개념 한 쪽
전기공사기사 전기절연재료 — 허용최고온도 등급과 열 절연재·파셴 법칙
전기절연재료 세트는 절연물이 견디는 온도 등급, 열을 막는 재료의 성질, 그리고 기체가 절연을 잃고 방전을 시작하는 조건을 묻는다. 절연물은 Y·A·E·B·F·H·C 종류로 나뉘고 각각 허용최고온도가 정해져 있으며, 열 절연재료는 열전도율이 낮아 열을 막는 재료이고 탄화 실리콘은 성질이 반대다. 평등전계에서 온도가 일정할 때 방전개시전압은 기체 압력과 전극간격의 곱의 함수가 되는데, 이것이 파셴의 법칙이다.
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뜻
절연물의 등급은 견디는 온도로 정해진다. 전기기기에 쓰는 절연물은 견딜 수 있는 온도에 따라 종류를 나누고 허용최고온도를 정한다. 순서는 Y종 90도, A종 105도, E종 120도, B종 130도, F종 155도, H종 180도이고, C종은 180도 이상이다. A종과 E종의 값인 105도와 120도를 서로 바꾸어 놓거나, C종을 180도보다 낮은 값으로 적으면 틀린 선지가 된다.
열 절연재료는 열이 잘 통하지 않는 성질을 이용한다. 열전도율이 낮아 열을 막아 주는 재료이며, 운모와 석면, 자기 같은 재료가 오래전부터 대표적인 내열·열 절연 재료로 쓰였다. 탄화 실리콘은 성질이 정반대다. 열전도율이 높아 전기로의 발열체와 연마재, 반도체 소자에 쓰이므로 열을 차단하는 절연재에 들지 않는다.
기체의 절연 파괴는 압력과 전극간격으로 설명된다. 평등전계에서 기체의 온도가 일정하면, 방전이 시작되는 최소 전압인 방전개시전압은 기체의 압력과 전극간격의 곱의 함수로 결정된다. 압력 p와 간격 d의 곱이 같으면 방전개시전압도 같아진다는 뜻으로, 이를 파셴의 법칙이라 하고 Vs=f(p·d)로 나타낸다. 스토크스의 법칙은 점성저항, 플랑크의 법칙은 광량자, 스테판-볼츠만의 법칙은 복사 에너지를 다루므로 방전과 무관하다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 온도 등급 — Y90, A105, E120, B130, F155, H180, C는 180도 이상이며 A와 E의 값을 바꾸어 놓는 함정이 나온다. ② 재료 구분 — 운모·석면·자기는 열 절연재, 탄화 실리콘은 발열체·반도체 재료다. ③ 법칙 — 방전개시전압이 압력과 간격의 곱의 함수라는 것은 파셴의 법칙이다.
자주 묻는 물음
- B종 절연물의 허용최고온도는?
- 130도입니다. 절연물 등급은 Y 90도, A 105도, E 120도, B 130도, F 155도, H 180도 순이고 C종은 180도 이상입니다.
- 열 절연재료로 쓰이지 않는 것은?
- 탄화 실리콘입니다. 열전도율이 높아 전기로의 발열체, 연마재, 반도체 소자에 쓰입니다. 운모·석면·자기는 대표적인 열 절연재입니다.
- 파셴의 법칙이란?
- 평등전계에서 온도가 일정할 때 기체의 방전개시전압이 압력과 전극간격의 곱의 함수로 결정된다는 법칙입니다. Vs=f(p·d)로 나타냅니다.
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