주조 수지는 건식 변압기의 난연성 성능을 어떻게 보장합니까?

고층 사무실 건물, 병원 또는 데이터 센터에서는 변압기가 사람이 거주하는 공간 가까이에 위치하는 경우가 많습니다. 방화벽과 폭발 방지 장치 뒤에 오일 충전 변압기를 설치할 수 있는 실외 변전소와 달리 실내 설치에는 화재에 기여하지 않는 변압기가 필요합니다. 이것이 건식 변압기의 영역입니다. 주조 수지가 이러한 변압기의 난연성 성능을 어떻게 보장하는지에 대한 질문은 단지 학문적인 문제가 아닙니다. 고가의 화재 진압 시스템과 전용 방화 인클로저 없이 변압기를 건물 내부에 설치할 수 있는지 여부를 결정하는 것은 중요한 안전 고려사항입니다.

주조 수지의 난연성 성능건식 변압기신중하게 설계된 재료 시스템의 결과입니다. 에폭시 수지 배합물, 무기 충진제 및 난연성 첨가제가 함께 작용하여 발화에 저항하고 화재 전파를 제한하는 자가소화성 단열재를 만듭니다. 이 기사에서는 주조 수지 난연성의 화학, 열 방출 및 연기 발생의 물리학, 이러한 특성을 검증하는 국제 테스트 표준을 검토합니다. 또한 Lugao Power Co.,Ltd.의 공장 운영 방식에 대해서도 논의하겠습니다. 가장 까다로운 화재 안전 요구 사항을 충족하기 위해 주조 수지 건식 변압기를 설계 및 제조합니다.

목차

• 1. 재료를 난연성으로 만드는 것은 무엇입니까?
• 2. 주조 수지의 화학: 첨가제가 연소 행동을 어떻게 변화시키는가
• 3. 실내 설치 시 낮은 열 방출이 중요한 이유
• 4. IEC 60076-11 테스트를 통해 난연성 성능을 검증하는 방법
• 5. 열전도율과 난연성의 균형
• 6. 자주 묻는 질문(FAQ)
• 7. 결론

1. 재료를 난연성으로 만드는 것은 무엇입니까?

난연성은 단일 특성이 아닙니다. 이는 화재에 노출되었을 때 재료가 나타내는 일련의 동작입니다. 난연성 물질은 발화에 저항하고 화염 확산을 제한하며 외부 발화원이 제거되면 자체 소화됩니다. 이러한 거동은 연소 과정을 방해하는 화학적, 물리적 메커니즘을 통해 달성됩니다. 폴리머의 연소에는 연료, 산소, 열이라는 세 가지 요소가 필요합니다. 난연제는 이러한 요소 중 하나 이상을 방해함으로써 작동합니다. 일부 난연제는 재료 주변의 산소 농도를 희석시키는 불활성 가스를 방출합니다. 다른 것들은 흡열 분해를 통해 열을 흡수하여 물질을 발화 온도 이하로 냉각시킵니다. 또 다른 것들은 밑에 있는 물질을 열과 산소로부터 절연시키는 보호 차르 층의 형성을 촉진합니다.

난연제의 효과는 여러 매개변수로 측정됩니다. LOI(제한 산소 지수)는 물질의 연소를 지원하는 질소-산소 혼합물의 최소 산소 농도입니다. LOI가 높은 재료는 연소하기가 더 어렵습니다. 참고로 공기 중의 산소 농도는 약 21%입니다. LOI가 21% 미만인 재료는 공기 중에서 쉽게 연소됩니다. LOI가 28%를 초과하는 재료는 일반적으로 난연성으로 간주됩니다. UL 94 테스트는 플라스틱의 가연성을 평가하는 또 다른 일반적인 방법입니다. 이는 자가소화 시간 및 적하 발생 여부를 포함하여 수직 또는 수평 방향에서 재료의 거동을 평가합니다. 아래 표에는 일반적인 변압기 절연 재료의 주요 가연성 매개변수가 요약되어 있습니다.

~에루가오전력(주), 당사 공장에서는 UL 94 V-0 등급과 결합하여 30% 이상의 LOI를 달성하는 주조 수지 시스템을 제조합니다. 이는 수지가 일반 대기 조건에서 연소를 지원하지 않으며 점화되면 빠르게 자체 소화된다는 것을 의미합니다. 이러한 특성은 화재 안전이 주요 관심사인 실내에 설치되는 건식 변압기에 필수적입니다.

