
전기 시스템의 매혹적인 세계를 탐구하면서 종종 간과되지만 안전과 효율적인 전력 전송을 보장하는 데 중요한 역할을 하는 한 가지 구성 요소가 있습니다. 절연체. 겉보기에 간단해 보이는 이 장치들은 원치 않는 전류 누설을 방지하여 전기 회로의 무결성을 유지하는 데 필수적입니다. 이 가이드에서는 절연체의 기본 원리와 여러분이 접할 수 있는 다양한 유형에 대해 살펴보겠습니다.
절연체는 본질적으로 전압과 기계적 응력을 모두 견디도록 설계된 장치로, 서로 다른 전위를 가진 도체 사이 또는 도체와 접지된 부품 사이에 위치합니다. 다양한 유형의 절연체가 있으며, 각각 고유한 모양과 구조를 가지고 있습니다. 설계는 상당히 다양할 수 있지만, 모든 절연체는 기본적으로 절연체와 연결 하드웨어라는 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다.
전선의 초창기를 떠올려 보세요. 당시에는 주로 나무 기둥에 절연체를 사용했습니다. 시간이 흐르면서 전압이 높아짐에 따라 절연체도 정교해졌습니다. 오늘날에는 고전압 송전탑에 원반 모양의 절연체가 줄지어 매달려 있는 것을 흔히 볼 수 있습니다. 이 여러 개의 원반은 연면거리(절연체 표면을 따라 흐르는 경로)를 늘려, 특히 습하거나 오염된 환경에서 절연 성능을 향상시킵니다. 전통적으로 이러한 원반은 유리나 세라믹과 같은 재료로 만들어집니다.
절연체는 변화하는 환경 조건과 전기 부하에도 불구하고 그 무결성을 유지해야 한다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 기계적 또는 전기적 스트레스로 인한 고장은 전체 전력선을 손상시켜 수명과 운영 효율에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

전기 절연체 분류
절연체의 다양한 세계를 더 잘 이해하기 위해 우리는 몇 가지 주요 특징을 기준으로 절연체를 분류할 수 있습니다.
1. 설치 방법별
서스펜션 애자: 이러한 제품은 고전압 가공 송전선로와 발전소 및 변전소의 연성 모선(flexible busbar)을 절연하고 기계적으로 고정하는 데 널리 사용됩니다. 이 범주에는 송전선로에서 가장 흔히 사용되는 디스크형 현수 애자와 일부 지역에서 인기를 얻고 있는 막대형 현수 애자가 있습니다.
핀형 절연체: 주로 발전소와 변전소에서 모선과 전기 장비를 절연하고 기계적으로 고정하는 데 사용됩니다. 또한 단로기나 회로 차단기와 같은 다른 전기 장치의 구성 요소로도 사용되는 경우가 많습니다. 핀형 절연체는 저압 배전 및 통신선에서 흔히 볼 수 있는 핀형 기둥형 절연체와 고압 변전소에서 자주 사용되는 막대형 기둥형 절연체로 세분될 수 있습니다.


2. 단열재에 따라
도자기 절연체: 이러한 절연체의 절연 부분은 석영, 장석, 점토를 혼합하여 소성한 세라믹 소재인 전기 자기로 만들어집니다. 자기 표면에는 일반적으로 유약 처리가 되어 기계적 강도를 높이고, 수분 흡수를 방지하며, 표면을 매끄럽게 합니다. 자기 절연체는 신뢰성과 비용 효율성으로 인해 가장 널리 사용되는 절연체 중 하나입니다.
유리 절연체: 이 절연체는 절연 부품으로 강화 유리를 사용합니다. 유리 절연체의 독특한 특징은 고장 시의 거동입니다. 균열이나 전기적 고장이 발생하면 유리 절연체가 작은 파편으로 부서지는데, 이를 "자체 산산조각"이라고 합니다. 이러한 자가 진단 기능 덕분에 작동 중 "영점" 감지가 필요 없습니다.
복합 절연체: 합성 애자라고도 하는 이 애자는 유리섬유 수지 심봉(또는 튜브)과 셰드(shed) 및 스커트(skirt)가 있는 유기 소재 하우징으로 구성됩니다. 작은 크기, 가벼운 무게, 높은 인장 강도, 그리고 오염된 환경에서의 섬락 저항성이 특징입니다. 그러나 노화 저항성은 도자기 및 유리 애자만큼 높지 않을 수 있습니다. 복합 애자는 막대형 현수 애자, 절연 크로스암 애자, 기둥 애자, 중공 애자(복합 부싱) 등 다양한 유형을 포함합니다. 복합 부싱은 변압기, 서지 피뢰기, 회로 차단기, 커패시터 부싱, 케이블 종단과 같은 다양한 전력 장비에서 도자기 부싱을 대체할 수 있으며, 높은 기계적 강도, 가벼운 무게, 엄격한 치수 공차와 같은 장점을 제공하는 동시에 비산으로 인한 손상을 방지합니다.



