변압기 내 절연유 수분 함유량 실시간 모니터링을 위한 마이크로히터 및 온도센서가 집적된 습도센서 개발

Abstract

본 논문에서는 변압기 내 절연유의 실시간 모니터링을 위한 저항형 습도센서 개발을 목표한다. COMSOL Simulation을 통해 마이크로히터의 최적화, 수증기 확산 시뮬레이션을 통해 센서 최적화를 완료하였다. reduced Graphene Oxide와 Molybdenum disulfide powder를 이용하여 공정과정을 최소화하였다. 마이크로히터와 온도센서를 집적하고 SiO2 절연층을 형성하여 절연유 성능에 영향을 받지 않도록 했으며 마이크로히터에 전압 인가 시 30초 이내로 원하는 최적온도에 도달할 수 있도록 하였다. 센서는 항온항습챔버 내에서 70℃의 일정한 온도를 유지시키고 기중에서 상대습도를 변화시키며 Digital Multimeter를 이용하여 측정되었고, 0.9393kΩ/%RH의 감도를 보였다. 유중에서도 마찬가지로 측정을 진행하였으며, 미리 기중에서 제작한 오일시료에 번갈아가며 측정을 진행하였고 1.3359kΩ/%RH의 감도를 보인다. 센서는 40시간 이상에서도 일정한 저항값을 유지하였다.