๊น์คํ,
(Jun-Hyeok Kim)
โ iD
Copyright ยฉ The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection
Key words
Distribution Transformer, Water Content, Polynomial, Field Data
1. ์ ๋ก
๋ณ์๊ธฐ์ ์๋ช
์ ๋ณ์๊ธฐ ๋ด ์ ์ฐ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๊ฐ ์ ํ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ฝ 50%์ ๋ฌํ๊ฒ ๋ ๋๋ก ์ ์ํ๊ณ ์๋ค. ๋ค๋ง, ๋ณ์๊ธฐ ๋ด ์ ์ฐ์ ์ ์๋ถํจ์ ๋์
๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ง ๋ฐ ์ฒ ์ฌ ๋ฑ์ ์ฐํ๋ฅผ ๊ฐ์ํด ๋ณ์๊ธฐ ๋ด ์ ์ฐ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์ณ ์ต์ข
์ ์ผ๋ก ๋ณ์๊ธฐ์ ์๋ช
์ ๊ฐ์์ํฌ ์ ์๊ธฐ์ ์ด์ ๊ด๋ จ๋ ๋ค์ํ
์ฐ๊ตฌ๋ค์ด ์ํ๋์ด์ค๊ณ ์๋ค. ๋ํ, ์ด์ ๊ฐ์ ๋งฅ๋ฝ์์ IEC, IEEE ๋ฑ ๊ตญ์ ํ์ค์์๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ๋ด ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ํ ๊ธฐ์ค์ ์ ์ํ๊ณ ์๋ค.
๋ค๋ง, ์ด์ ์ค์ธ ๋ณ์๊ธฐ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ์ ์ฐ์ง์ ์ง์ ์ ์ธ ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ถ์ํ๋ ๊ฒ์ ํ๊ณ๊ฐ ์์ผ๋ฏ๋ก, ์ ์ฐ์ ์ ์๋ถํจ์ ๋์ ํ์ฉํ์ฌ ์ ์ฐ์ง์ ์๋ถํจ์ ๋์
์ ์ถํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ๋ค์ด ์ ์๋์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ทธ๋ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ํ ์ ์ฐ์ ์ ์จ๋ ๋๋ ๋ณ์๊ธฐ์ ์์ ๋ฐํ ์ฌ๋ถ ๋ฑ์ ๋ฐ๋ผ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ง๊ธฐ์ ์ผ๋ฐํํ์ฌ ์ ์ฉํ๋
๋ฐ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ค.
ํนํ ๊ธฐ์กด์ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ด๋ ํ์ค๋ค์ด ์ก์ ๊ธ ๋๋ ๋ณ์ ๊ธ ๋ณ์๊ธฐ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ํ๊ณ ์์ผ๋, ๊ทผ๋์ ์์ฐ๊ด๋ฆฌ์ ๊ฐ๋
์ด ๋ณด์์ ๊ด์ ์์ ํจ์จ ์ค์ฌ์ ๊ด์ ์ผ๋ก
๋ณํํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์ ๋ฐ๋ง์ถ์ด ๊ธฐ์กด์ ์๋ชจํ์ผ๋ก ๊ณ ๋ ค๋์๋ ๋ฐฐ์ ์ค๋น๋ค๋ ์์ฐ๊ด๋ฆฌ์ ๋์์ผ๋ก ๊ณ ๋ ค๋๊ณ ์๋ ์ค์ ์ ๊ณ ๋ คํ ๋ ๋ฐฐ์ ์ฉ ๋ณ์๊ธฐ์ ๋ํด์
๋์ผํ ๊ธฐ์ค์ด๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ฉํ ์ ์์์ง ํ๋จํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ฐฐ์ ์ฉ ๋ณ์๊ธฐ์ ์ค์ ์ฌ๋ถ, ๋ถํ์จ, ๋ถํ ๋ฐ์ดํฐ, ์๋ถํจ์ ๋ ๋ฑ ๋ค์ํ ๋ณ์๋ค์ ๋ํ ์ธ๋ถ์ ์ธ
ํต๊ณ๋ถ์์ด ํ์ํ ์ค์ ์ด๋ค.
์ด์ ๊ฐ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์์ ๋ค์ํ ๊ด๋ จ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ด ์ํ๋์ด์ค๊ณ ์๋ค. ํนํ, ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ๋ด ์๋ถํจ์ ๋๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์ ํ์ฐ๊ตฌ๋ ์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ [22]์์ ์ ์ ๋ฆฌ๋์ด ์๋ค. Montsinger[1], Dakin[2], Shroff & Stannett[3], Lampe & Spicar[4], McNutt & Kaufman[5]์ ์๋ถ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ๊ฐํ(degradation)์ ๊ดํ์ฌ ์ฐ๊ตฌํ์๋ค. ํด๋น ๋ด์ฉ์ IEEE์ loading guide ๋ด ์ ์ฐ์ ์ดํ(insulation
aging)์ ๊ด๋ จ๋ ์๋ถ๊ณผ ์ฐ์ ๋ถ๋ถ์ ์ ๋ฆฌ๋์ด ๋ฐ์๋์์ผ๋, ๋ฐํํ ๋ณ์๊ธฐ์ ๋ํด์๋ง ์ ํจํ๋ค๋ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค. ์ ์ฐ์ง ์ดํ์ ๋ํ ์๋ถ๊ณผ ์ฐ์์
