절연 분체 도료: 체적 저항, 유전 강도 및 전기 적용

절연 분체 도료는 전기 절연을 주기능으로 하는 열경화성 분체 코팅층으로, 전형적으로 에폭시 또는 변성 에폭시를 기재로 하며, 한 번 도포하는 것만으로 금속 도체나带电 부품 표면에 연속적이고 치밀하며 고저항의 절연층을 형성하여 기존의 침지 도료, 권취 포장 및 사출 성형을 대체합니다.它的 핵심 지표는 "예쁘고 안 예쁘고"가 아니라 체적 저항률, 표면 저항률, 전기 강도(파괴 전압) 및 내전류痕화 지수——이러한 파라미터는 장비가 작업 전압을 안전하게 견딜 수 있는지, 습하고 오염된 환경에서 누전이나 크리프 방전이 발생하지 않는지를 직접 결정합니다. GB/T 6554 《전기 절연용 에폭시 분체 도료 일반 요구사항》에 따르면, 절연 에폭시 분체는 이러한 전기적 성능을 체계적으로 평가해야 합니다. 송배전, 전동기 제조, 신에너지 및 전자 산업에서 절연 분체의 사용량이 지속적으로 증가하는 것은, 한 번에 두껍게 도포 가능하고 무용제이며 복잡한 형상을 피복할 수 있으며 성능이 안정적이고 추적 가능하기 때문입니다.

기능성 분체 분야에서, 커신 신소재(kexinMaterials)는 전동기, 모선, 변압기 및 배터리 하우징을 대상으로 하는 절연 분체 시스템을 제공하여 "절연 + 방식 + 내마모"를 협력 설계합니다. 본 문서는 인용 가능한 표준(GB/T 1410, GB/T 1408, GB/T 1411, GB/T 6554 및 IEC 60243, IEC 60120 등)을 근거로 절연 분체 도료의 기술적 핵심을 분석하여, 전기 엔지니어가 "절연"을 모호한 요구에서 정량적 검수 지표로 전환하도록 돕습니다.

一、절연의 핵심 전기적 지표

절연 분체의 성능은 네 가지 전기적 지표로 정의됩니다. 체적 저항률은 단위 부피 저항으로, 단위는 옴·센티미터이며 GB/T 1410(동등 IEC 60093)에 따라 측정됩니다; 표면 저항률은 단위 면적 표면 저항으로, 단위는 옴 매 스퀘어이며 동일 표준으로 측정됩니다; 전기 강도(파괴 강도)는 단위 두께 파괴 전압으로, 단위는 킬로볼트 매 밀리미터이며 GB/T 1408(동등 IEC 60243)에 따라 측정됩니다; 비교 추적화 지수(CTI)는 내누전 추적 전압으로, 단위는 볼트이며 GB/T 1411(동등 IEC 60112)에 따라 측정됩니다. 에폭시 절연 분체의 체적 저항률은 10¹³–10¹⁶ 옴·센티미터에 달해 공기의 약 10¹⁶(단 공기는 쉽게 파괴됨)보다 훨씬 높으며, 더 중요한 것은 고체 상태로 부착되어 붕괴하지 않는다는 점입니다. 전기 강도는 절연층의 내압 두께를 결정합니다——예를 들어 전기 강도가 20 킬로볼트 매 밀리미터인 코팅의 경우, 0.5 밀리미터 두께는 이론상 10 킬로볼트量级을 견딥니다(실제로는 안전 여유 및 결함 고려 필요). 비교 추적화 지수는 습하고 오염된 환경에서 누전 추적에 저항하는 능력을 나타내며, CTI가 600 이상이면 최고 내흔적 등급, CTI가 175 초과이면 기본 절연 등급입니다.

명확히 할 필요가 있습니다: 절연 분체의 "절연"은 상대적 개념입니다——작업 전압 하의 누설 전류를 안전 수준으로 제한하는 것이지 절대적으로 전도되지 않는 것이 아닙니다; 설계는 반드시 장비의 정격 전압에 따라 충분한 안전 계수를 확보하고, 온도, 습도, 오염이 저항 감소에 미치는 영향을 고려해야 합니다.

