Grape-clusters responsible for an unacceptable capacitance loss in BOPP(Biaxially Oriented Polypropylene) roll capacitors were reproduced in a lab scale test system and then grape-clustering mechanisms were investigated by studying the damage morphology. Experimental observation indicates that the grape-cluster is not a discrete event but a sequential cascade event resulting from an unsuccessful clear which produces damages at its erosion edges. Initiation of the puncturing event may take place at weak spots such as impurities and microgaps. An extensive partial discharge may be one of the causes for the initiation. Propagation and hence a massive electrode erosion takes place by a lateral dissipation of stored electrostatic energy. A sudden release of such energy with energetic ions generated in a discharge event creates damages at its erosion edges when incompletely dissipated. Such damages result in weak spots again with an electric field enhancement and act as initiation sites for the next events.

이축연신 폴리프로필렌으로 만들어진 고전압용 capacitor에서 넓은 면적의 전극을 erosion 시켜 capacitor의 capacitance값을 저하시키는 요인으로 작용하는 grape-cluster를 실험실에서 재현할 수 있는 장치를 고안하였으며, 이를 이용하여 BOPP 필름에 grape-cluster를 발생시킨 후 현미경 관찰을 통하여 grape-clustering process의 원인 및 과정을 연구하였다. 연구결과, grape-cluster는 불완전한 clearing에 의하여 발생되어 넓은 면적의 전극을 erosion시키는 현상이라는 것이 밝혀졌다. 또한 microgap에서 발생하는 부분방전에 의하여 BOPP 필름에서 국부적인 절연파괴가 일어나는데, 이때 수반된 에너지가 완전하게 clearing되지 못하는 경우 BOPP 필름표면에 극심한 손상을 입혀, 이 손상부위에서 다시 전기집중현상에 의한 국부적인 절연파괴가 일어난다. 이들의 연속적인 현상에 의하여 grape-cluster가 발생하는 것으로 밝혀졌다.

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