• 제목/요약/키워드: $SF_6$ Gas

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SF6/N2 혼합기체의 DC 플라즈마 특성 분석 (The Analysis of DC Plasmas Characteristics on SFSF6 and N2 Mixture Gases)

  • 소순열
    • 전기학회논문지
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    • 제63권10호
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    • pp.1485-1490
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    • 2014
  • $SF_6$ gas has been used for power transformers or gas insulated switchgears, because it has the superior insulation property and the stable structure chemically. It has been, however, one of global warming gases and required to reduce the its amount. Some papers have reported that its amount could be reduced by mixing with other gases, such as $N_2$, $CF_4$, $CO_2$ and $C_4F_8$ and their mixture gases would cause the synergy effect. In this paper, we investigated the characteristics of DC plasmas on $SF_6$ mixture gases with $N_2$ at atmospheric pressure. $N_2$ gas is one of cheap gases and has been reported to show the synergy effect with mixing $SF_6$ gas, even though $N_2$ plasmas have electron-positive characteristics. 38 kinds of $SF_6/N_2$ plasma particles, which consisted of an electron, two positive ions, five negative ions, 30 excitation and vibration particles, were considered in a one dimensional fluid simulation model with capacitively coupled plasma chamber. The results showed that the joule heating of $SF_6/N_2$ plasmas was mainly caused by positive ions, on the other hand electrons acted on holding the $SF_6/N_2$ plasmas stably. The joule heating was strongly generated near the electrodes, which caused the increase of neutral gas temperature within the chamber. The more $N_2$ mixed-ratio increased, the less joule heating was. And the power consumptions by electron and positive ions increased with the increase of $N_2$ mixed-ratio.

$SF_6-Ar$-혼합기체(混合氣體)의 전자(電子) 이동속도(移動速度) (Drift Velocities for Electrons in $SF_6$-Ar Mixtures Gas)

  • 김상남;하성철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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    • pp.1102-1105
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    • 2003
  • Energy distribution function for electrons in $SF_6$-Ar mixtures gas used by MCS-BEq algorithm has been analysed over the E/N range $30{\sim}300[Td]$ by a two term Boltzmann equation and by a Monte Carlo Simulation using a set of electron cross sections determined by other authors, experimentally the electron swarm parameters for 0.2(%) and 0.5(%) $SF_6$-Ar mixtures were measured by time-of-flight(TOF) method, The results show that the deduced electron drift velocities, Electrons Drift Velocities for a rang of E/N values. As a consequence, it was known that the spatial growth rates and the dielectric behaviors in $SF_6$-Ar mixtures are strongly dependent on the addition rate of $SF_6$ gas but the transport coefficients of electrons are insensitive to the addition rate of $SF_6$ gas. The results obtained from Boltzmann equation method and Monte Carlo simulation have been compared with present and previously obtained data and respective set of electron collision cross sections of the molecules.

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불평등 전계 하에서의 침전극 가공상태에 따른 SF6혼합가스의 방전특성 (Discharge Characteristics of SF6 Mixture Gases due to Processing Status of needle electrode under Non-Uniform Fields)

  • 고연성;서호준;이동희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.198-199
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    • 2006
  • AC spark discharge voltage of SF6/C02and SF6/N2 containing various mixed rate in volume percent (1, 5 and 10%) of SF6 in non-uniform fields are investigated. The needle to plane electrode gap spacing was 5 and 10 mm, and the gas pressure was varied within the range of 0.1${\sim}$0.7 MPa. We have observed a N-characteristic typical for the electronegative gases even in gas mixtures of 1% SF6 with CO2 and N2 as buffer gases. Especially, the materials of the needle electrode affect the insulation properties of the gas mixtures drastically. On the contrary to the case of needle electrodes made by mild steel or high carbon steel, the N-characteristics are hardly perceived in the case of stainless steel needle in this experiment.

