트리현상

정의

트리현상은 고체 절연체 내부에 나뭇가지 모양의 열화 경로가 생기는 현상이다.

처음에는 잘 보이지 않다가 서서히 진행되어 예측이 어렵다.

XLPE 등 고압 지중케이블 절연 열화의 대표 원인이다.

발생 경로

트리는 공극이나 불순물, 반도전층 돌기 같은 결함에서 시작된다.

결함 부위에 전계가 집중되면 부분방전이 일어나고, 방전이 반복되며 트리가 진전한다.

결국 벤티드 트리가 전극 사이를 이으면 절연파괴에 이른다.

세 가지 트리

트리는 원인에 따라 수트리, 전기트리, 화학트리로 나뉜다.

수트리는 수분과 고전계, 전기트리는 부분방전, 화학트리는 황화물이 원인이다.

수트리는 건조하면 사라질 수 있지만, 전기트리는 탄화 채널이 남아 비가역적이다.

수트리는 전기트리를 유도하는 경우가 많아 두 현상은 연속된 열화 과정이다.

보우타이와 벤티드

보우타이 트리와 벤티드 트리는 절연파괴와의 관계가 다르다.

보우타이 트리는 공기 공급이 없어 대칭으로 자라다 끊기며, 대개 파괴에 이르지 않는다.

벤티드 트리는 공극과 연결되어 방전이 지속되고, 전극 사이를 연속으로 관통한다.

보우타이 트리를 파괴의 직접 원인으로 쓰면 틀린 답이 된다.

정답과 진단

정답은 벤티드 트리다. 전극 사이를 연속으로 관통하는 트리다.

열화 진단에는 부분방전 측정과 tan δ 측정이 주로 쓰인다.

부분방전 측정은 트리와 결함을 찾고, tan δ 측정은 넓은 열화 경향을 본다.

두 방법을 함께 쓰면 열화 판정 정확도가 높아진다.

핵심 정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

트리현상은 고체 절연물 내부에서 나뭇가지 모양으로 진전하는 열화다.

수트리는 수분과 고전계가 원인이며 건식 가교로 예방한다.

전기트리는 공극의 부분방전이 원인이고, 화학트리는 황화물이 원인이다.

시험에서는 수트리와 전기트리를 같은 원인으로 쓰지 않도록 주의한다.