์ํฅ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ค์ํ๊ฒ ์ํ๋์๋ค. Emsley[6-7]๋ Ekenstam[8], Lundgaard[9], Lelekakis[10-14], Martin[15]์ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฉํ์ฌ ๋ถ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ 4%์ ์๋ถ์ ๊ฐ์ง๋ ์ ์ฐ์ง์ ์ ์ฐ์ 0.5%์ ์๋ถ์ ๊ฐ์ง๋ ์ ์ฐ์ง ์ ์ฐ๊ณผ ๋น๊ต ์ 4๋ฐฐ ์ด์ ๋น ๋ฅธ
์ ์ฐ ์ดํ๋ฅผ ๋ณด์์ ๊ฒ์ฆํ์๋ค[11]. ์์ธ๋ฌ, ์ฐ์๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ์ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ฐ์ ํ์ฑํ์ฌ ์ ์ฐ์ง์ ์ดํ๋ฅผ ์
ํ์ํด์ ํ์ธํ์๋ค[16-18]. McNutt์ ์ ์ฐ์ ๋ด ๊ธฐํฌ๋ ์
๋ฃฐ๋ก์ค์ ์ดํ์ ํก์๋ ์๋ถ์ ์ฆ๋ฐ์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ถ์ํ์๊ณ , ๊ธฐํฌ์ ํ์ฑ์ ๋ณ์๊ธฐ๊ฐ ์๊ฐ์ ์ผ๋ก ๊ณผ๋ถํ ๋ ์
์๋ 140โ โผ 150โ์์ ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ด ์๋ค๋ ๊ฒฐ๋ก ์ ๋์ถํ์๋ค[19-20]. 1985๋
McNutt์ ์ ์ฐ์ง์ ์๋ถํจ์ ๋์ด 1.5%๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ธฐํฌ์ ๋ฐ์์จ๋๋ 130โ๊น์ง ๋ด๋ ค๊ฐ ์ ์์์ ๋ณด์๋ค[21]. ์ด ์ธ์๋ ๊ทผ๋์ ๋ค์ํ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ด ์ํ๋์๋ค. [23]์์๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ์์ ์๋ถํจ๋์ ๋ณํ์ ์ด๋ค์ ์ ๊ธฐ์ ํน์ฑ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ ๋ํํ๊ณ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ฐ๊ธฐ ์ํ ์คํ์ ์กฐ์ฌ๋ฅผ ์ ์ํ์๋ค. [24]์์๋ ๋์ ์ค์ธ ๋ณ์๊ธฐ ๋ด๋ถ์ ์ ์ฐ์ง ๋ด ์๋ถํจ์ ๋์ ์ธก์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก์ ๊ด์ฌ์ ์ผ์์ ์ ์ฉ์ ์ ์ํ์๋ค. [25]๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ์ ์๋ถ ์ธก์ ์ ์ํ ์ ๋น์ฉ ์ผ์ ๊ธฐ๋ฐ ๋ฐฉ์์ ์ ์ํ์๋ค. [26]์์๋ ์๋ถํจ๋์ ์ธก์ ํ ์ ์๋ ์ ์ ์ฉ๋์ ์ผ์๊ฐ ์ ์๋์๋ค. [27]์ ๊ด์ฌ์ ๋ธ๋๊ทธ ๊ฒฉ์ ๊ธฐ๋ฐ ์ผ์์ ์ ์ฉ์ด ๋ถ์๋์๋ค. [28]์ ๋ณ์๊ธฐ์ ์๋ถ ์ญํ์ ์ฐ๊ตฌํ ์ ์๋ ์ํ์ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ํ์๋ค.
๋ค๋ง, ์์์ ์ ๋ฆฌํ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด, ๊ธฐ์กด์ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ ์ ์ฐ์ ๋ด ์๋ถํจ์ ๋์ ์ธก์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ ๊ธฐ๊ธฐ์ ๋ํ ์ ์์ด ๋๋ถ๋ถ์ด๋ฉฐ, ๋์ ๋ณ์๊ธฐ ๋ํ ์์
์ธ๊ธํ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด ์ก๋ณ์ ๊ธ์ ๋์์ผ๋ก ํ๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์์ฐ๊ด๋ฆฌ์ ํจ๋ฌ๋ค์ ๋ณํ์ ํจ๊ป ๋ฐฐ์ ๊ธ ๋ณ์๊ธฐ์ ์๋ถํจ์ ๋ ์ธก์ ๋ฐ ์ถ์ ์ด ํ์ํ ์ํฉ์ด๋ค.
๋ํ, ์ด์ ์ค์ธ ๋ฐฐ์ ๊ธ ๋ณ์๊ธฐ์ ํด์ฒด๊ฐ ์ด๋ ค์์๋ ๋ฐฐ์ ๊ธ ๋ณ์๊ธฐ์ ๊ต์ฒด ๋น์ฉ ๋ฑ์ด ์๋์ ์ผ๋ก ์ ๋ ดํ๋ฏ๋ก ๋ณ๋์ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ์ผ์ ๋ฑ์ ๋ถ์ฐฉํ๋ ๊ฒ ๋ํ
์คํจ์ฑ์ด ๋จ์ด์ง๋ ์ค์ ์์ ๊ณ ๋ คํ ๋, ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ํ ๊ธฐ์ค์ ์ ๊ณตํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์์ด ํ์ํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ํ์ฅ์์ ์ด์
์ค์ธ ๋ฐฐ์ ๊ธ ์ฃผ์๋ณ์๊ธฐ 150๊ธฐ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ์ ์ฐ์ ๋ด ์๋ถํจ์ ๋์ ์กฐ์ฌํ๊ณ ํด๋น ์๋ถํจ์ ๋๊ณผ ๋ถํ ๋ฐ์ดํฐ, ์ฌ์ฉ ์ฐ์ ๋ฑ์ ๋ํ ๋ณตํฉ์ ๋ถ์์ ํตํ์ฌ
๋ฐฐ์ ๊ธ ์ฃผ์๋ณ์๊ธฐ์ ํต๊ณ์ ์ธ ์๋ถํจ์ ๋์ ์ถ์ ํ ์ ์๋ ๋คํญ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ํ๊ณ ์ ํ๋ค.
