A Study on the Thermal Degradation Properties of Epoxy Resin for Cast Resin Transformer

Kyung-Bum, Lim; Ki-Dong, Nam; Ki-Hwan, Kim; Su-Hong, Park; Myung-Hwan, Hwang

Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering 2008;22(2):44-48.
Published online June 30, 2008.

몰드변압기용 에폭시 수지의 열 열화특성에 관한 연구

임경범, 남기동, 김기환, 박수홍, 황명환

¹한국소방안전협회²경기지방 중소기업청³한국소방안전협회⁴㈜유닉스 전자⁵인천대학교 안전공학과

A Study on the Thermal Degradation Properties of Epoxy Resin for Cast Resin Transformer

Lim Kyung-Bum, Nam Ki-Dong, Kim Ki-Hwan, Park Su-Hong, Hwang Myung-Hwan

요약

본 논문은 몰드변압기용 에폭시수지의 열 열화특성을 고찰하기 위하여, 접촉각, 표면저항률 및 XPS를 측정하였다. 실험결과, 표면에서 재가교를 일으킴에 따라 접촉각은 $200^{circ}C$까지는 증가하다가 $250^{circ}C$에서는 열응축이 발생되어 접촉각이 감소하는 경향을 나타내었다. XPS분석을 통하여 산소/탄소 피크치를 조사한 결과, 최초 미처리의 시료에서는 탄소에 대한 산소의 피크치가 더 높게 나타났으나, 열처리 후에는 그와 반대되는 경향을 나타내었다. 이러한 탄소피크의 증가는 $200^{circ}C$까지 나타났고 그 이상의 온도에서는 다시 감소하였다. 이것은 $200^{circ}C$까지는 안정된 표면구조를 형성하다가 $250^{circ}C$에서는 급격한 산화가 발생됨으로써 탄소결합이 파괴되었기 때문이다. 이는 급격한 표면활성화에 따른 친수화로 도전로가 쉽게 형성되었기 때문이다.

Abstract

In this paper, we measured a contact angle, surface resistivity and XPS to study the thermal aging characteristics of the epoxy resin for cast resin transformer. As a result of this experiment, we found that the contact angle increases up to $200^{circ}C$ as it causes a re-crosslinking on the surface, but starts decreasing at $250^{circ}C$ as it causes heat condensation. As a result of examining the oxygen/carbon peaks through the XPS analysis, we obtained a higher oxygen peak vs. carbon in the first untreated sample, but it showed the opposite trend after heat treatment. That rise in the carbon peak continued up to $200^{circ}C$, but decreased again at the temperatures above. That's because it kept forming a stable surface structure up to $200^{circ}C$ but its carbon combination got destroyed due to a rapid oxidization at $250^{circ}C$. And a conduction path was formed easily with the hydrophile property caused by rapid surface activation.

Key Words: Cast resin transformer, Thermal aging, Surface structure, XPS