전기 안전 시험 시 옥외 또는 지상 개폐기 평가 인자

열화인자(Degradation Factor) 각각의 단어를 설명해 드리겠습니다. 열화인자는 재료나 제품의 성능을 시간이 지남에 따라 저하시키는 외부 요인을 의미합니다.

1. 온도 (Temperature):
   • 물체의 뜨겁거나 차가운 정도를 나타내는 수치입니다.
   • 열화 영향:
     • 고온: 재료(특히 고분자, 플라스틱)의 연화, 변형, 산화 촉진, 화학적 분해 가속화, 절연 성능 저하 등을 유발합니다.
     • 저온: 재료(플라스틱, 고무 등)를 딱딱하고 부서지기 쉽게 만들어 균열 발생 가능성을 높입니다. 윤활유나 절연유의 점도에도 영향을 줍니다.
     • 온도 변화 반복(사이클): 재료의 팽창과 수축을 반복시켜 기계적 응력, 피로, 균열, 박리(특히 열팽창률이 다른 재료 접합부)를 유발할 수 있습니다.
2. 습도 (Humidity):
   • 공기 중에 포함된 수증기의 양 또는 비율입니다.
   • 열화 영향:
     • 높은 습도: 금속 부식을 촉진합니다. 일부 재료(흡습성 플라스틱, 절연물)는 수분을 흡수하여 치수 변화, 전기 절연 성능 저하(절연 파괴 전압 감소, 누설 전류 증가), 가수분해(물에 의한 화학적 분해) 등을 일으킬 수 있습니다. 곰팡이 발생을 조장합니다.
     • 결로: 온도가 이슬점 이하로 떨어지면 표면에 물방울이 맺히는 현상으로, 직접적인 물 접촉과 유사한 영향을 주어 부식 및 절연 성능 저하를 가속합니다.
3. 인장하중 (Tensile Load):
   • 재료를 양쪽에서 잡아당기는 힘(하중)입니다.
   • 열화 영향: 직접적인 환경 요인이라기보다는 기계적 스트레스 요인입니다. 지속적이거나 반복적인 인장 응력은 재료의 항복 강도 이하에서도 크리프(시간이 지남에 따라 서서히 변형되는 현상)나 피로 파괴를 유발할 수 있습니다. 특히 다른 열화 인자(온도, 자외선 등)와 복합적으로 작용할 때 파괴를 가속할 수 있습니다. 고정된 설비보다는 케이블이나 움직이는 부품 등에서 더 중요하게 고려될 수 있습니다. 복합 시험에서는 특정 부위에 가해지는 기계적 스트레스를 모의하기 위해 포함될 수 있습니다.
4. 자외선 (UV - Ultraviolet Radiation):
   • 태양광에 포함된 눈에 보이지 않는 짧은 파장의 빛입니다.
   • 열화 영향: 주로 플라스틱, 고무, 도료(페인트), 코팅 등 유기 재료에 영향을 줍니다. 자외선 에너지는 화학 결합을 끊어 재료의 색상 변화(황변, 탈색), 표면 백화(Chalking), 부서지기 쉬워짐(취화), 균열 발생, 기계적 물성(강도, 유연성) 저하 등을 일으킵니다. 페인트나 코팅의 보호 기능을 약화시켜 내부 재료의 노출을 유발합니다.
5. 주수 (Water Spray / Sprinkling):
   • 물을 뿌리는 것을 의미합니다. 강우(비)나 물 세척 환경을 모의합니다.
   • 열화 영향: 비, 물 튀김, 세척 등의 영향을 평가합니다. 장시간 또는 고압의 물은 표면을 물리적으로 침식시킬 수 있습니다. 외함(Enclosure)이나 부품의 밀폐 성능을 시험하여 물 침투 여부를 확인합니다 (물 침투 시 단락, 부식, 절연 파괴 유발). 뜨거운 표면에 차가운 물을 뿌리면 열충격으로 균열이 발생할 수 있습니다.
6. 염무 (Salt Spray / Fog):
   • 염분(주로 염화나트륨)을 포함한 미세한 물안개입니다.
   • 열화 영향: 해안 지역이나 제설제를 사용하는 지역의 환경을 모의합니다. 염수는 금속의 부식(특히 철의 녹)을 매우 빠르게 가속시킵니다. 절연체 표면에 염분과 습기가 쌓이면 도전성 경로를 형성하여 누설 전류를 증가시키고 섬락(Flashover, 전기적 방전) 및 절연 파괴의 원인이 될 수 있습니다.
7. 전압 (Voltage):
   • 전기적인 위치 에너지의 차이 (전위차)입니다.
   • 열화 영향: 절연 재료에 전기적 스트레스(전기장)를 가합니다. 장시간 동안 전압이 인가되면 절연물 내부에 미세한 방전(부분 방전)이나 전기적 트리(Treeing) 현상이 발생하여 점진적으로 절연 성능이 저하되고 결국 절연 파괴에 이를 수 있습니다. 특히 습기, 오염 등 다른 인자와 결합하면 절연 파괴 전압이 크게 낮아집니다. 스위칭 동작(전압 인가/차단 반복) 또한 전기적, 기계적 스트레스를 유발합니다.

이러한 인자들은 단독으로 또는 복합적으로 작용하여 전기 설비나 기기, 재료 등의 성능을 저하시키고 수명을 단축시키는 원인이 됩니다. 복합열화가속시험은 이러한 요인들을 실험실에서 제어하여 단기간에 장기적인 영향을 평가하는 방법입니다.