2. ๋ณ์๊ธฐ ์๋ถํจ์ ๋ ๋ถ์
2.1 ๋ณ์๊ธฐ ์๋ถํจ์ ๋ ๋ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฅ์น
์ ๋ ฅํ์ฌ์์ ์ฌ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ ๋๋ฆฌ ์๋ ค์ง ์ ์ฐ์ง ์๋ถํจ์ ๋ ์ธก์ ๊ธฐ์ ๋ก๋ Karl Fischer Titration(KFT), Cellulous-Water
Adsorption Isotherms, On-line Water Activity Probes, Frequency Domain Dielectric Spectroscopy(FDS),
Polarization and Depolarization Current Measurement๊ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ๋ฐฉ๋ฒ์ [22]์์ ์ ์ ๋ฆฌ๋์๋ค. Karl Fischer Titration(KFT)๋ 1935๋
์ ๊ฐ๋ฐ๋์๋ค[29]. ๋ง์ผ ์ ์ฐ์ง ํ๋ณธ์ด ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ๋ค๋ฉด, ์ ์ฐ์ง ๋ด์ ์๋ถํจ์ ๋์ ์ง์ ์ธก์ ํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ณ์๊ธฐ ๋ด์ ์ ์ฐ์ง๋ ์ง์ ์ ์ธ ํ์ฉ์ด ๋ถ๊ฐํ๊ธฐ์,
๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ์ ์๋ถํจ์ ๋์ ์ธก์ ํ๊ณ ์ด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ ์ฐ์ง์ ์๋ถํจ์ ๋์ ๊ณ์ฐํ๋ ๊ฒ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ด๋ค. ์์ค๋๋ ์ ์ฐ์ ๋ด์ ์ตํด๋ ์๋ถ๊ณผ ํํ์ ์ผ๋ก
๋ฐ์ํ๋ฉฐ, ์ด๋ฌํ ๋ฐ์์ ์์ค๋ ์ธก์ ๋ฐฉ๋ฒ์์ ์ ์๋๋ ์ ์ ๊ทน์ ํ๋ฅด๋ ์ ๋ฅ ํ๋ฆ์ ๋ณํ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๋ชจ๋ํฐ๋ง๋๋ค[30]. ์ ์ฐ์ ํ๋ณธ์ ์์ค๋ ์ธก์ ๊ธฐ์ ์ง์ ์ ์ผ๋ก ์ฃผ์
๋๊ฑฐ๋, ์ค๋ธ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์๋ถ์ ์ฆ๋ฐ์ํจ ํ์ ์ฒด์๋ฒ๋ก ์ด๋๋ ์ ์๋ค. ํ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ์ฐ์ ์ ๊ธฐํ
์ฑ๋ถ๋ค๊ณผ ์์ค๋๊ฐ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์๋ถ์ ์์ฑํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์ ๊ฑฐ๋๋ค๋ ์ ์์ ์ด์ ์ ๊ฐ์ง๊ฒ ๋๋ค.(๊ด๋ จ๋ ๊ตญ์ ํ์ค: IEC 60814, ASTM D1533,
ASTM D3277)
์ ์ฐ์ง์ ์๋ถํจ์ ๋์ ๊ฐ๋ ํ๋ ๋ ๋ค๋ฅธ ๋ฐฉ๋ฒ์ ํก์ฐฉ ๋ฑ์จ์ (Adsorption Isotherms)์ ์ด์ฉํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ง์ผ ์ ์ฐ์ ์ ์๋ถํจ์ ๋์ด ์๋ ค์ ธ
์๋ค๋ฉด, ์ ์ฐ์ง์ ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ฑ์จ์ ํก์ฐฉ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ถ์ ๋ ์ ์๋ค. ์ข ๋ ์ ํํ๊ฒ๋ ๋ง์ผ ์ ์ฐ์ง ๋ฐ๋ก ์์ ์๋ถ ์ฆ๊ธฐ์๊ณผ ์จ๋๊ฐ ์๋ ค์ ธ ์๋ค๋ฉด,
์ ์ฐ์ง์ ์๋ถํจ์ ๋์ ๊ฑด์กฐ ์ ์ฐ์ง์ ๋ฌด๊ฒ์ ์๋ถ ๋ฌด๊ฒ์ ๋น์จ๋ก ๊ณ์ฐ๋ ์ ์๋ค. ํก์ฐฉ ๋ฑ์จ์ ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์ด๊ธฐ์ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ ๋๊ธฐ ์ค์ ์
๋ฃฐ๋ก์ค ์ฌ๋ฃ์ ๋ํ
๋ฑ์จ์ ํก์ฐฉ์ ๊ฐ๋ฐํ๋ ๊ฒ์ ์ด์ ์ ๋ง์ถ์๋ค[31-34]. ํด๋น ์ฐ๊ตฌ๋ค์ ์
๋ฃฐ๋ก์ค-๋ฏธ๋ค๋ ์ ์ฐ์ ์์คํ
์ ํ์ฅ๋์์ผ๋ฉฐ[35-38], Fessler๋ [31-33][36]์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ Freundlich ํก์ฐฉ ๋ฑ์จ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค.
