고전압 절연설계는 전력 시스템의 안정적이고 경제적인 운영을 위한 필수적인 공학적 과정으로, 송전 및 배전 시스템에서 가스절연개폐장치, 변압기, 케이블, 애자와 같은 전력설비가 고전압 조건에서 신뢰성을 유지하며 작동할 수 있도록 설계하는 것을 목표로 함. 이 과정에서 절연파괴를 방지하고 전력손실을 최소화하여 전력 시스템의 효율성을 극대화하는 것이 필요하며, 이를 통해 설비의 수명을 연장하고 사고 및 고장으로 인한 비용과 위험을 감소시키는 것을 목표로 함.
고전압 절연설계는 적절한 절연재료의 선택으로 시작하여 해당 재료의 절연 내력, 유전율, 도전율, 열전도도 등의 전기적 및 물리적 특성을 고려하고 유한요소해석을 통해 전력설비의 내부나 외부에서 형성되는 전기장 분포 시뮬레이션을 통해 고전압 조건에서 절연재료와 구조에 미치는 전기적 스트레스를 예측함. 이러한 결과를 바탕으로 절연재료의 배치, 절연체의 두께, 설비의 형상 등을 고려하여 고전압 조건에서 최적의 절연 성능을 달성하고 최종적으로 다양한 실험과 시뮬레이션을 통해 절연 시스템의 성능을 평가하고 검증하여 전력 설비의 안전, 신뢰성, 경제성을 종합적으로 고려하는 복합적인 과정을 의미함.
우리 연구실에서는 케이블, 애자 등 다양한 전력설비의 전기적 특성 분석과 성능 개선에 관한 연구를 활발히 진행하고 있음.