2. 주조 수지의 화학: 첨가제가 연소 행동을 어떻게 변화시키는가

주조 수지 변압기에 사용되는 기본 에폭시 수지는 우수한 전기 절연성, 기계적 강도 및 열 안정성을 제공하는 열경화성 폴리머입니다. 그러나 변형되지 않은 에폭시 수지는 산소 제한 지수가 약 19-21%로 공기 중에서 연소될 수 있습니다. 이 재료를 난연성 단열 시스템으로 변환하기 위해 수지에는 연소 거동을 변경하는 충전재와 첨가제가 포함되어 있습니다. 가장 일반적인 두 가지 접근법은 무기 수산화물 충전제와 인 기반 난연제를 사용하는 것입니다. 첨가제의 선택과 농도에 따라 주조 수지의 최종 성능이 결정됩니다.

수산화알루미늄으로도 알려진 알루미늄 삼수화물(ATH)은 주조 수지 변압기에 가장 널리 사용되는 난연성 충전제입니다. 수지가 약 200°C 이상의 온도에 노출되면 ATH는 흡열 분해 반응을 겪습니다. 이 반응은 상당한 양의 열을 흡수하여 주변 물질을 냉각시킵니다. 또한 수증기를 방출하여 화염 근처의 산소 농도를 희석시킵니다. 반응의 잔여물은 산화알루미늄이며, 이는 수지 표면에 보호용 세라믹 같은 층을 형성합니다. 이 층은 열 장벽 역할을 하여 열이 기본 재료로 전달되는 속도를 늦춥니다. 아래 표는 ATH 및 기타 일반적인 난연 충진재의 분해 특성을 요약한 것입니다.

Lugao에 있는 공장에서는 주조 수지 제제에 ATH와 실리카 필러의 조합을 사용합니다. ATH는 1차적인 난연 기능을 제공하고, 실리카는 수지의 열전도성과 기계적 강도를 향상시킵니다. 총 충전제 함량은 중량 기준으로 60-70%에 달할 수 있으며, 이는 변압기 내 가연성 유기 물질의 양을 크게 줄여줍니다. 또한 더 높은 화재 안전 성능이 필요한 응용 분야를 위해 인 기반 난연제 옵션도 제공합니다. 이러한 제제는 더 높은 LOI와 더 빠른 자기 소화 작용을 달성합니다.

3. 실내 설치 시 낮은 열 방출이 중요한 이유

주조수지 건식 변압기의 난연성 성능은 단지 연소 여부에만 국한되지 않습니다. 또한 화상을 입을 경우 얼마나 많은 열과 연기가 방출되는지에 관한 것입니다. 열 방출률(HRR)은 화재 안전 엔지니어링에 있어 중요한 매개변수입니다. 연소 중에 물질이 에너지를 방출하는 속도를 측정합니다. HRR이 낮은 자재는 화재 확산에 덜 기여하여 거주자가 대피할 수 있는 시간을 더 많이 주고 소방관이 상황을 통제할 수 있는 시간을 더 많이 제공합니다. 연기는 화재의 주요 사망 원인이고 탈출 경로를 모호하게 할 수 있으므로 연기 발생 속도도 똑같이 중요합니다.

주조 수지 변압기는 낮은 열 방출률을 갖도록 설계되었습니다. 높은 필러 함량과 ATH의 흡열 분해가 이에 기여합니다. 수지가 화재에 노출되면 ATH는 열을 방출하는 대신 흡수합니다. 분해 시 방출되는 수증기는 가연성 가스를 희석시켜 화염의 강도를 감소시킵니다. 산화알루미늄 잔류물은 남은 수지를 절연하는 보호층을 형성합니다. 순 효과는 천천히 연소되고 최소한의 열을 방출하는 물질입니다. 아래 표는 주조 수지와 기타 변압기 절연 재료의 열 방출 특성을 비교합니다.

주조 수지 건식 변압기의 낮은 열 방출 및 연기 발생으로 인해 광범위한 화재 진압 시스템이 필요 없이 실내 공간에 설치할 수 있습니다. 이는 전기 설치 비용을 절감하고 건물의 화재 안전 설계를 단순화합니다. 변압기가 병원이나 쇼핑몰 등 사람이 거주하는 구역 근처에 위치하는 프로젝트의 경우 주조 수지 변압기의 낮은 화재 위험은 중요한 이점입니다. Lugao Power Co.,Ltd.의 공장에서는 IEC 60076-11 F1 분류를 ​​포함하여 가장 엄격한 화재 안전 표준을 충족하도록 주조 수지 변압기를 설계합니다.