์๋ถํ์ฑ๋ ์ธก์ ๊ธฐ(Water activity probes)๋ ์ ์ฐ์ ๋ด์ ์๋ถ ํ์ฑ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ํ์ฉ๋ ์ ์๋ค. ์๋ถํ์ฑ๋ ์ธก์ ๊ธฐ ๋ด์์
์ ์ฐ์ ์ ํด๋ฆฌ์ด๋ฏธ๋(polyimide) ๋(Strip) ์ฌ์ด ์๋ถ์ ์ด๋์ ์ ์ฐ์ ์ ์๋ถํ์ฑ๋ ๋ฐ ์จ๋๊ฐ ๋๊ณผ ๊ฐ์์ง ๋๊น์ง ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ์ด๋ฌํ ์๋ถ์
๊ตํ์ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ธก์ ๋๋ ํด๋ฆฌ์ด๋ฏธ๋ ๋์ ์ปคํจ์ํด์ค๋ฅผ ๋ณํ์ํจ๋ค[40]. ์ฃผํ์ ๋๋ฉ์ธ์ ๋ถ๊ดํ(spectroscopy)๊ณผ ๋ถ๊ทน(polarization) ๋ฐ ๊ฐ๊ทน(depolarization) ์ ๋ฅ์ธก์ ์ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๋
์ ์ ๋ฐ์ ๊ธฐ์ ์ด๋ค[41-45]. ๋ ๋ฐฉ์์ ๋ชจ๋ ๋ณ์๊ธฐ๊ฐ ํฐ๋ฏธ๋ ์๋จ์ ๊ฐ์ ๋๊ธฐ์ ์ด์ ์์ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ ๋ ฅ๋ง์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ถ๋ฆฌ๋๋ ๊ฒ์ด ํ์ํ๋ค. FDS์์๋ 0.1 mHzโผ1000
Hz์ ๋ฒ์์ ์ ์ฐ ์ ์ ๋ถ์ฐ ๊ณ์(dielectric dissipation factor)๊ฐ ์ธก์ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ถ๊ทน ๋ฐ ๊ฐ๊ทน ์ ๋ฅ์ธก์ ๋ฐฉ์์์๋ ์๋ถ์
์กด์ฌ์ ์ํ์ฌ ์ ์ฐ๋ฌผ์ ๊ดํตํ๋ ์ ๋ฅ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ๋ค๋ง, ์ ํํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ๋ํ๊ธฐ ์ํด์ ์ ์ฐ๋ฌผ์ ํ๊ท ์จ๋์ ๋ํ ์ ๋ณด๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋
์ ๋ ฅํ์ฌ ์
์ฅ์์๋ ํซ์คํ ์จ๋์ ๊ดํ ๊ด์ฌ์ด ๋ ํฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ๊ท ์จ๋์ ๋ํ ์ธก์ ์ด ๋ถ๊ฐํ ์ ์๋ค. ๋ํ, ์ ์ฐ์ง ์จ๋๋ ์ ์ฐ์ง๋ฅผ ๋๋ฌ์ผ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ
์จ๋๋ณด๋ค ๋์ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก, ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ถ์ ๋ ์ ์ฐ์ง์ ์๋ถํจ์ ๋๋ณด๋ค ์ค์ ์ ์ฐ์ง์ ์๋ถํจ์ ๋์ด ๋ ๋ฎ์ ์ ์๋ค๋ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค.
2.2 ์ํ ๊ธฐ๋ฐ์ ๋ณ์๊ธฐ ์๋ถํจ์ ๋ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋์ ์ธ์ข
์ถฉ๋จ ๋ณธ๋ถ ๋ด 150๊ฐ ๋ฐฐ์ ์ฉ ์ฃผ์๋ณ์๊ธฐ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ๋ถ์์ ์ํํ์๋ค. ํด๋น ๋ณ์๊ธฐ๋ค์ ํ๊ตญ์ ๋ ฅ์ ๊ต์ฒด๊ธฐ์ค์ ์ํ์ฌ ์ฒ ๊ฑฐ๋ ๋ฐฐ์ ์ฉ
์ฃผ์๋ณ์๊ธฐ์ด๋ค. ๋ค๋ง, ํด๋น ์ฃผ์๋ณ์๊ธฐ๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ณ ์ฅ์ด ๋ฐ์ํ์ฌ ์ฒ ๊ฑฐ๋์๋ค๊ณ ๋ณด๊ธฐ๋ ์ด๋ ค์ฐ๋ฉฐ, ๊ณ ์ฅ์ด ๋ฐ์ํ์ง ์์์์๋ ๊ณผ๋ถํ ๋ฑ ํ๊ตญ์ ๋ ฅ์ ์ฃผ์๋ณ์๊ธฐ
๊ต์ฒด๊ธฐ์ค์ ๋ถํฉ๋์ด ์๋ฐฉ์ ๋น์ ์ฐจ์์์ ๊ต์ฒด๋์๋ค๊ณ ๋ณผ ์ ์๋ค. ์์ธ๋ฌ, ์ด๋ ๊ฒ ํ๋ณด๋ 150๊ฐ์ ์ฃผ์๋ณ์๊ธฐ ์ค ์๋ถํจ์ ๋, ์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ, ๋ถํ๊ฐ(ํ๊ท ,
์ต์, ์ต๋, ๋ถํ์จ) ๋ฑ์ ์๊ด์ฑ์ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ, ๋ชจ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ํ๋ณด๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ 100๊ฐ๋ฅผ ์ ๋ณํ์ฌ ๋ถ์์ ์ํํ์๋ค. ๋ถ์ ๋์์ ์๋์ ํ
1๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์์ธ๋ฌ, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์์ ์ค๋ช
ํ ๋ค์ํ ์๋ถํจ์ ๋ ์ธก์ ๋ฐฉ์ ์ค ํ์ฉ์ฑ์ด ๋์ Karl Fischer Titration(KFT) ์ธก์
๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ฉํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 1์ KFT ์ธก์ ๊ธฐ๊ธฐ์ด๋ค.
Table 1 ๋ถ์ ๋์ ๋ฐฐ์ ์ฉ ๋ณ์๊ธฐ
์ ์กฐ์ฌ
|
์ ์กฐ์ผ์(์ฐ-์)
|
๋ณ์๊ธฐ ์ฉ๋(kVA)
|
์ฑ์ง์ ๊ธฐ
|
2004-03
|
100
|
์ ๋ฃก์ฐ์
|
2003-09
|
75
|
.
.
.
|
.
.
.
|
.
.
.
|
์ผ์ผ๋ณ์๊ธฐ
|
2002-01
|
50
|
ํ์ฐ์ ๊ธฐ
|
2012-06
|
50
|
๊ทธ๋ฆผ 1. KTF ์ธก์ ๊ธฐ๊ธฐ ๋ฐ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ ์์
Fig. 1. KTF measuring equipment and example of results
์์ ์ฅ๋น๋ฅผ ํตํ์ฌ ์ธก์ ๋ ๋ฐฐ์ ์ฉ ๋ณ์๊ธฐ ์๋ถํจ์ ๋ ๋ถ์์ ์ ์ ์ฑ์ ์ํ์ฌ ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ์๋ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๊ณ
์๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ํ๋์ธ Inter Quartile Range(IQR) ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ํด๋น ๋ฐฉ๋ฒ์์ ์ ์ํ๊ณ ์๋ ์ํ ๋ฐ ํํ์ ์๋์ ์ (1) ๋ฐ ์ (2)๋ก ๊ณ์ฐ๋๋ค.
