절연체

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전기 절연 테이프

절연체 (絶緣體, 영어: insulator)는 전기을 전달하기 어려운 성질을 가지는 물질의 총칭이다. 전기를 통하기 쉬운 도체 (전기 전도체)에 비교해서 부도체라고도 한다. 그리고 절연체는 유전체의 성질을 갖는다.

절연체와 유전체는 실제 물질은 같지만 그 의미를 약간 다르게 사용한다. 절연 애자와 같이 절연체는 전기를 잘 통하지 않는 목적으로 많이 사용되었으나 최근에는 절연체(유전체)가 가지는 능동적인 특성을 이용하여 다양한 응용에 널리 사용되고 있다. 그래서 최근에는 절연체보다는 유전체라는 용어가 더 많이 사용된다.

역사[편집]

절연체를 이용한 최초의 전기 시스템은 전보선이다.

대량으로 사용된 최초의 유리형 절연체는 실이 꿰어있지 않은 핀홀을 포함하였다.

정의[편집]

밴드 이론에서 절연체는 반도체와 동일하게 원자가띠전도띠의 사이에 띠틈이 존재하는 상태나 그 상태를 나타내는 물질을 말한다. 반도체보다 띠틈이 큰것이 절연체이지만 이 차이는 명확하지 않는 경우가 있다. 통상적으로, 띠틈이 2 전자볼트 이상이면 절연체로, 미만이면 반도체로 구분한다.

절연체는 공유결합성이나 이온결합성이 큰물질에 많이 있다. 다만 예외적으로 석묵은 층내결합이 큰 공유결합이어도 준금속이다.

절연체 종류[편집]

핀 절연체[편집]

전신 또는 핀 (약 3cm 직경의 나무 또는 금속못) 등의 물리적 지지체로 전선을 분리하는 장치이다. 비전도성 재료로 보통 도자기 또는 유리로 만드는 단층 형태이며 가장 초기에 개발 된 오버 헤드 절연체로 분류된다.[1] 최대 33KV의 전력 네트워크에서 사용되며. 단일 또는 다중 핀 절연체를 하나의 물리적 지지대에 사용할 수 있지만 사용되는 절연체의 수는 전압에 따라 다르다. 또한 만약 절연체가 젖으면 외부 표면이 전도되어 절연체의 효과가 떨어진다. 그러므로 단열재는 우산 모양으로 설계되어 단열재의 하부를 비로부터 보호한다.[2] 절연체의 내부를 건조한 상태로 유지하기 위해 절연체 주위에 융기 부분이 있다.

걸쇠 절연체[편집]

초기에는 걸쇠 절연체가 변형 절연체로 사용되었고, 오늘날은 저전압 분배 라인에 사용된다. 절연체는 수평 또는 수직 위치에서 사용 되며 볼트로 폴에 직접 고정하거나 크로스 암에 고정할 수 있다. 비교적으로 과도한 전류가 흐를 때 파손 가능성이 적고 다른 전선들을 부드럽게 고정해 준다.

스트레인 절연체[편집]

변형절연체 중 하나로, 막 다른 곳이 있거나 전송선에 날카로운 모서리가 있을 때, 선은 변형되는 큰 인장 하중을 견뎌야할때 사용된다. 그러므로 스트레인 절연체는 필요한 전기 절연 특성뿐만 아니라 상당한 기계적 강도를 가진다.

내열등급[편집]

내열등급일본 산업 규격에서 절연체를 내열 온도별로 분류한 것이다. "내열등급 Y", "내열등급 200"이라고 호칭한다.

내열등급 최고 허용온도 주요재료 접착, 충전재료
Y 90℃ , 종이, 폴리에틸렌, 폴리염화 비닐, 천연고무 없음
A 105℃ 절연유, 천연 니스
E 120℃ 폴리에스텔, 에폭시수지, 멜라민수지, 페놀수지, 폴리우레탄 같은 합성수지 없음
B 130℃ 운모, 석면, 유리섬유 일반 접착제
F 155℃ 실리콘 알키드수지
H 180℃ 실리콘수지
200 200℃ 생운모, 석면, 자기 없음
220 220℃
250 250℃

예전부터 180 ℃를 넘는 열을 견디는 절연체는 모두 "C종류"라고 여겨지고 있었다. 현재의 JISC4003에서 세분화된 상표의 250 ℃를 넘는 것은 25 ℃간격으로 내열등급이 마련되어 있다.

같이 보기[편집]

  1. “Types of Electrical Insulator | Overhead Insulator | Electrical4u”. 《www.electrical4u.com》. 2017년 1월 19일에 확인함. 
  2. “Artificial rain test of outdoor long rod insulators (PDF Download Available)”. 《ResearchGate》 (영어). 2017년 1월 19일에 확인함.