전기절연유 8종 천연에스테르에 관한 두서없는 내용들

국내에 천연에스테르를 이용한 전기절연유가 시판되고 KS C 2301에도 8종으로 등록된 상황에서

각종 해외규격(IEEE, IEC, ASTM 등)을 참고하여 기억할 만한걸 두서없이 나열 중

 

천연에스테르를 이용한 변압기 관련한 사실들

1.  천연에스테르에 용해된 수분의 존재는 가수분해 반응을 촉진한다

    절연유에서의 수분관리가 ppm 단위로 이루어지는 반면에 절연지는 %단위로 이루어진다

    따라서 절연지의 초기 수분의 존재로 가수분해 반응이 빠르게 이루어질 것이고

   이는 변압기 가동 초기에 전산가의 급격한 증가가 이루어진다

   참고로 가수분해에서 발생되는 지방산은 장쇄 유기산이며 유해한 것으로 간주되지 않는다.

 

2.  천연에스테르는 일반적인 광유계 절연유보다 동점도가 높다

    이는 샘플링시 샘플 내에 기포가 많이 발생할 수 있는 여지가 있고 이는 절연파괴전압이 낮아지는 오해를 사게 된다

    따라서 실온에서 15분 정도 이상 정치 후 절연파괴전압을 측정하는 것을 권장한다

 

3.  천연에스테르도 광유계 절연유와 같은 가연성 가스의 발생이 확인되지만 발생환경과 발생양을 다르다

    3.1 에탄은 천연에스테르의 주요성분인 리놀렌산의 산화에서 생성되며 정상적인 조건의 변압기 가동시에도

         수백 ppm까지 상승한다 (이것은 결함이 아닌 Stray Gassing으로 간주된다)

         에탄 생성은 작동 온도에 따라 몇주에서 몇달 후에 평준화되는 경향이 있다

         또한 태양광, 형광등에 노출되면 에탄의 양이 증가할 수 있다

         (특히 DGA (Dissolved Gas Analysis) 시험 전 샘플 용기는 자외선 노출을 피해야 한다)

 

    3.2 탄소 산화물은 천연 에스테르 액체의 열분해로부터 셀룰로오스의 열분해로 인한 탄소 산화물 생성을 가리거나

         혼동할 수 있는 양과 비율로 생성될 수 있다.

         이는 셀룰로오스계 절연지의 열화로 인해 발생되는 탄소산화물을 절연유의 분석을 통해 확인 가능하며

         이는 변압기 수명 관리에 매우 중요하나 이러한 판단에 오류를 줄 수있음을 의미한다

 

   3.3  가연성 가스가 가열에 의해 생성되지만 비율은 광유계 절연유에서의 생성과 다르다

 

4. 천연에스테르는 가스의 흡습성이 (-)를 갖는다 : ASTM D 2300

   변압기의 가동으로 발생되는 가열 등에 의해 변압기 재료의 열화 등이 발생하게 되면서 생성되는 가스를 포집할 수

   있음을 의미하는 것으로 해석할 수 있다

   이는 일반적인 광유계 절연유의 (+) 값을 갖는 것과 대비되는 특성으로 가연성 가스의 발생량이 광유계 절연유와 비교

   분석시 많아도 오히려 폭발 위험도는 낮을 수 있음을 의미할 수 있다고 판단된다.

   참고로 천연에스테르의 가스흡습성은 -50 ~ -90 uL/min라고 알려져 있다.

 

상기 내용은 IEEE C57.147의 일부를 해석하고 개인적인 의견도 함께 기술했다.