변압기 절연유 종류 - byeon-abgi jeol-yeon-yu jonglyu

1. 유입 변압기 (Oil-filled Transformer)  

유입 변압기는 철심에 감은 코일을 절연유로 절연한 변압기로 A종 절연 변압기로 허용 최고 온도는 105도입니다. 주변에 흔히 볼 수 있는 형태로는 전봇대 위에 달려있는 변압기가 있습니다. 일반적으로 옥외용 변압기로 사용됩니다.

1) 장점

 ① 가격이 저렴하며 일반적으로 널리 사용됨  

 ② 소음이 적고 충격 내 전압이 높음 (A종 150KV)

   : 충격 내 전압이 몰드 변압기에 비해 높기 때문에 차단기 2차 측에 별도 Surge 흡수기 (SA)를 설치하지 않아도 됩니다.

 ③ 옥내, 옥외 등 설치 장소에 크게 구애받지 않음

2) 단점

 ① 절연유의 발화 온도가 낮고 연소성이 있음

    : 발화의 위험때문에 대용량 변압기는 별도 안전 장치가 필요합니다.

 ② 과부하 시 열화되기가 쉬움

 ③ 옥내에 설치할 경우 절연유의 유출 등을 고려해야 함

2. 몰드 변압기 (Mold Transformer)

몰드 변압기는 에폭시 수지로 몰딩한 변압기로 최근 건축물의 초고층화, 밀집화 등으로 인해 빌딩, 병원, 공장 등의 옥내용 변압기로 많이 사용되고 있습니다. 유입 변압기의 경우 절연유의 화재 위험과 관리 문제, 건식 변압기의 감전 위험 등 때문에 많이 보편화되고 있습니다.

발전소에서 생산한 전력을 먼 거리까지 보낼 경우 전력 손실을 줄이기 위하여 고압 소전류의 전력으로 송배전하게 된다. 그리고 이를 수전할 때 사용처에 맞게 저압 대전류의 전력으로 바꾸게 되고 경우에 따라서는 그 반대로 저압 대전류를 고압 소전류로 바꾸는 것이 필요한데 이때 사용하는 것이 바로 변압기이다.

쉽게 말해 전자기 유도현상을 이용해서 전압을 높이거나 낮추는 장치인 것이다. 변압기는 절연을 위한 재료로 무엇을 사용하느냐에 따라 오일(유입) 변압기(Oil Transformer), 몰드 변압기(Mold Transformer), 건식 변압기(Air Transformer)로 나뉩니다.

오일 변압기(Oil Transformaer)는 가장 흔한 형태의 변압기로 변압기 내부 철심에 감은 권선을 절연유(기름)를 사용하여 절연하는 변압기입니다. 이때 절연유(절연 등급 A종)가 허용하는 최대 온도는 105도입니다. 소음이 적고 충격에도 강합니다. 옥내 옥외 등 설치 장소에 구애를 받지 않습니다. 대체로 유지보수가 쉽고 점검이 용이하며 부속장치들도 간단히 설계되어 있어 경제적입니다. 습기에도 강하고 절연 강도도 뛰어나 범용 변압기로 많이 쓰입니다. 우리가 흔히 볼 수 있는 전봇대 위에 달려있는 변압기가 바로 이 오일 변압기가 되겠습니다. 다만, 아무래도 기름을 사용하다 보니 화재의 위험이 있어 대용량의 경우 별도 안전장치가 필요합니다.

다음은 몰드 변압기(Mold Transformer) 입니다. 일반 건물에서 많이 사용하는 변압기로 에폭시 수지에 권선을 잠기게 하고 그 주위를 다시 기계적 강도가 높은 (딱딱하다는 의미입니다.) 에폭시 수지로 몰딩한 변압기입니다. 오일 변압기에 비해 가격은 비싸나 대신 화재에 강하고 에너지 효율이 높으며 습기에도 강합니다. 유지보수고 간단한 편으로 오일 변압기와 같이 많이 쓰이는 변압기입니다. 병원, 공장, 빌딩의 옥내용 변압기로 흔히 사용됩니다. 단점으로는 충격에 따른 절연성이 떨어지므로 별도로 VCB차단기를 설치해야 하는데 VCB 차단기는 개폐 Surge가 많이 발생하므로 이를 대비하기 위해 Surge Absorber 같은 추가 대책이 필요합니다. 또한 외함없이 옥외에 설치가 불가합니다.

끝으로 건식 변압기(Air Transformer) 입니다.

