Influence of the Insulating Properties on Charge Injection Phenomena of Biaxially-Drawn Polypropylene Film

이축 연신된 폴리프로필렌 필름의 전하주입 현상이 절연특성에 미치는 영향

The reduction in dielectric strength of insulating polymer material when applying electric field is known to be substantial due to the trapped carrier effect. In this study, the carrier property of Biaxially-Drawn polypropylene, which has superior heat-resistance compared to ordinary one, is examined to improve electrical characteristics by measuring TSC spectra as a function of electric field applied to a sample of ($50{\mu}m$) thickness film. The TSC spectra in the temperature range of 303-413(K) and electric field of 2-80(MV/m) have shown no observable effect below 12(MV 1m) but TSC currents of Hetero-and Homo-peaks formed from trapped space charger and space charger injected from electrode have been observed above that point, which seems eventually lead to dielectric breakdown. Finally, this study has shown the superior dielectric proporty of Biaxially-Drawn polypropylene film compared to the non-oriented one for electrical insulation.

고분자 절연재료에 전하주입시 발생하는 캐리어 트랩현상은 재료의 절연성을 저하시키는데 중요한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 절연재료의 전기적 특성을 개선한다는 측면에서 캐리어의 거동을 파악하기 위해 내열성이 폴리프로필렌보다 우수한 이축 연신된 폴리프로필렌 필름(두께 $50\mu\textrm{m}$)을 선정하여 전계변화에 따른 열자격전류 스펙트라를 분석 검토하였다. 온도범위 303~413[K]와 전계범위 2~80[㎹/m]에서 열자격 전류의 변화를 살펴본 결과 전계 12[㎹/m]이하에서는 전하주입의 효과가 관찰되지 않았으나 전계가 점점 높아지면 트랩된 공간전하와 전극으로부터 주입된 공간전하가 형성되어 Hetero 및 Homo성 열자격전류 스펙트라가 나타나며 이는 결국 절연파괴를 야기시키는 것으로 예측되어진다. 또한 이축 연신된 시료가 미연신 재료보다 우수한 절연특성을 가지고 있음을 확인 할 수 있었다.