二、지표 대조표

三、에폭시가 절연 분체의 주류인 이유

전기 절연 분체는 거의 예외 없이 에폭시 수지를 기재로 하는데, 그 이유는 네 가지입니다. 첫째, 본래 절연성이 우수: 에폭시 경화 후 체적 저항률이 높고 유전 손실이 낮으며 유전율이 적당합니다. 둘째, 부착력이 극히 강함: 구리, 알루미늄, 강철 등 금속에 견고히 접착되어 절연층이 탈락하여 기포(기隙)가 생기기 어렵습니다(기隙는 부분 방전과 파괴의 근원입니다). 셋째, 내화학성 및 내열성: 가교 네트워크가 오일, 용제, 습열을 견디며 B급(130℃) 심지어 F급(155℃) 절연을 달성할 수 있습니다. 넷째, 공정이 성숙됨: 에폭시 분체는 정전 분사, 유동층 침투 도포가 가능하여 한 번에 후막(200–1000 마이크로미터)을 형성하고 복잡한 형상을 피복합니다. GB/T 6554는 전기 절연용 에폭시 분체의 경화, 전기 강도, 체적 저항, 열 특성 등에 대한 일반 요구를 제시합니다; 세분화된 제품(예: 전동기, 모선, 건식 변압기용으로 설계된)에는 별도의 기업 표준이나 IEC 대응 규격이 있습니다. 폴리에스터, 폴리우레탄 분체의 절연성도 괜찮지만 내전류痕 및 장기 습열 안정성이 에폭시에 미치지 못하는 경우가 많아, 고급 절연은 에폭시가 주류입니다.

四、절연 성능에 영향을 미치는 핵심 요인

첫째는 치밀도와 기隙: 기隙 내 공기의 국소 전계 왜곡 및 방전 발생 용이성입니다. 절연 분체는 반드시 충분히 레벨링되어 핀홀, 기포가 없어야 합니다. 공정상 적절한 겔화 시간(ISO 8130-6 / GB/T 16995에 따라 주어진 온도에서 측정), 충분한 용융 레벨링 및 탈기(작업물 예열, 승온 곡선 제어)로 구현합니다. 둘째는 충전제와 CTI: 순수 에폭시는 CTI가 중간 정도입니다; 특정 무기 충전제(예: 특정 알루미나, 운모, 수산화알루미늄)를 첨가하면 CTI와 내아크성을 향상시킬 수 있으나 과량은 전기 강도를 낮추거나 결함을 유발할 수 있습니다. 수산화알루미늄은 또한 난연 효과를 겸합니다(팽창형 내화 도료의 난연 사고방식을 참조). 셋째는 온도: 저항과 전기 강도는 온도 상승에 따라 감소합니다. 고온 전동기 절연은 내온 등급에 부합하는 에폭시(B/F/H급)를 선택하고, 상온값이 아닌 작업 온도에서의 전기 강도를 검증해야 합니다. 넷째는 습열과 오염: 습기는 표면 저항률을 떨어뜨리고 크리프 방전을 유발하기 쉽습니다; 오염(분진, 염무)은 전류痕을 가속합니다. 옥외나 가혹한 환경에서는 더 높은 CTI와 더 두꺼운 코팅이 필요하거나 외부 재킷을 추가해야 합니다. 다섯째는 두께와 결함: 절연은 "두께 × 전기 강도"에 의존하지만, 국소 결함(핀홀, 이물, 가장자리 얇은 부분)이 먼저 파괴됩니다. 가장자리는 "모서리를 둥글게 하고 두껍게"하여 전계 집중을 피해야 합니다.

五、측정 방법 요점

체적 및 표면 저항률은 GB/T 1410에 따라 고저항계와 3전극 시스템을 사용하여 규정된 온습도, 충전 시간 하에 판독합니다; 결과는 온습도 영향이 커서 규범화해야 합니다. 전기 강도는 GB/T 1408에 따라 단계적으로 전압을 올려 파괴할 때까지 측정하고 두께로 나누어 킬로볼트 매 밀리미터를 얻습니다; 전극, 승압 속도, 시편 두께 균일성에 주의합니다. CTI는 GB/T 1411에 따라 오염액 하에서 적하 침식을 통해 내누전 추적 전압을 측정합니다; 등급 구분(예: CTI 175 이상, 400 이상, 600 이상). 유전 손실과 유전율은 GB/T 1409에 따라 측정하며 고주파 소자에 중요합니다. 검수는 "세 가지 전기 지표 + 외관(핀홀, 흘러내림 없음) + 부착력(GB/T 9286)"을 보되, 제품 표준에 따라 안전 여유를 둬야 합니다.