4. IEC 60076-11 테스트를 통해 난연성 성능을 검증하는 방법

IEC 60076-11은 건식 변압기에 대한 요구 사항을 정의하는 국제 표준입니다. 이 표준은 변압기가 외부 화재에 노출되는 것을 시뮬레이션하는 일련의 테스트를 통해 결정되는 화재 행동 분류를 지정합니다. 화재 행동 분류에는 F0과 F1의 두 가지 수준이 있습니다. F0은 기본 수준이고 F1은 더 높은 수준으로, 변압기가 자체 소화되고 테스트 중 열 방출 및 연기 생성을 제한해야 합니다.

화재 거동 테스트는 변압기로부터 정의된 거리에서 지정된 양의 연료(일반적으로 알코올)를 점화하여 수행됩니다. 이 테스트에서는 변압기 주변의 온도와 열유속뿐 아니라 연료가 소모된 후 변압기가 자체 소화되는 시간도 측정합니다. 이 테스트에서는 연기 및 독성 가스의 생성도 모니터링합니다. F1 분류를 ​​달성하려면 변압기가 다음 기준을 충족해야 합니다.

• 변압기 표면의 최고 온도는 지정된 한도 미만으로 유지되어야 합니다.
• 변압기는 연료가 소진된 후 지정된 시간 내에 자체 소화되어야 합니다.
• 열 방출률과 연기 생성은 지정된 임계값 미만으로 유지되어야 합니다.
• 변압기는 인접한 물질을 발화시킬 수 있는 타는 물방울을 생성해서는 안 됩니다.
• 변압기는 화재 테스트 후에도 절연 내력을 유지해야 합니다.

아래 표에는 IEC 60076-11 화재 거동 테스트의 주요 매개변수와 Lugao Power Co.,Ltd의 주조 수지 변압기의 일반적인 성능이 요약되어 있습니다.

Lugao에 있는 당사 공장에서는 IEC 60076-11 표준에 따라 주조 수지 건식 변압기를 테스트합니다. 우리는 요청 시 고객이 이용할 수 있는 모든 제품에 대한 테스트 보고서를 유지합니다. 이 보고서는 변압기의 난연성 성능에 대한 문서화된 증거를 제공하여 고객에게 제품이 가장 높은 화재 안전 표준을 충족한다는 확신을 줍니다.

5. 열전도율과 난연성의 균형

건식 변압기용 주조 수지 배합 설계에는 난연성과 열 전도성이라는 두 가지 경쟁 요구 사항의 균형이 필요합니다. 난연성은 수지의 가연성 함량을 줄이는 ATH와 같은 무기 충전재를 첨가하여 달성됩니다. 열전도율은 변압기 권선에서 발생하는 열을 방출하는 데 중요합니다. 열전도율이 높을수록 변압기는 더 낮은 온도에서 작동할 수 있어 효율성과 서비스 수명이 늘어납니다. 그러나 일부 난연 충진재는 열전도도가 상대적으로 낮아 농도가 높아지면 수지의 열 성능이 저하될 수 있습니다.

해결책은 열 전도성이 높은 필러를 선택하고 필러 입자 크기 분포를 최적화하는 데 있습니다. 실리카(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O₃)은 우수한 열 전도성과 허용 가능한 난연성 특성을 결합하기 때문에 주조 수지 변압기의 필러로 일반적으로 사용됩니다. ATH와 결합하면 난연성과 열전도율을 모두 제공할 수 있습니다. 입자 크기 분포도 중요합니다. 거친 입자와 미세한 입자를 잘 혼합하면 더 높은 패킹 밀도를 달성할 수 있어 열 전도성과 기계적 강도가 모두 향상됩니다. 아래 표에는 일반적인 주조 수지 필러의 열전도율이 요약되어 있습니다.

우리 공장에서는 난연성과 열전도율 사이의 균형을 이루기 위해 독점적인 실리카와 ATH 필러 혼합물을 사용합니다. 당사의 주조 수지 제제는 30% 이상의 LOI를 유지하면서 1.1-1.5 W/m·K의 열전도도를 달성합니다. 이를 통해 건식 변압기는 온도 제한을 초과하지 않고 높은 부하에서 작동하는 동시에 실내 설치에 필요한 화재 안전 성능을 제공할 수 있습니다.

6. 자주 묻는 질문(FAQ)

질문 1: 건식 변압기의 F0과 F1 화재 행동 분류의 차이점은 무엇입니까?

답: F0은 기본 화재 행동 분류이고, F1은 상위 분류입니다. F0에서는 변압기가 자기 소화성을 갖도록 요구하지만 열 방출 및 연기 생성에 대한 제한은 덜 엄격합니다. F1에서는 변압기가 최고 온도, 자기 소화 시간, 열 방출률 및 연기 생성에 대한 보다 엄격한 제한을 충족하도록 요구합니다. 점유 공간이 있는 건물의 실내 설치의 경우 일반적으로 F1 분류가 필요합니다. Lugao Power Co.,Ltd.에서는 주조 수지 건식 변압기가 F1 분류를 ​​충족하도록 설계되었습니다.