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$SF_{6}$-Ar혼합가스에서의 압력 의존도 해석 (The analysis of dependence on the gas number density in $SF_{6}$-Ar mixtures)

  • 전병훈;하성철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.248-251
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    • 2002
  • We measured the electron drift velocity, W, in 0.5% $SF_{6}$-Ar mixture over the E/N range from 30 Td to 300 Td and gas pressure range from 0.1 to 8 Torr by the double shutter drift tube with a variable drift distance. This coefficient in the mixture was calculated over the same E/N and gas pressure range by using the two-term approximation of the Boltzmann equation. And the measured and calculated values at different gas number density at each E/N was appreciable dependence in the results on the gas number density,

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$SF_6$ 가스의 온도변화에 따른 절연특성 (The Characteriztics of Insulation and Discharge with a Variation of Temperature in $SF_6$)

  • 박경태;윤대희;박광서;김이국;박원주;이광식;이동인
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2002년도 학술대회논문집
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    • pp.335-338
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    • 2002
  • In this paper the experiments of insulation characteristics by temperature change of SF6 gas and insulation characteristics about liquid SF6 in GIS(Gas Insulated Switchgear) were described. From this result, at low temperature, the breakdown voltage was increased with a drop of temperature and an increase of the inner pressure in GIS. The ability of insulation in liquid SF6 was higher than that of the highly pressurized SF6 gas.

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$SF_6+Ar$ 혼합기체의 MCS-BE 알고리즘에 의한 전자에너지 분포함수 (A Study on the Electron Energy Distribution Function in $SF_6+Ar$ Mixtures Gas used by MCS-BE Algorithm)

  • 김상남;하성철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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    • pp.17-21
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    • 2000
  • A Study on the electron energy distribution function in $SF_6+Ar$ mixtures gas used by MCS-BE algorithm, the electron swam parameters in the 0.5% and 0.2% $SF_6+Ar$ mixtures are measured by time of flight method over the E/N(Td) range from 30 to 300(Td). A two-term approximation of the Boltzmann equation analysis and Monte Carlo simulation have been also used to study electron transport coefficients. The electron energy distribution function has been analysed in $SF_6$ gas and $SF_6+Ar$ mixtures at E/N : 200(Td) for a case of the equilibrium region in the mean electron energy. The measured results and the calculated results have been compared each other.

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A Study of the Characteristics of a Partial Discharge of SF6 Following a Fault

  • Yoon, Dea-Hee;Song, Hyun-Jig;Lee, Kwang-Sik
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.18-24
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    • 2007
  • When faults occur in the power equipment that is used a great deal in industrial sites, it may lead to fatal accidents that cause losses both economically and in manpower. In this paper, the effect of particle impact on the partial discharge of $SF_6$ gas was measured by simulating a partial discharge following the type of fault found in the GIS using $SF_6$ insulating gas as the insulating material. A spectrum analysis was performed on the radiate electromagnetic waves emitted upon partial discharge by using the UHF insulation diagnosis method. This subject of this study is insulation diagnosis by the measurement of radiate electromagnetic waves when particles exist in the GIS and power equipment insulated with $SF_6$ gas.

육불화황 기체의 주입단계에 따른 탄소코일 기하구조의 제약 (Effect of Injection Stage of SF6 Gas Incorporation on the Limitation of Carbon Coils Geometries)

  • 김성훈
    • 한국진공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.374-380
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    • 2011
  • 니켈촉매 막을 증착시킨 산화규산 기판위에 아세틸렌기체와 수소기체를 원료로 육불화황기체를 첨가기체로 탄소코일을 증착하였다. 육불화황이 투입되는 단계에 따라 성장된 탄소코일의 특성(형성 밀도, 형상)을 조사하였다. 육불화황을 연속적으로 주입하였을 경우 선형, 마이크로크기 코일, 나노크기 코일, 그리고 파동형 나노크기 코일 등 다양한 형태의 탄소코일들이 성장하였다. 하지만, 탄소코일 초기 증착단계에서 1분정도의 짧은시간 동안 육불화황을 주입한 경우 나노크기의 탄소코일 형상만을 대부분 얻을 수 있었다. 탄소코일 합성반응시간이 1분 정도 지체된 후의 단계에서 짧은시간 동안의 육불화황 주입은 코일형상 제어를 저해하였다. 따라서, 육불화황의 주입 시간과 주입단계가 탄소 코일의 형상을 결정하는 중요한 요인임을 알 수 있었다.

