그림과 같이 단심 연피케이블의 내외도체를 단절연할 경우 두 도체간의 절연내력을 최대로 하기 위한 조건으로 옳은 것은? (단, $\epsilon_1, \epsilon_2$ 는 각각의 유전률이다.)

$\epsilon_1 > \epsilon_2$ 로 한다.

$\epsilon_1 = \epsilon_2$ 로 한다.

$\epsilon_1 > \epsilon_2$ 로 한다.

$\epsilon_2 > \epsilon_1$ 으로 한다.

유전체의 절연파괴

전기기사 필기 2006년 2회 15번

Q문제

그림과 같이 단심 연피케이블의 내외도체를 단절연할 경우 두 도체간의 절연내력을 최대로 하기 위한 조건으로 옳은 것은? (단,

ϵ_{1}, ϵ_{2}

는 각각의 유전률이다.)

유사 문제 링크

ϵ_{1} = ϵ_{2}

로 한다.

유전율이 동일하면 내도체 부근에 전계가 집중되어 절연 설계상 비효율적입니다.

ϵ_{1} > ϵ_{2}

로 한다.

내측 유전율을 외측보다 크게 설정하여 전계 분포를 균일하게 유지해야 합니다.

•

Step 1: 동축 케이블의 전계 세기

E

는 중심 거리

r

에 반비례하므로 내도체 표면에서 가장 강하게 형성됩니다.

•

Step 2: 전계의 세기를 균일하게 분산시키기 위해 유전율이 다른 절연체를 겹쳐 사용하는 것을 단절연(Graded Insulation)이라고 합니다.

•

Step 3: 전계가 강한 내측에 유전율이 큰 물질(

ϵ_{1} > ϵ_{2}

)을 배치하면 내측 전계가 완화되어 케이블 전체의 절연 내력이 향상됩니다.

ϵ_{2} > ϵ_{1}

으로 한다.

외측 유전율이 더 크면 내측 전계가 더욱 강화되어 절연 파괴 위험이 높아집니다.

유전율과는 관계없다.

전계 세기는 유전율에 반비례하므로 유전율은 절연 내력을 결정하는 핵심 변수입니다.

단절연을 적용하면 어떤 이점이 있나요?

전계 분포가 균일해져서 절연체의 전체 두께를 줄일 수 있으며 케이블의 소형화가 가능해집니다.

유전율이 전계에 미치는 영향은 무엇인가요?

전계의 세기는 유전율에 반비례하므로 유전율이 큰 물질 내부에서는 전계의 세기가 감소하게 됩니다.