변압기 코일을 유리섬유 등의 열에 잘 견디는 절연물로 처리(H종 절연제의 경우 180도 이상 견딜 수 있다.)한 변압기입니다. 절연유가 없기에 화재나 폭발의 위험이 현저히 줄어듭니다. 유지보수도 간단합니다. 또한 절연유를 채워야 하는 오일 변압기에 비해 크기가 작고 무게도 아주 가벼워 큐비클 함 내부에 설치가 가능합니다. 공기 대신 육플루오린화황(SF6) 같은 절연성이 우수한 가스를 공기 대신 사용하여 밀폐된 탱크 속에 넣은 건식 변압기도 개발되었습니다.

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전기절연유는 동종업계 사람들은 OT라고 부릅니다.

OT란 Oil of Transformer의 약자로서 변압기 오일이라는 말입니다.

변압기란 일반 전봇대에 둥그렇게 생긴 것(일명 주상변압기)부터 일반 대로에 케이스에 담겨 있기도 하고

아파트 단지 내 지하 변전소 등에 있기도 하고 산 속에 있기도 하고 아무튼 여러 곳에 있답니다.

이러한 변압기는 발전소 등에서 발생된 전기는 특고압으로 이러한 고압의 전기를 변압기를 통해 전압을 낮춰

일반 가정 및 산업단지 등에 공급하기 위한 장치를 말합니다.

중요한 장치라고 할 수 있겠지요?

변압기의 종류는 유입식 변압기, 몰드형 변압기 등으로 구분할 수 있으며 전기절연유란 유입식 변압기에 충진 되는

절연체를 말합니다.

유입식이라는 말은 油入式  즉 말 그대로 오일이 들어간 변압 기라란 소리랍니다.

그렇다면 왜!!!

변압기에 왜 오일이 들어갈까요?

일단 변압기의 내부는 간단하게 설명드리면 구리선으로 이루어진 코일이 구성되어 있습니다.

변압기 케이스도 어차피 전도체이다 보니 이 케이스에 전기가 통한다면 변압기를 관리하는 전기기사 등은

전기에 감전되는 사고가 발생할 수 있으므로 전기절연유는 절연성능이 생명입니다.

또한 고압의 전기가 변압기로 유입되면 코일 측에서는 열이 발생하게 됩니다.

구리 또는 은 등이 전도체로서 우수한 성능을 발휘하지만 이것들 역시 전기저항이 발생함은 당연한 것이고 이렇게

저항이 발생함에 따라 자연적으로 열이 발생하게 됩니다.

이렇게 발생되는 열을 냉각시키지 않으면 과열이 일어나게 되고 이는 곧 폭발 사고가 일어날 수도 있는 상황이

발생할 수도 있답니다.

그렇기에 변압기 내부에 전기절연유를 충진함으로써 가열되는 코일을 냉각시키기 위함이 전기절연유를 충진 하는

이유가 되겠습니다.

그리고 변압기의 규모가 커질수록(작은 주상변압기도 예외 없습니다만) 코일 주변에서 발생하는 열이 전기절연유에

의해 냉각이 된다 하지만 이 말은 코일에서 발생하는 열이 전기절연유로 옮겨지는 것이라 생각하시면 됩니다.

즉, 전기절연유의 유온이 상승하는 결과가 발생하게 됩니다. 이런 상황에서 전기절연유가 대류 현상이 없으면 냉각

효과는 있으나 마나 한 결과가 됩니다. 국부 과열이 발생하게 되는 것이지요.

따라서 최상의 전기절연유라 함은 기본적으로 우수한 절연성능과 대류가 잘 일어나서 냉각 효과가 우수하여야 하는

것입니다.

이해되시는지요?

다시 말씀드리지만 전기절연유의 핵심 성능은 절연과 냉각입니다.

- 아래는 2021.11.22 확인 수정 사항입니다. - 

전기절연유는 현재 KS C 2301에 규정되어 있으며 KS C 2101에 따라 시험방법이 규정되어 있습니다.

전기절연유의 종류는 1종~8종까지로 구성되어 있고 각 종별로 4~5개의 류별로 구분되어 있습니다.

참고로 각 종별로 주성분이 구분되어 있어서 아래와 같습니다.

1종 ; 광유(미네랄)

2종 ; 알킬벤젠

3종 ; 폴리부텐

4종 ; 알킬 나프탈렌

5종 ; 알킬디페닐에탄

6종 ; 실리콘유

7종 ; 광유와 알킬벤젠의 혼합

8종 ; 천연 에스테르

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