六、전형적 응용

전동기 고정자와 회전자: 에폭시 절연 분체가 기존 적하 침지 도료를 대체하여 균일한 피복, 사각지대 없음, 내열성 우수를 실현합니다. 모선과 구리 도체: 모선에 절연 분체를 도포하면 상간 간격을 줄이고 안전성을 높일 수 있으나 크리프 방전 방지를 위해 고 CTI가 필요합니다. 건식 변압기와 코일: 에폭시 절연 분체로 포장되어 방습 내오염됩니다. 전자 부품과 단자: 소형 부품 정전 분체 절연, 얇고 균일합니다. 배터리 하우징: 동력 배터리 하우징 내벽 절연 분체(본 배치 배터리 하우징配套 참조), 절연으로 단락 방지와 방식 겸함(중방식 분체 도료 참조); 동시에 방열이 필요하면 "열전도 절연" 복합으로 진행(열전도 도료 방열 참조).

七、시공과配套

절연 분체는 전처리와 막두께에 매우 민감합니다. 전처리: 도체 표면 탈지, 연마 또는 샌드블라스팅(도장 표면 처리 Sa2.5 참조), 산화물과 유유를 제거하여 부착과 계면 기隙 없음을 보장합니다. 막두께: 절연은 두께에 의존, 통상 200–800 마이크로미터, 내전압 설계에 따름; 가장자리 두껍게. 경화: 충분한 레벨링 탈기, 핀홀 방지; 단계 승온은 배기 유리합니다. 검사: 내압, 절연 저항, 외관 전수 또는 추출 검사, 핵심 부품 100% 내압. 커신 신소재(kexinMaterials)는 절연 분체配套 시 "작업 전압 × 안전 계수 ÷ 전기 강도"로 최소 막두께를 역산하고 가장자리 두께 증가 요구를 표기하여, 전기 안전을 정량적 공정 카드로 구현하지 경험에 의존하지 않습니다.

八、흔한 오해

오해 1: 절연은 절대 전도되지 않는 것. 틀림. 누설 전류를 안전 수준으로 제한하는 것이며 반드시 전압에 여유를 둬야 합니다. 오해 2: 두꺼우면 안전. 국소 결함(핀홀)이 먼저 파괴되므로, 두껍지만 핀홀이 있으면 균일 무결함보다 못합니다. 오해 3: 상온 전기 강도만 충분하면 됨. 틀림. 고온에서 저항과 강도는 떨어지므로 작업 온도값을 검증해야 합니다. 오해 4: 전기 강도만 보고 CTI를 무시. 틀림. 습하고 오염된 환경에서 CTI가 크리프 방전 수명을 결정하므로 둘 다 봐야 합니다. 오해 5: 절연 성능은 체적 저항만 봄. 틀림. 표면 저항과 CTI가 습열 오염 환경에서야失效 주원인입니다.

九、열전도, 방식, 내마모와의 협력

절연은 종종 열전도와 충돌하나 공존해야 합니다(전력 소자는 절연과 방열이 모두 필요, 열전도 도료 방열 참조), 방식과 병행되는 경우가 많으며(배터리 하우징 내벽, 중방식 분체 도료 참조), 내마모와 결합됩니다(전동기 회전축, 브러시 홀더). 분체의 다기능 충전제 급배합으로 동일 코팅에서 겸顾할 수 있는데, 이것이 절연 분체의 부가가치입니다. 커신 신소재(kexinMaterials)의 "절연 + 열전도 + 방식 3-in-1" 분체는 배터리 하우징과 전자 제어 박스에 사용되었습니다.

十、기술 동향

하나는 저온 경화 절연 에폭시로, 전동기 염포선의 내고온 제한에 대응합니다; 둘은 고 CTI 무할로겐 난연 배합으로, 친환경과 안전 이중 요구를 충족합니다; 셋은 유연 절연 분체로, 빈번히 굽혀지는 평선 전동기에 적응합니다; 넷은 온라인 내압 전수 검사로, 결함품을 출고 전 차단합니다.

十一、선정 의사결정 트리

절연 분체 선정은 먼저 전압 등급(막두께와 전기 강도 결정)을 보고, 다음 작업 온도(내온 등급 B/F/H 결정), 다음 환경(습열 오염은 고 CTI 선택), 마지막으로 열전도나 방식 겸용 여부(충전제 시스템 결정)를 봅니다. "전압 ÷ 전기 강도 = 막두께"를 공정 카드로 작성하여 선정은 감에 의존하지 않습니다.

十二、흔한 결함과 트러블슈팅

十三、표준과 검사 체크리스트

검수 범위: GB/T 1410 체적 및 표면 저항률; GB/T 1408 전기 강도; GB/T 1411 CTI; GB/T 9286 부착력; GB/T 6554 일반 요구. "전기 강도 + 체적 저항 + CTI + 내압 전수검사" 사중 차단을 구축하여 절연 안전을 검증 가능한 공학 지표로 만할 것을 권장합니다.