IQR์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ํ๊ณผ ํํ์ ๋ฒ์ด๋๋ 7๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๊ณ ์ต์ข
์ ์ผ๋ก ์ด 93๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ์๋ค. ์์ ์ธ๊ธํ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด, ๋ค์ํ ๋ณ์(๊ฒฝ๊ณผ
์ฐ์, ์ฉ๋, ์ต๋๋ถํ, ํ๊ท ๋ถํ, ์ต์๋ถํ, ์ต๋ ๋ถํ์จ, ์ต์ ๋ถํ์จ, ์๋ถํจ์ ๋)์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ํผ์ด์จ ์๊ด๋ถ์์ ํตํด ์์ธ ๋ถ์ํ์๋ค. ๋ถ์์
ํ์ํ ๊ฐ ๋ณ์์ ๋ฐ์ดํฐ๋ ํ๊ตญ์ ๋ ฅ์์ ๊ด๋ฆฌํ๋ ์ค๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ทธ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์๋์ ๊ทธ๋ฆผ 2์ ๊ฐ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 2. ์ฃผ์ ๋ณ์ ๊ฐ ์๊ด๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ
Fig. 2. Results of correlation analysis for main variables
๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ ์๋ถํจ์ ๋์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ์์ ๋, ๋ถํ์จ โ0.08, ์ต์๋ถํ โ0.07, ํ๊ท ๋ถํ 0.1, ์ต๋๋ถํ 0.18, ๋ณ์๊ธฐ ์ฉ๋ 0.14,
์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ 0.43์ผ๋ก ๋ณ์๊ธฐ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ๋ด ์๋ถํจ์ ๋์ด ์ ์ํ ์๊ด์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ์์ธ๋ฌ, ๊ธฐ์กด์ ์ ํ์ฐ๊ตฌ์์๋
์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ๋ด ์๋ถํจ์ ๋์ด ์ ์๋ฏธํ๊ฒ ์ฆ๊ฐํจ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค[46-47]. ์ด์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ๋ด ์๋ถํจ์ ๋๊ณผ ์ฌ์ฉ ์ฐ์ ์ฌ์ด์ ์๊ด์์ ๋์ถํ์ฌ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ๋๋ต์ ์ธ ์๋ถํจ์ ๋ ์ ๋๋ฅผ ์ถ์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์
์ ์ํ๊ณ ์ ํ๋ค.
3. Equations and Units
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋์ ๊ณ์ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋คํญ์์ ํ์ฉํ์๋ค. ์ต์ข
์ ์ผ๋ก๋ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋์ ์ธก์ ํ๊ธฐ ์ํด์
์๋์ ์ (3)์ ๊ตฌํ ํ์๊ฐ ์๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ $f_{optimal}(x)$๋ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ํ๋ด๋ ์ต์ ๋คํญ์์ ์๋ฏธํ๋ฉฐ, $y$๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ๋ด ์๋ถํจ์ ๋ ์ธก์ ๊ฐ์
๋ํ๋ธ๋ค. $x$๋ ๋ณ์๊ธฐ์ ์ฌ์ฉ ์ฐ์๋ฅผ ์๋ฏธํ๋ค. ๋ํ, ์ (3)์์ $f(x_{i})$๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ํ๋ด๋ $i$๋ฒ์งธ ์์ผ๋ก ์๋์ ์ (4)์ ๊ฐ์ด ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ์ (4)๋ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๋คํญ์์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, ํด๋น ์์ ํตํด์ ์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ฅ ์ ์ค๋ช
ํ ์ ์๋ ๊ณ์๋ค์
์ฐพ๋ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ํ์ฉ๋๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ $f(x)$๋ $x$๋
์ฌ์ฉ ์ ์๋ถํจ์ ๋์ ์๋ฏธํ๋ฉฐ, $a$๋ ๋คํญ์์ ๊ณ์์ด๋ค. ๋ํ, ์ (4)์์ ๋คํญ์์ ๊ณ์ $a$๋ ์๋์ ์ (5)์ ๊ฐ์ด ์ต์์์น๋ฒ(Least Square Method)์ ํตํ์ฌ ๊ณ์ฐ๋ ์ ์๋ค. ์ (5)๋ $XA=Y$์ ํ๋ ฌ ํํ๋ก ์ด๋ฅผ ๋ณํํ๋ฉด, $A=(X^{T}X)^{-1}X^{T}Y$๊ฐ ๋์ด ๊ฒฐ๊ตญ ์ (5)๋ฅผ ํตํด ๊ณ์ $a$๋ค์ ํ๋ ฌ์ธ $A$๋ฅผ ๊ตฌํ ์ ์๋ค.
์ ๋ฆฌํ๋ฉด, ์ (5)๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ (4)์ ๊ฐ์ ๊ฐ ๋คํญ์์ ๊ณ์๋ฅผ ๋์ถํ๊ณ , ๋์ถ๋ ๋คํญ์์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ค์ธกํ ๋ณ์๊ธฐ ์๋ถํจ์ ๋๊ณผ ์ค์ฐจ ๋ถ์ด ๊ฐ์ฅ ์์์ง๋ ์ต์ ์ ๋คํญ์ (3)์ ์ต์ข
์ ์ผ๋ก ๋์ถํ๊ฒ ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ์ผ๋ จ์ ๊ณผ์ ์ ํตํ์ฌ ๋์ถ๋ ๋ณ์๊ธฐ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋์ ๊ด๊ณ์์ ์๋์ (6)๊ณผ ๊ฐ๋ค.