PDMS와 PEBAX 분리막을 통한 단일기체($N_2$, $O_2$, $SF_6$, $CF_4$) 투과 특성 (Permeation Properties of Single Gases ($N_2$, $O_2$, $SF_6$, $CF_4$) through PDMS and PEBAX Membranes)

  • 김한별;이민우;박완근;이순재;이현경;이상협
    • 멤브레인
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    • 제22권3호
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    • pp.201-207
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    • 2012
  • 본 연구에서는 PDMS (poly-dimethylsiloxane)와 PEBAX (polyether block amides) 분리막을 이용해 $N_2$, $O_2$, $CF_4$$SF_6$의 단일 기체 투과특성에 관하여 연구하였다. 다양한 압력으로 공급된 기체의 투과유량을 진공가압 연속흐름방식으로 측정하였으며, 이를 이용하여 투과도를 산정하였다. PDMS 분리막에서는 상부의 압력이 증가할수록 $SF_6$를 제외한 다른 기체의 투과도는 감소하였다. 또한 $SF_6$의 투과도가 $CF_4$보다 높게 나타나고 있으며 이것은 $SF_6$가 더 높은 임계온도를 가지고 있기 때문이다. PDMS 분리막에서 투과도는 $O_2$ > $N_2$ > $SF_6$ > $CF_4$ 순으로 감소하였다. 반면에 PEBAX 분리막에서 기체의 투과 경향은 $O_2$ > $N_2$ > $CF_4$ > $SF_6$ 순으로 감소하였다. 이러한 경향은 각 기체의 운동 반경의 크기(${\AA}$)($SF_6$ > $CF_4$ > $N_2$ > $O_2$) 순서와 반대로 나타났다. $SF_6/CF_4$의 순수 기체의 선택도는 PDMS 분리막에서 0.7 MPa일 때 2.1로 나타났다.

기상/액상 계면에서의 SF6 하이드레이트 필름 성장거동 연구 (Characteristics of sulfur hexafluoride hydrate film growth at the vapor/liquid interface)

  • 김수민;이현주;이보람;이윤석;이은경;이주동;김양도
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.85-92
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    • 2010
  • $SF_6$ 가스는 아크방지능력과 절연 특성이 탁월하기 때문에 단열, 세척, 차폐등과 같은 여러 공업적인 영역에서 널리 사용되고 있다. 그러나 $SF_6$의 지구온난화지수는 $CO_2$의 23,900배에 달하며 3,200년 이상 공기중에 잔존한다. 이러한 이유로 하이드레이트 형성 원리를 이용하여 복합 가스에서 $SF_6$를 분리해 내는 방법이 기술적, 경제적인 면에 영향을 끼칠 것이다. 본 연구에서 $SF_6$ 하이드레이트 결정의 형성과 성장에 대한 이해를 위하여 형태학적 분석을 수행하였다. $SF_6$ 하이드레이트 필름은 용액과 기상의 계면에서 먼저 생성되었고, 이후에 수지상 가지의 형태로 성장하는 것이 관찰 되었다. 수지상 성장 결정은 기상의 방향으로 성장하였는데 이것은 객체 분자의 농도 차이에 근거한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 기/액 계면에서의 핵생성, 유동, 성장과 같은 $SF_6$ 하이드레이트 결정의 형태학적 특성에 대하여 기술하였다.