자주 묻는 질문

十四、표준 리스트와 검수 대장

공학 적용을 용이하게 하기 위해, 절연 분체 도료와 관련된 주요 표준을 리스트로 정리하여 검수 시 항목별 대조를 돕습니다. 핵심 표준: GB/T 1410 《고체 절연 재료 체적 저항률과 표면 저항률 시험 방법》(동등 IEC 60093); GB/T 1408 《절연 재료 전기 강도 시험 방법》(동등 IEC 60243); GB/T 1411 《고체 절연 재료 내전류痕화 지수 시험 방법》(동등 IEC 60112); GB/T 1409(유전 손실과 유전율); GB/T 6554 《전기 절연용 에폭시 분체 도료 일반 요구사항》; GB/T 9286(부착력); GB/T 13452.2(막두께). 고압 시나리오는 GB/T 16927 등 고압 시험 규범도 참고 가능합니다.

검수 대장은 네 항목 포함 권장: 하나는 체적 및 표면 저항률(GB/T 1410); 둘은 전기 강도(GB/T 1408); 셋은 CTI(GB/T 1411); 넷은 내압 전수검사와 부착력. 핵심은 한 항목만 측정하지 말고 반드시 "전기 강도 + 체적 저항 + CTI + 내압" 사중 차단이어야 하는데, 다른失效 모드가 다른 지표에 대응하기 때문입니다: 핀홀은 내압, 습열은 표면 저항, 오염은 CTI, 가장자리는 전기 강도. 한 항목만 측정하면 다른失效 경로를 놓칩니다.

이 대장을 추적 가능한 문서로 만들면 전기 안전 감사도 만족하고 향후 반복 비교에도 유리합니다. 커신 신소재(kexinMaterials)는 절연 방안 인도 시 "전기 강도 보고서 + 저항률 보고서 + CTI 보고서 + 내압 전수검사 기록" 4세트를 동봉하여, 고객이 선정부터 출고까지 근거를 갖추고 절연 안전을 검증 가능한 공학 지표로 만들지 구호로 만들지 않게 합니다.

十五、절연 내열 등급과 열노화 수명

절연失效은 "어느 날 갑자기 파괴"되는 경우가 드물고, 대개 장기 열노화가 임계점까지 누적된 결과입니다. GB/T 11021 《전기 절연 내열성과 표시 방법》(동등 IEC 60085)은 절연 재료를 내열성에 따라 여러 등급으로 나누며, 공학상 가장 많이 인용되는 것은 B, F, H 세 등급입니다. 강조할 점은, 등급이 제시하는 것은 "해당 온도에서 합리적 사용 수명을 가짐"의 참고 온도이지 "이 온도 미만은 절대 노화 안 됨, 이상은 즉시失效"이라는 스위치 값이 아닙니다.

열노화 수명의 정량 평가는 GB/T 11026.1 《전기 절연 재료 내열성 제1부: 노화 절차와 시험 결과 평가》(동등 IEC 60216-1)에 따라 수행됩니다: 시편을 사용 온도보다 높은 여러 단계에서 가속 노화시키고, 어떤 판단 성능(예: 전기 강도 또는 굽힘 강도)이 초기값의 절반으로 떨어지는 것을 종점으로 하여 다른 온도별 수명 점을 얻고, 아레니우스 관계로 외삽하며 통상 20000시간 수명에 대응하는 온도를 온도 지수(TI)로 취합니다. 공학계에 "온도가 약 10℃ 오를 때마다 절연 수명 약 절반"이라는 경험 법칙(몬징거 법칙)이 떠도는데, 이는 열분해가 지배적인 온도 구간에서만 근사 성립하며 일단 상변화, 가소제 석출 또는 화학 침식이 발생하는 온도대에 들어서면 더 이상 적용되지 않으므로 인용 시 그 정성적 속성을 명시해야 정밀 계산식으로 삼으면 안 됩니다.

여기서 두 가지 직접적 선정 결론을 얻을 수 있습니다. 첫째, 내열 등급은 도체나 권선의 실제 핫스팟 온도로 선택해야 하며 환경 온도나 기계 케이스 온도로 하면 안 됩니다. 전동기 권선 핫스팟은 케이스 표면보다 수십 도 높은 경우가 많아, 케이스 온도로 B급을 고르면 실제 핫스팟은 이미 장기간 F급 구간에서 운전 중일 수 있어 수명이 크게 단축됩니다. 둘째, 내열 등급과 전기 강도는 반드시联合 검증해야 합니다. F급 에폭시는 155℃에서确实 "견디지만", 그 전기 강도는 상온값 대비 통상 뚜렷이 감소하므로 막두께 설계는 상온 보고서로 나눗셈하지 말고 작업 온도에서의 실측 전기 강도로 역산해야 합니다.