์์ ์ (6)์ ์ค์ ์ ์ฉํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ณ์๊ธฐ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋์ ์๋์ ๊ทธ๋ฆผ 3์์ ํ๋์ ์ค์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 3์์ ํ์ธํ ์ ์๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด, 10๋
๋ฏธ๋ง์ ์ด๊ธฐ ์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ ๋์ ์ค์ธก ์๋ถํจ์ ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ ์ฃผ๋ก 5~15ppm ๋ฒ์์ ๋ถํฌํ๋ฉฐ, ํฐ ๋ณ๋์ฑ์ ๋ณด์ด์ง๋ง,
์ ์ํ ์ถ์ ๋ฐฉ์์ ํ๋์ ์ ์ ์ด๊ธฐ 10๋
๋์ ์ฝ๊ฐ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ธ๋ค. ์ด๋ ์์ ๊ธฐ์ ํ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด, ๋ถ์์ ์ฌ์ฉํ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ค๋ฐ์ดํฐ๋ก ์งง์
๊ธฐ๊ฐ์ ๊ต์ฒด๋ ๋ณ์๊ธฐ๋ ๊ทธ๋งํผ ๋ณ์๊ธฐ์ ์ํ๊ฐ ํผ์๋์ด์๊ธฐ์ ์๋ถํจ์ ๋ ๋ํ ๋๊ฒ ๋์จ ๊ฒ์ผ๋ก ํด์ํ ์ ์์ ๊ฒ์ด๋ค. 10~15๋
๊ธฐ๊ฐ์ ์ค๊ธฐ ์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ
๋์ ์ค์ธก ์๋ถํจ์ ๋์ 5~20ppm ๋ฒ์์์ ๋ณ๋ํ๋ฉฐ, ์ ์ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๋ฉฐ, ์ถ์ ๊ณก์ ๋ํ ํด๋น ๊ตฌ๊ฐ์์ ์๋งํ๊ฒ ์์นํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ธ๋ค.
15๋
์ ์ด๊ณผํ๋ ํ๊ธฐ ์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ์์๋ ์ค์ธก ์๋ถํจ์ ๋์ด 5~25ppm๊น์ง ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๋ฉฐ, ์ถ์ ๊ณก์ ๋ ํด๋น ๊ตฌ๊ฐ์์ ๊ฐํ๋ฅด๊ฒ ์์นํ๋
๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ธ๋ค. ์ฆ, ์ ์ํ ์ถ์ ๋ฐฉ์์ ์ ์ฒด์ ์ธ ๊ฒฝํฅ์ ์ ๋ฐ์ํ๊ณ ์์์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ๋ค๋ง, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ์ํ๊ณ ์ ํ๋ ๋ฐฉ์์ ์ (6)์ผ๋ก ๋์ถ๋ ์ต์ข
์์ด ์๋ ์ (3) ์ (4) ์ (5)์ ์ต์ ๊ด๊ณ์์ ๋์ถํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์์ ๋ช
์ํ๊ณ ์ ํ๋ค. ์์ธ๋ฌ, ๋ณ์๊ธฐ ์ ์ฐ์ ์ ์๋ถํจ์ ๋์ ์ด์ ํ๊ฒฝ, ์์ ๋ฐํ ์ ๋, ์ ์กฐ์ฌ ๋ฑ ๋ค์ํ ๋ณ์์ ์ํฅ์
๋ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ์ํ๋ ์ต์ ๊ด๊ณ์์ด ์ ๋ฐํ ์๋ถํจ์ ๋ ๊ฐ์ ์ ์ํ๋ค๋ ์๋ฏธ๋ณด๋ค๋ ์ค์ ๋ณ์๊ธฐ๋ฅผ ํด์ฒดํ์ฌ ์ ์ฐ์ ๋ฅผ ์ฑ์ทจํ๊ณ ์๋ถํจ์ ๋์
์ธก์ ํ์ฌ์ผ๋ง ํ์ธํ ์ ์๋ ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ํ์ฌ ํต๊ณ์ ์ธ ๊ธฐ์ค์ ์ ์ํ๊ณ ์ ํจ์ ๊ฐ์กฐํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 3. ์ ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ํตํด ์ถ์ ํ ์๋ถํจ์ ๋ ์์
Fig. 3. Case of estimated water content using the proposed method
4. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ค์ ์ด์ ์ค์ธ ๋ณ์๊ธฐ์์ ์ ์ฐ์ ๋ฅผ ์ฑ์ทจํ๊ณ , ํด๋น ์ ์ฐ์ ์ ํฌํจ๋ ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ถ์ํ์ฌ ์๋ถํจ์ ๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๋ค์ํ ์์ธ์ ๋ถ์ํ์๋ค.
๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ณ์๊ธฐ ์๋ถํจ์ ๋์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ ๋ณ์๊ธฐ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์์ ํ์ธํ์๊ณ , ๋คํญ์์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋ ์ถ์ ์์
์ ์ํ์๋ค. ๋คํญ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ์ต์ ์๋ถํจ์ ๋ ์ถ์ ์์ ํ์ฉํ์ฌ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ฌ์ฉ ์ฐ์ ์ฝ 12๋
์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ด๋ฅผ ์ด๊ณผ ์ ๊ธ๊ฒฉํ ์๋ถํจ์ ๋ ์ฆ๊ฐ์ธ๋ฅผ
๋ณด์ด๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ฑ๊ณผ ๋ฐ ์ฐจ๋ณ์ ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ๋ฆฌ๋ ์ ์๋ค. ๋จผ์ , ๊ธฐ์กด์ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ด ๋๋ถ๋ถ ์ก์ ๊ธ ๋๋ ๋ณ์ ๊ธ ๋ณ์๊ธฐ์ ์๋ถํจ์ ๋์ ์ด์ ์ ๋ง์ถ์ง๋ง,
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ฐฐ์ ๊ธ ๋ณ์๊ธฐ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ๋ณ์๊ธฐ ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ํ ๋ค์ํ ๋ถ์์ ์ํํ์๋ค. ๋์งธ, ์ค์ ํ์ฅ์์ ์ด์ ์ค์ธ ๋ณ์๊ธฐ๋ฅผ ํด์ฒดํ์ฌ ์ ์ฐ์ ๋ฅผ
์ฑ์ทจํ๊ณ ์ด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์๋ถํจ์ ๋์ ๋ถ์ํ๋ ํ์ ์์ฒด๊ฐ ๋ณ์๊ธฐ์ ๋ถ๋ด์ ์ฃผ๊ณ ์ ์ฌ์ ์ธ ๊ณ ์ฅ ์ฆ๊ฐ ์์ธ์ผ๋ก ๊ณ ๋ ค๋ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก, ํต๊ณ์ ์ธ ๊ฐ์ด๋๋ผ
ํ๋๋ผ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ์ํ ์ฌ์ฉ ์ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ถํจ์ ๋ ๊ฒฐ๊ณผ์ ํ์ฉ์ด ์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
References
V. M. Montsinger, โLoading transformers by temperature,โ IEEE Transactions, vol. 49,
pp. 776โ792, 1930.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
T. W. Dakin, โElectrical insulation deterioration treated as a chemical reaction rate
phenomena,โ AIEE Transactions, vol. 66, pp. 113โ122, 1947.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
D. H. Shroff and A. W. Stannett, โA review of paper aging in transformers,โ IEE Proceedings,
vol. 132, pt. C, no. 6, pp. 312-319, Nov. 1985.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
W. Lampe and E. Spicar, โThe oxygen-free transformer, reduced aging by continuous
degassing,โ CIGRE Paper 12-05, 1976.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
W. J. McNutt and G. H. Kaufman, โEvaluation of a functional life model for power transformers,โ
IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-102, pp. 1151โ1162, May
1983.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
A. M. Emsley and G. C. Stevens, โKinetics and mechanisms of the low temperature degradation
of cellulose,โ Cellulose, vol. 1, pp. 26โ56, 1994.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
A. M. Emsley, X. Xiao, R. J. Heywood, and M. Ali, โDegradation of cellulosic insulation
in power transformers. Part 3: Effects of oxygen and water on ageing in oil,โ Proceedings
of the Institution of Electrical Engineers - Science, Measurement and Technology,
vol. 147, pp. 115โ119, 2000.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
A. Ekenstam, โThe behaviour of cellulose in mineral acid solutions: Kinetic study
of the decomposition of cellulose in acid solutions,โ Berichte der Deutschen Chemischen
Gesellschaft, vol. 69, pp. 553โ559, 1936.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
L. E. Lundgaard, W. Hansen, D. Linhjell, and T. J. Painter, โAging of oil-impregnated
paper in power transformers,โ IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 19, no. 1,
pp. 230โ239, Jan. 2004.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
N. Lelekakis, D. Martin, and J. Wijaya, โAgeing rate of paper insulation used in power
transformers Part 1: Oil/paper system with low oxygen concentration,โ IEEE Transactions
on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 19, no. 6, pp. 1999โ2008, Dec. 2012.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
N. Lelekakis, D. Martin, and J. Wijaya, โAgeing rate of paper insulation used in power
transformers Part 2: Oil/paper system with medium and high oxygen concentration,โ
IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 19, no. 6, pp. 2009โ2018,
Dec. 2012.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
N. Lelekakis, J. Wijaya, D. Martin, T. Saha, D. Susa, and C. Krause, โAging rate of
grade 3 presspaper insulation used in power transformers,โ IEEE Transactions on Dielectrics
and Electrical Insulation, vol. 21, no. 5, pp. 2355โ2362, 2014.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
D. Martin, Y. Cui, T. Saha, N. Lelekakis, and J. Wijaya, โLife estimation techniques
for transformers insulation,โ presented at the IEEE Australasian University Power
Engineering Conference, Hobart, Australia, 2013.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
N. Lelekakis, W. Guo, D. Martin, J. Wijaya, and D. Susa, โA field study of ageing
in paper-oil insulation systems,โ IEEE Electrical Insulation Magazine, vol. 28, no.
1, pp. 12โ19, Feb. 2012.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
D. Martin, Y. Cui, C. Ekanayake, H. Ma, and T. Saha, โAn updated model to determine
the life remaining of transformer insulation,โ IEEE Transactions on Power Delivery,
vol. 30, no. 1, pp. 395โ402, 2015.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
L. E. Lundgaard, W. Hansen, S. Ingebrigtsen, D. Linhjell, and M. Dahlund, โAging of
Kraft paper by acid catalyzed hydrolysis,โ in IEEE International Conference on Dielectric
Liquids, pp. 381โ384, 2005.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
L. E. Lundgaard, W. Hansen, and S. Ingebrigtsen, โAgeing of mineral oil impregnated
cellulose by acid catalysis,โ IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation,
vol. 15, pp. 540โ546, 2008.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
N. Lelekakis, J. Wijaya, D. Martin, and D. Susa, โThe effect of acid accumulation
in power-transformer oil on the aging rate of paper insulation,โ IEEE Electrical Insulation
Magazine, vol. 30, no. 2, pp. 19โ26, Mar. 2014.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
F. W. Heinrichs, โBubble formation in power transformer windings at overload temperatures,โ
IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-98, pp. 1576โ1582, 1979.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
W. J. McNutt, G. H. Kaufmann, A. P. Vitols, and J. D. MacDonald, โShort-time failure
mode considerations associated with power transformer,โ June 1980.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
M. S. Oldacre, F. S. Brown, E. S. Bundy, J. E. Clem, V. M. Montsinger, J. R. North,
W. C. Sealey, F. J. Vogel, and C. F. Wagner, โInterim report on guides for overloading
transformers and voltage regulators,โ Electrical Engineering, vol. 61, no. 9, pp.
1204-1210, Sept. 1942.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
D. Martin and T. Saha, โA Review of the Techniques Used by Utilities to Measure the
Water Content of Transformer Insulation Paper,โ IEEE Electrical Insulation Magazine,
vol. 33, no. 3, pp. 8-16, May 2017.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
S. Abdi, L. Safiddine, A. Boubakeur, and A. Haddad, โThe Effect of Water Content on
the Electrical Properties of Transformer Oil,โ in Proceedings of the 21st International
Symposium on High Voltage Engineering, Lecture Notes in Electrical Engineering, vol.