질문 2: 주조 수지는 연소될 때 유독 가스를 생성합니까?

답변: 건식 변압기에 사용되는 주조 수지 제제는 할로겐이 없습니다. 즉, 염화수소나 브롬화수소와 같은 독성 및 부식성 가스를 생성할 수 있는 염소나 브롬 화합물이 포함되어 있지 않습니다. 당사 주조 수지의 주요 분해 생성물은 수증기, 이산화탄소 및 산화알루미늄입니다. 이로 인해 주조 수지 변압기에서 나오는 연기는 독성 연소 생성물의 복잡한 혼합물을 포함할 수 있는 오일로 채워진 변압기에서 나오는 연기보다 독성이 덜해집니다.

질문 3: 주조 수지의 난연성 성능은 액체 충전 변압기의 난연성 성능과 어떻게 비교됩니까?

답변: 주조 수지 변압기는 화재 안전 측면에서 액체 충전 변압기에 비해 상당한 이점을 가지고 있습니다. 액체로 채워진 변압기에는 다량의 가연성 오일이 포함되어 있어 누출되어 수영장 화재를 일으킬 수 있습니다. 연소유의 열 방출률과 연기 발생은 주조 수지보다 훨씬 높습니다. 주조 수지 변압기에는 액체 연료가 포함되어 있지 않으며 자체 소화 기능이 있어 실내 설치 시 훨씬 안전합니다.

질문 4: 화재 진압 장치가 없는 실내에 주조 수지 변압기를 설치할 수 있습니까?

답변: 예, F1 분류를 ​​충족하는 주물 수지 건식 변압기는 건물 규정의 일반 화재 안전 요구 사항을 충족하는 경우 전용 화재 진압 시스템이 없는 공간에 설치할 수 있습니다. 주조 수지 변압기의 화재 위험이 낮다는 것은 오일 충전 변압기와 동일한 수준의 화재 방지가 필요하지 않음을 의미합니다. 그러나 구체적인 요구 사항은 지역 건축법 및 관할 당국에 따라 다릅니다. 우리 기술팀은 귀하의 프로젝트에 대한 설치 요구 사항에 대한 지침을 제공할 수 있습니다.

질문 5: 수지주조 변압기의 난연성 성능을 유지하려면 어떤 유지관리가 필요합니까?

답변: 주조 수지 변압기의 난연성 성능은 재료에 내재되어 있으며 시간이 지나도 크게 저하되지 않습니다. 그러나 변압기의 전반적인 신뢰성을 보장하려면 정기적인 유지 관리가 필요합니다. 여기에는 주조 수지의 균열이나 손상에 대한 육안 검사, 먼지 축적을 방지하기 위한 권선 및 냉각 덕트 청소, 절연 저항 및 부분 방전에 대한 주기적인 테스트가 포함됩니다. Lugao Power Co.,Ltd.에서는 건식 변압기에 대한 유지 관리 지침 및 지원 서비스를 제공합니다.

7. 결론

주조 수지 건식 변압기의 난연성 성능은 정교한 재료 시스템의 결과입니다. 에폭시 수지는 구조적, 전기적 절연성을 제공하고 ATH 필러는 흡열 난연성 메커니즘을 제공합니다. 실리카 필러는 열전도율과 기계적 강도를 향상시킵니다. 이러한 구성 요소는 함께 점화에 저항하고 빠르게 자체 소화되며 최소한의 열과 연기를 방출하는 변압기 절연 재료를 만듭니다. 이러한 특성은 화재 안전이 주요 관심사인 실내 설치에 필수적입니다.

루가오전력(주)에서는 최고 수준의 화재 안전 성능을 충족하는 주조 수지 건식 변압기를 공장에서 설계 및 제조합니다. 당사의 제품은 IEC 60076-11에 따라 테스트되었으며 F1 등급을 획득했습니다. 우리는 고객에게 안정적이고 안전하며 효율적인 변압기 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 새 건물을 설계하든 기존 전기 시스템을 업그레이드하든 관계없이 당사 기술팀에 문의하여 요구 사항을 논의하시기 바랍니다.

루가오전력(주)에 문의하세요. 오늘주조 수지 건식 변압기에 대해 자세히 알아보고 화재 안전 요구 사항을 충족할 수 있는 방법을 알아보십시오.