十六、부분 방전, 크리프 거리와 인버터 구동의 새 도전

부분 방전(Partial Discharge, PD)은 절연층 내부나 계면의 미세 기隙가 전계 작용 하에 발생하는 국소 파괴입니다. 단회 방전 에너지는 극히 작아 즉시 전층失效을 일으키지 않으나, 기隙벽을 지속 침식하여 점차 전기 수지상으로 발전해最终 절연을 관통합니다. 측정 방법은 GB/T 7354 《고전압 시험 기술 부분 방전 측정》(동등 IEC 60270)에 따르며, 공학상 두 전압에 주목합니다: 부분 방전 개시 전압(PDIV, 승압 과정에서 겉보기 방전량이 규정 임계값을 처음 초과하는 전압)과 부분 방전 소멸 전압(PDEV, 강압 과정에서 방전이 사라지는 전압). 설계 목표는 PDIV가 장비가 실제 견디는 피크 전압보다 높고 여유를 두어, 코팅이 수명 주기 내내 방전 상태에 들어가지 않게 하는 것입니다.

이를 이해하면, 절연 분체가 왜 거듭 "무기隙, 무핀홀"을 강조하는지 알 수 있습니다. 공기의 비유전율은 약 1인 반면 경화 에폭시는 통상 3~5입니다; 직렬 캐패시터 분압에 따라 기隙에 걸리는 장강도는 주변 에폭시보다 현저히 높습니다. 동시에 공기의 파괴 장강도는 에폭시보다 훨씬 낮습니다. 두 요인이 겹쳐 기隙는 필연적 방전 시작점이 됩니다. 따라서 전처리 탈유 탈녹, 작업물 예열 탈기, 단계 승온 배기, 막두께 균일 제어——흩어져 보이는 이 공정 요구들은 본질적으로 동일 목표, 즉 기隙 소멸을 향합니다.

인버터 구동의 보급은 새로운 도전을 가져왔습니다. 인버터가 출력하는 것은 매끄러운 정현파가 아니라 고주파 급경사 펄스이며, 전압 상승 시간은 수백 나노초까지 짧아질 수 있습니다; 펄스가 케이블을 통해 전송된 후 모터 단에서 반사 중첩이 발생하여 단부 과전압 피크가 직류 모선 전압의 약 2배에 근접할 수 있습니다. 급경사 펄스 하에서 절연 시스템 내 전압 분포는 저항이 아닌 주로 정전 용량에 의해 결정되며, 권선 단부와 첫 번째 턴이 받는 응력이 현저히 증가합니다; 동시에 높은 반복 주파수로 인해 부분 방전의 누적 침식 속도가 배로 빨라져, 원래 수년간 운전 가능했던 절연이 수개월 내에 트래킹(tracking)이 발생할 수 있습니다. IEC 60034-18-41과 IEC 60034-18-42는 각각 "부분 방전 없음(Type I)"과 "부분 방전 허용(Type II)"인 인버터 모터 절연 시스템에 대한 평가 방법을 제시합니다. 인버터 상황에서 절연 분체를 선정할 때는 상용 주파수 절연 강도만 보지 말고 펄스 내성 능력과 PDIV 수준에 주의해야 하며, 단부·슬롯 구 등 응력 집중 구역에 적절히 두께를 더해야 합니다.

17. 막후 역산, 엣지 설계 및 세 가지 공정 사례

절연 막후는 경험으로 대충 정해서는 안 되며, 내전압으로부터 역산해야 합니다. 기본 관계는: 최소 설계 막후 = 작업 전압 × 안전 계수 ÷ 작업 온도에서의 절연 강도입니다. 안전 계수는 세 가지 불확실성을 커버해야 합니다 — 표준 시편과 실제 작업물의 차이, 막후 분포의 산포, 장기 노화로 인한 성능 저하이며, 공정상 통상 3~5를 취하고 핵심 기기는 더 높게 취합니다. 아래 표는 작업 온도에서 실측값 20 kV/mm와 안전 계수 4를 전제로 한 추정 예시로, 역산 방법 자체를 설명하기 위한 것이며 실제 설계는 반드시 해당 배치의 실측 절연 강도와 적용 제품 표준을 기준으로 해야 합니다.

표의 마지막 행은 하나의 경계를 설명합니다: 분체 절연이 만능이 아니며, 역산 막후가 단층 도장의 합리적 공정 범위를 초과할 때 올바른做法是 다도 도장, 에폭시 주입 또는 절연 슬리브 추가의 복합 방안으로 전환하는 것이지, 한 층의 두꺼운 막을 억지로 유지하는 것이 아닙니다 — 과도하게 두꺼운 단층은 내부 응력, 탈기 불완전, 경화 불충분을 동반하여 오히려 고장이 쉽게 발생합니다.