599, pp. 1047-1054, 2020.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
M. A. Ansari, D. Martin, and T. K. Saha, โInvestigation of Distributed Moisture and
Temperature Measurements in Transformers Using Fiber Optics Sensors,โ IEEE Transactions
on Power Delivery, vol. 34, no. 4, pp. 1776-1784, Aug. 2019.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
T. Islam, Z. Tehseen, and L. Kumar, โHighly sensitive thin-film capacitive sensor
for online moisture measurement in transformer oil,โ IET Science, Measurement and
Technology, vol. 14, pp. 416-422, 2020.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
J. M. Guerrero, A. E. Castilla, J. A. S. Fernรกndez, and C. A. Platero, โTransformer
Oil Diagnosis Based on a Capacitive Sensor Frequency Response Analysis,โ IEEE Access,
vol. 9, pp. 7576-7585, 2021.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
M. A. Ansari, D. Martin, and T. K. Saha, โAdvanced Online Moisture Measurements in
Transformer Insulation Using Optical Sensors,โ IEEE Transactions on Dielectrics and
Electrical Insulation, vol. 27, no. 6, pp. 1803-1810, Dec. 2020.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
B. Garcรญa, R. Villarroel, and D. Garcรญa, โA Multiphysical Model to Study Moisture
Dynamics in Transformers,โ IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 34, no. 4, pp.
1365-1373, Aug. 2019.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
D. C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 6th ed. New York, NY: W. H. Freeman
and Company, pp. 217-219, 2003.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
Insulating LiquidsโOil-Impregnated Paper and PressboardโDetermination of Water by
Automatic Karl Fischer Titration, IEC Standard 60814, 1997.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
J. D. Piper, โMoisture equilibrium between gas space and fibrous materials in enclosed
electric equipment,โ Transactions of the American Institute of Electrical Engineers,
vol. 65, pp. 791โ797, Dec. 1946.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
C. C. Houtz and D. A. McLean, โAdsorption of water by papers at elevated temperatures,โ
Journal of Physical Chemistry, vol. 43, pp. 309โ321, 1939.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
D. N. Ewart, โLaboratory and factory measurements of moisture equilibrium in power
transformer insulation,โ GE TIS Report 60PT44, 1960.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
R. Jeffries, โThe sorption of water by cellulose and eight other textile polymers,โ
Journal of the Textile Institute Transactions, vol. 51, no. 9, pp. 339โ374, 1960.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
T. V. Oommen, โMoisture equilibrium charts for transformer insulation drying practice,โ
IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-103, pp. 3063โ3067, 1984.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
W. A. Fessler and O. Rouse, โA refined mathematical model for prediction of bubble
evolution in transformers,โ IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 4, no. 1, pp.
391โ404, Jan. 1989.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
Y. Du, M. Zahn, B. C. Lesieutre, A. V. Mamishev, and S. R. Lindgren, โMoisture equilibrium
in transformer paper-oil systems,โ IEEE Electrical Insulation Magazine, vol. 15, no.
1, pp. 11โ20, 1999.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
Y. Du, Measurements, and Modeling of Moisture in Transformer Insulation. Saarbrรผcken,
Germany: VDM Verlag Dr. Mรผller, 2009.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
J. Griffin, C. M. Bruce, and J. D. Christie, โComparison of water equilibrium in silicone
and mineral oil transformers,โ in Proceedings of the Fifty-Fifth Annual International
Conference of Doble Clients, Sec. 10-9.1, 1988.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
Vaisala, Humicap Sensor Technology, Vaisala Instruments Catalog 2007. Finland: Vaisala,
2007.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
S. M. Gubanski, P. Boss, G. Csepes, V. Der Houhanessian, J. Filippini, P. Guuinic,
U. Gafvert, V. Karius, J. Lapworth, G. Urbani, P. Werelius, and W. Zaeng, โDielectric
response methods for diagnostics of power transformers,โ Report of the TF D1.01.09,
CIGRE, France, 2002.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
T. K. Saha and P. Purkait, โInvestigations of temperature effects on the dielectric
response measurements of transformer oil-paper insulation system,โ IEEE Transactions
on Power Delivery, vol. 23, no. 1, pp. 252โ260, Jan. 2008.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
T. K. Saha, P. Purkait, and F. Mรผller, โDeriving an equivalent circuit of transformers
insulation for understanding the dielectric response measurements,โ IEEE Transactions
on Power Delivery, vol. 20, no. 1, pp. 149โ157, Jan. 2005.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
M. Koch and S. Tenbohlen, โDiagnostics of oil-paper-insulations using relaxation currents,โ
presented at the XIVth International Symposium on High Voltage Engineering, China,
Aug. 25โ29, 2005.
![URL](../../Resources/images/icon_url.png)
J. Blennow, C. Ekanayake, K. Walczak, B. Garcia, and S. M. Gubanski, โField experiences
with measurements of dielectric response in frequency domain for power transformer
diagnostics,โ IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 21, no. 2, pp. 681โ688, Apr.
2006.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
W. Sikorski, K. Walczak, and P. Przybylek, โMoisture Migration in an Oil-Paper Insulation
System in Relation to Online Partial Discharge Monitoring of Power Transformers,โ
Energies, vol. 9, no. 12, pp. 1082, Dec. 2016.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
R. B. Jadav, C. Ekanayake, and T. K. Saha, โUnderstanding the impact of moisture and
ageing of transformer insulation on frequency domain spectroscopy,โ IEEE Transactions
on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 21, no. 1, pp. 369-379, Feb. 2014.
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
์ ์์๊ฐ
He received his B.S., M.S., and Ph.D. degrees from Sungkyunkwan University in 2012,
2014, and 2022, respectively. In 2016, he worked at the Korea Electronics Technology
Institute. From 2017 to 2024, he was with the Korea Electric Power Corporation Research
Institute. He joined the Department of Electrical and Electronic Engineering at Hankyong
National University in 2024 and has been serving as a professor since then. His research
interests include applying artificial intelligence to power systems and electrical
equipment for condition inference, estimation, and asset management analysis.