3. 전압 레벨별
저전압 절연체: 저전압 배전 및 통신선에서 사용하도록 설계되었습니다.
고전압 절연체: 고압 및 초고압 가공 송전선과 변전소에 사용됩니다. 다양한 전압 레벨을 수용하기 위해, 동일한 유형의 여러 개의 단일 애자 유닛을 직렬로 연결하여 애자 스트링 또는 다중 섹션 애자 기둥을 형성하는 경우가 많습니다.
4. 환경 조건에 따라
오염 방지 절연체(오염 방지 절연체): 오염 수준이 높은 지역에서 사용하도록 특별히 설계되었습니다. 일반적으로 셰드(shed)와 스커트(skirt)의 개수가 많을수록 연면거리가 길어집니다. 셰드와 스커트의 형상 또한 자연적인 오염 축적을 최소화하도록 최적화되어 오염으로 인한 섬락에 대한 저항성을 향상시킵니다. 방오 애자의 비연면거리는 일반적으로 20%에서 30%이며, 일반 애자보다 더 깁니다. 오염 섬락이 발생하기 쉬운 지역에서는 강력한 자가 세척 능력과 손쉬운 수동 세척으로 인해 이중 셰드 애자가 일반적으로 사용됩니다.
5. 전압 유형별
직류 절연체: 주로 직류(DC) 송전 시스템에 사용됩니다. DC 절연체는 일반적으로 AC 오염 방지 절연체보다 연면 거리가 깁니다. 절연 부품은 더 높은 체적 저항률(50°C에서 10Ω·m 이상)을 가지며, 연결 하드웨어에는 전해 부식을 방지하기 위해 희생 전극(아연 슬리브 또는 링 등)이 장착되는 경우가 많습니다.
6. 고장 특성별
A형(비천공형) 절연체: 이 제품은 건조 플래시오버 거리가 건조 펑크 거리의 3배(주조 수지 유형의 경우) 또는 2배(기타 재료의 경우)를 넘지 않도록 설계되었습니다.
B형(펑크형) 절연체: 이러한 단열재의 경우, 관통 거리는 건조 플래시오버 거리의 3분의 1(주형 수지 단열재의 경우) 또는 절반(기타 단열재의 경우) 미만입니다. 건조 플래시오버 거리는 단열재 외부 표면을 따라 공기가 통과하는 최단 경로를 의미하며, 관통 거리는 단열재 자체를 통과하는 최단 경로를 의미합니다.
주요 기능 및 요구 사항
절연체의 주요 기능은 전기적 절연과 기계적 지지를 제공하는 것입니다. 이를 위해 다양한 전기적 및 기계적 성능 요건이 명시되어 있습니다. 예를 들어, 지정된 작동 전압, 낙뢰 과전압, 내부 과전압 하에서 절연체는 표면에서 절연 파괴나 섬락이 발생해서는 안 됩니다. 마찬가지로, 절연체는 지정된 장기 및 단기 기계적 부하를 고장이나 손상 없이 견뎌야 합니다. 또한, 지정된 기계적, 전기적 및 환경적 조건에서 장시간 작동 후에도 심각한 성능 저하가 발생해서는 안 됩니다. 절연체의 하드웨어는 라디오 또는 텔레비전 간섭을 방지하기 위해 작동 전압 하에서 눈에 띄는 코로나 방전을 방지하도록 설계되어야 합니다. 절연체가 대량으로 사용되므로 연결 하드웨어의 호환성 또한 중요한 요건입니다.
또한, 절연체 기술 표준은 절연체의 종류와 적용 조건에 따라 다양한 전기적, 기계적, 물리적, 환경적 시험을 요구합니다. 이러한 시험은 절연체의 성능과 품질을 검증하는 데 필수적입니다.
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결론
전기 절연체는 전력 시스템에서 필수적인 부품으로, 전기의 안정적이고 안전한 송전 및 배전을 보장합니다. 전기 공학이나 유지보수에 종사하는 사람이라면 누구나 다양한 절연체 유형과 그 용도를 이해하는 것이 매우 중요합니다. 견고한 자기 및 유리 절연체부터 가볍고 고성능의 복합 소재에 이르기까지, 모든 절연체는 현대 사회의 전력 공급에 중요한 역할을 합니다.
전기 절연체에 대한 추가 질문이 있거나 특정 요구 사항에 대한 도움이 필요한 경우 주저하지 마십시오. 문의하기. 저희가 도와드리겠습니다!