엣지 설계는 도면에 반드시 기재해야 하는 또 다른 세부 사항입니다. 정전 분체 도장은 예각부에서 패러데이 차폐 효과와 동성 전하 반발의 영향을 동시에 받아 분체 퇴적이 본래 얇습니다; 그러나 전계는 바로 모서리와 각진 곳에 집중되며, 곡률 반경이 작을수록 국부 장강도가 높아집니다. 얇은 막후와 높은 장강도라는 두 경향이 중첩되어 예각부가 자연스럽게 가장 먼저 파괴되는 위치가 됩니다. 가능한 대책은 세 가지입니다: 구조상 도체를 라운딩 가공할 것을 요구하며, 라운드 반경은 통상 계획 막후의 2~3배 이상, 공정상 엣지 보충 분사 또는 유동층 침투 도장으로 엣지가 자연스럽게 두꺼워지게 할 것, 검사상 두께 측정점을 모서리와 구멍 입구에 특별히 배치하고 평면 중심만 측정하기 쉬운 위치만 측정하지 말 것.

사례 1, 중소형 3상 유도 모터 고정자. 작업물은 적층 철심과 슬롯 절연 부위이며, 작업 전압 400 V, 권선 열점 온도가 155℃에 근접합니다. 방안은 F급 변성 에폭시 절연 분체를 선택, 슬롯부 막후 250~350 마이크로미터, 슬롯 구와 단부 두께 증가; 전처리는 숏 블라스팅으로 스케일을 제거한 후 즉시 예열 분사하여 공정 간 재녹 발생으로 계면 약층이 형성되는 것을 방지합니다. 인수는 GB/T 1408로 절연 강도 측정, GB/T 1410으로 체적 저항 측정, 그리고 각 완제품에 대해 상용 주파수 내전압 전수 검사를 실시하여 무작위 결함을 출하 전에 차단합니다.

사례 2, 저압 밀폐 모선 구리 도체. 구리 도체 단면은 직사각형이며 네 모서리는 천연의 전계 집중점이고, 모선은 흔히 분진과 응결 위험이 있는 배전 캐비닛 내에 설치됩니다. 방안은 높은 CTI 에폭시 절연 분체를 선택하여 II군 심지어 I군 재료 등급에 도달, 막후 400~600 마이크로미터; 구리 도체 네 모서리를 먼저 기계 가공으로 라운딩하고 유동층 침투 도장을 채용하여 엣지 피복이 더 균일해지게 합니다. 인수는常规 항목 외에 GB/T 1411의 CTI 시험과 습열 처리 후 표면 저항 재측을 추가합니다 — 캐비닛 내 응결이 바로 이런 모선의 실제工况이며, 건조 실험실 데이터로는 합격을 판정하기 부족합니다.

사례 3, 동력 배터리 박스 내벽. 여기서의 요구는 삼중입니다: 모듈이 하우징에 단락되는 것을 방지하기 위한 절연, 응축수와 가능한 전해액 부식을 견디기 위한 방식, 필요시 셀 열을 하우징으로 유도하기 위한 열전도. 방안은 절연 열전도 복합 에폭시 분체를 선택하여 알루미나 또는 질화붕소 등 세라믹 충전재로 체적 저항을 보장하는 전제하에 열전도를 향상시킵니다(충전재 메커니즘은 열전도 도료 방열 참조), 막후는 열저항을 고려하여 150~250 마이크로미터로 제어, 전처리는 Sa2.5 숏 블라스팅으로 부착 보장. 인수는 체적 저항, 절연 강도 및 도막 열전도 세 가지 보고서를 동시에 제출해야 하며, 어느 한 항목만 단독으로 기준을 만족해도 합격이 되지 않습니다.

