDM(Terpokymer of Ethylene Propylene Diene Nonomers), Silicon rubber, Epoxy 등을 지칭하며

       Composite Insulator 라고 한다. 우리나라에서는 ‘98년부터 154kV용 폴리머 애자를 사용 하고 있다.

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2. 장 단점

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가. 장점

  ① 내오손성이 뛰어남

  ② 초 경량성, 방폭성, 내진성, 경제성 양호

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나. 단점

  ① 코로나, 아크, 자외선에 취약

  ② 장기수명 예측 곤란

  ③ 경년변화 특성 불명확

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3. 외국사례

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  가. Vandalism(무의식적인 파괴 충동욕구 및 파괴행위)으로 사격이나 투석에 의한 애자파괴가 빈번히 발생하여

       이를 예방하는 차원에서 폴리머 애자를 사용하기도 하나

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  나. 부드러운 외피 절연부를 조류가 쪼아 손상이 발생되기도 한다.