18. 절연 고장 분석 4단계법

현장에서 절연 고장이 발생했을 때 막후를 맹목적으로 두껍게 하거나 등급을 교체하는 것은 흔히 무효하므로, 4단계로 근본 원인을定位해야 합니다. 첫째, 파괴 위치를 봅니다: 파괴점이 평면, 예각, 또는 표면 크리프 경로 상에 있는지. 예각 파괴는 막후 분포와 라운드 설계를 가리키고, 표면 탄화 흔적은 CTI 부족과 오염 누적을 가리키며, 평면상的点상 파괴는 대개 핀홀 또는 이물 혼입을 가리킵니다. 둘째, 단면을 봅니다: 도막을 절단하여 현미경으로 기포, 혼입물 또는 박리층이 있는지 관찰합니다. 기포는 탈기 부족과 예열 미흡을 가리키고, 박리는 전처리 불량 또는 열팽창 불일치로 발생한 계면 응력을 가리킵니다. 셋째, 이력 온도를 봅니다: 기기가 선택한 내열 등급 이상으로 장기 운전되었는지 확인하며, 절연 변색·취화·중량 감소는 열노화의 직관적 증거이고, 필요시 고장 부품에 대해 열중량 분석을 실시하여 입증합니다. 넷째, 재현 시험: 동배치 미고장 부품을 GB/T 1408, GB/T 1410, GB/T 1411에 따라 재측하여 문제가 재료 배치, 시공 공정 또는 구조 설계 중 어디에 있는지 판단합니다. 4단계를 마친 후에Formula 변경, 공정 변경, 구조 변경 중 무엇인지 결정해야, 설계 결함을 재료 결함으로 오판하지 않으며, 그 반대로 합격 재료가 뒤집어쓰는 일도 없게 됩니다.

질문: 절연 분체 도료는 주로 어떤 수지를 씁니까? 왜 그렇습니까?

답: 거의 모두 에폭시 또는 변성 에폭시를 씁니다. 에폭시는 본래 절연성이 좋고 체적 저항률이 높으며 금속에 대한 부착력이极强하고 내화학·내열하며, 복잡한 형상을 한번에 두껍게 피복할 수 있습니다; 폴리에스터나 폴리우레탄은 절연성이 그 다음이며, 고급 절연은 에폭시 위주입니다(GB/T 6554는 에폭시 절연 분체 대상).

질문: 체적 저항률과 절연 강도의 차이는 무엇입니까?

답: 체적 저항률은 "누설 전류 크기"의 지표입니다(Ω·cm, 높을수록 좋음); 절연 강도는 "얼마나 높은 전압까지 견디고 나서 파괴되는가"의 지표입니다(kV/mm, 높을수록 좋음). 절연 설계는 둘 다 필요합니다: 높은 저항은 누설 전류를 제한하고, 높은 절연 강도는 순간 고전압을 저항합니다.

질문: CTI란 무엇이며 왜 중요한가요?

답: 비교 추적화 지수(GB/T 1411 / IEC 60112)로, 습하고 오염된 환경에서 코팅이 누전 트래킹에 저항하는 전압 임계값입니다. 옥외·습열·오염 장소에서 CTI가 낮으면 표면이 점차 탄화되어 누전 심지어 파괴될 수 있습니다; 높은 CTI(≥600)가 더 안전합니다.

질문: 절연 분체는 보통 얼마나 두껍게 합니까?

답: "작업 전압 × 안전 계수 ÷ 절연 강도"로 설계하며, 흔히 200–800 마이크로미터입니다. 엣지와 예각은 두껍게 하고 라운딩해야 하며, 전계 집중으로 먼저 파괴되는 것을 피합니다. 두께 균일성과 핀홀 없음이 단순히 두꺼운 것보다 더 중요합니다.

질문: 절연 분체를 배터리 하우징에 쓸 수 있습니까?

답: 쓸 수 있습니다. 배터리 하우징 내벽에 절연 에폭시 분체를 도장하면 단락을 방지하며, 동시에 흔히 방식과(필요시) 열전도 절연을 겸합니다(열전도 도료 방열 참조). 그것은 "절연—방식—열전도" 복합 설계의 일환입니다.

질문: 고온에서 절연 성능은 떨어집니까?

답: 떨어집니다. 저항과 절연 강도는 온도 상승에 따라 하강합니다. 고온 모터 절연은 해당 내온 등급(B/F/H급)의 에폭시를 선택하고 작업 온도에서의 절연 강도를 검증해야 하며, 상온 값만 보아서는 안 됩니다.

질문: 핀홀은 왜 위험합니까?

답: 핀홀은 국부 결함으로, 전계가 여기 집중되어 국부 방전이 쉽게 일어나 결국 파괴되어 전체 절연층이 실패합니다. 절연 분체는 충분한 레벨링과 탈기가 필요하며, 핵심 부품은 100% 내전압 검사를 해야 합니다.

질문: 표면 저항률과 체적 저항률을 모두 측정해야 합니까?

답: 그렇습니다. 체적 저항률은 본체 절연을 반영하고, 표면 저항률은 습하고 오염된 환경에서의 표면 크리프 위험을 반영합니다; 옥외나 오손 환경에서는 표면 저항률과 CTI가 특히 중요합니다. 둘이 함께 실제 절연 안전을 정의합니다.

질문: 절연 분체 시공 전처리 요구사항은 무엇입니까?

답: 도체 표면은 탈지, 산화물 제거, 숏 블라스팅(도장 표면 처리 Sa2.5 참조)을 해야 하며, 부착을 보장하고 계면 기포 틈이 없어야 합니다 — 기포 틈은 방전의 근원입니다. 막후와 경화 곡선도 탈기에 맞춰야 합니다.

질문: 분체 절연 대비 침투 도장의 장점은 무엇입니까?

답: 분체는 한번에 성막, 두께 균일, 무용제(GB 30981 기준 0 VOC), 흘림 없는 사각지대 없음, 내열 내화학 우수, 자동화 정도 높음; 침투 도장은 두께 불균일, 용제 있음, 드립 건조 필요, 복잡한 부품 피복 불량입니다. 분체는 배치 모터와 모선에 더 적합합니다.

질문: 절연 분체의 내열 등급은 어떻게 선택합니까?

답: GB/T 11021( IEC 60085 등가)에 따라 분류하며, 도체 또는 권선의 실제 열점 온도而非 환경 온도에 따라 선택합니다: 범용 장소 B급(130℃), 인버터 모터와 건식 변압기 코일은 주로 F급(155℃), 고온 모터는 H급(180℃). 선택 후에도 작업 온도에서의 절연 강도로 막후를 역산해야 하며, 상온 값만 보아서는 안 됩니다.

질문: 부분 방전이란 무엇이며 왜 코팅은 반드시 "무기포"여야 합니까?

답: 부분 방전은 절연 내부 기포 틈의 미소 파괴로, GB/T 7354(IEC 60270 등가)에 따라 측정합니다. 공기 유전 상수는 약 1로 에폭시의 3–5보다 훨씬 낮아, 직렬 분압으로 기포 틈에 더 높은 장강도가 걸리고 공기 자체의 파괴 장강도는 또 낮으므로 기포 틈이 반드시 먼저 방전하여 점차 전기 수목(electrical tree)으로 침식됩니다. 예열 탈기, 단계 승온, 균일 막후는 모두 기포 틈을 없애기 위한 것입니다.

질문: 인버터 모터의 절연은 상용 주파수 모터와 무엇이 다릅니까?

답: 인버터는 급경사 펄스를 출력하며 상승 시간이 수백 나노초까지 짧아지고, 케이블 반사로 단부 과전압이 직류 모선 전압의 약 2배에 근접할 수 있습니다; 응력 분포는 정전 용량이 지배하며 단부와 첫 턴이 더 부담되고, 높은 반복 주파수가 방전 침식을 가속합니다. 평가는 IEC 60034-18-41/42를 참고할 수 있으며, 선정 시 펄스 내성과 부분 방전 개시 전압에 주의하고 단부를 두껍게 해야 합니다.

질문: 높은 CTI 재료가 어떤 공정 이득을 줍니까?

답: GB/T 16935.1(IEC 60664-1 등가)에 따라 재료를 CTI로 I군(≥600), II군(400–600), IIIa군(175–400), IIIb군(100–175)으로 분류합니다. 동전압·동오염 등급에서 군이 높을수록 필요한 최소 크리프 거리가 짧아져 모선 상간 거리와 캐비닛 치수를 줄일 수 있는데, 이것이 "높은 CTI로 컴팩트 구조 확보"의 표준 근거입니다.

추가 읽기

• 열전도 도료 방열: 충전재 체계와 전력 소자 응용: 절연은 흔히 열전도를 겸해야 하며, 전력 소자 코팅은 "절연+열전도" 이중 요구입니다.
• 중방식 분체 도료의 공정 응용: 배터리 하우징 내벽은 흔히 "절연+방식"을 동시 도장하며, 방식은 빠질 수 없는 협동 항목입니다.
• 도장 표면 처리 Sa2.5와 숏 블라스팅 등급: 절연 분체 부착의 계면 기포 틈은 전처리에서 기인하며, 숏 블라스팅 품질이 전기 안전을 결정합니다.
• 실리콘 내고온 도료: 내온 메커니즘과 온도 등급: H급 이상 절연은 흔히 실리콘 변성을 빌리며, 내열 등급 선택과 본문의 열노화 수명 평가는 상호 참조됩니다.
• 열경화성과 열가소성 분체 도료: 성막 메커니즘, 성능 경계와 선정
• 분체 도료 원리와 분류: 성막 메커니즘부터 수지 체계 선정까지
• 산업용 도료 시공: 무기 에어리스 분사 파라미터, 막후 제어와 도장 간격