• Journal of Climate Change Research
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• v.4 no.3
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• pp.269-278
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• 2013

Sulfur hexafloride($SF_6$) emission to atmosphere is lower than $CO_2$, but $SF_6$ GWP is 22,800 times lager than $CO_2$. In recent years as restriction of $non-CO_2$ gas has been greatly reinforced, development of environment-friendly technology with $SF_6$ removal is becoming to main issue. This study shows that $SF_6$ used insulator electrical equipment has emission characteristics during the each phase(maintenance, use, diposal), and analyzed $SF_6$ emission reduction technology related phase. The major technology applies maintenance and disposal step is that improvment of gas recovery rate($85{\rightarrow}99%$), manufacturing catalysts, internal inspection of circuit breaker using endoscopy. Using those technolgies can reduce $SF_6$ emission in atmosphere.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.482-483
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• 2007

본 논문에서는 GIS 설계에 있어 기초가 되는 준평등전계 하에서의 가스 절연특성을 검토하기 위하여 순 $SF_6,\;N_2,\;CO_2$ 이들이 혼합된 2종 및 3종 혼합가스에 대해 가스압력 0.6MPa 이하에서 상용교류전압을 인가하여 실험에 의해 그 부분방전특성과 절연특성을 조사하였다. 특히 실용 전력기기의 경우 금속이물질 등의 혼입에 의해 기기 내에서 불평등전계가 형성되어 부분방전을 거쳐 절연파괴에 이르는 가능성이 있으므로 본 연구에서는 불평등전계 하의 절연특성을 검토하였다. 실험 결과 $SF_6/N_2$ 2종 혼합 가스에 비하여 $SF_6/N_2/CO_2$ 3종 혼합 가스의 교류 절연 특성이 향상됨을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.470-471
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• 2007

환경친화적 가스절연기기의 개발을 위해 $SF_6/N_2$와 완충기체와의 혼합가스에 관한 연구가 주목받고 있다. 본 논문에서는 GIS 설계에 있어 기초가 되는 준평등전계 하에서의 가스 절연특성을 검토하기 위하여 순 SF6, N2, CO2 이들이 혼합된 2종 및 3종 혼합가스에 대해 가스압력 0.6MPa 이하에서 상용교류전압을 인가하여 실험에 의해 그 부분방전특성과 절연특성을 조사하였다. 특히 실용 전력기기의 경우 금속이물질 등의 혼입에 의해 기기 내에서 불평동전계가 형성되어 부분방전을 거쳐 절연파괴에 이르는 가능성이 있으므로 본 연구에서는 불평등전계하의 절연특성을 검토하였다. 실험 결과 SF6/N2 2종 혼합 가스에 비하여 SF6/N2/CO2 3종 혼합 가스의 교류 절연 특성이 향상됨을 확인하였으며 이상의 결과로부터 교류 절연 파괴 특성만을 고려하였을 경우 SF6/N2/CO2 3종 혼합 가스가 SF6 대체 혼합가스로써 타당성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2005.05a
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• pp.57-60
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• 2005

This paper describes the experimental results of the pre-breakdown phenomena in $SF_6/CO_2$ mixtures under non-uniform electric fields caused by positive and negative lightning negative voltages. $SF_6/CO_2$ mixtures have an advantage of an environmental aspect and cost reduction, and safety aspects. In order to analyze the pre-breakdown processes in $SF_6/CO_2$ mixtures stressed by impulse voltages, pre-breakdown current and luminous signals were measured by a shunt and a photo-multiplier tube, respectively. Dielectric strengthes of $SF_6/CO_2$ mixtures were investigated. Additionally, characteristics of discharge channels were observed by high speed cameras and the physical properties were discussed. The pre-breakdown propagates with a stepwise process. The in to breakdown from the corona onset point in positive polarity was shorter than that in negative polarity. The time intervals of positive leaders are shorter than those of negative leaders, and the path of positive leader channel is zigzag.

• Membrane Journal
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• v.26 no.2
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• pp.159-165
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• 2016

Polyimide hollow fiber membrane modules were prepared in order to investigate the process of multi stage gas separation. The modules performance was carried out using 50/50 of $N_2/SF_6$ mixed gas. The membrane modules has been tested for measuring gas flow rate and concentration under various stage cut at 0.5 MPa. The membrane modules showed a high recovery ratio at the same stage cut as $N_2/SF_6$ selectivity increased. Two stage process was fulfilled for improving $SF_6$ recovery ratio and $SF_6$ concentration. Eventually, two stage process showed higher performance of $SF_6$ recovery ratio and concentration ($SF_6$ recovery ratio = 95%, $SF_6$ conc. = 98%).

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1397-1398
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• 2007

본 연구는 $SF_6$와 Dry-air(건조공기), $N_2$, $CO_2$ 가스가 혼합된 절연매체의 절연 특성과 부분방전 특성 연구를 기초실험용 쳄버와 70kV급 GIS mock up을 이용하여 교류전압을 인가하여 실험이 수행되었다. 전자의 경우, Sphere gap 및 Needle/Plate 전극시스템을 이용하여 순수 $SF_6$가스와 Dry-air, $N_2$, $CO_2$ 가스들의 절연내력을 비교하고, 챔버의 압력을 5기압으로 유지한 상태에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$와 $SF_6$가스의 혼합비를 변화시키면서 절연내력이 측정되었다. 후자의 경우, 기초실험에서 도출된 $SF_6$가스와 Dry-air, $N_2$, $CO_2$의 최적의 혼합비율을 선택한 후, 방전 개시전압과 부분방전 양상을 순수 $SF_6$가스의 결과와 비교분석하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위하여 GIS 사고의 주요원인이 되는 결함들, 즉 Protrusion, Floating, Free moving particle 들을 인위적으로 모의하여 Mock up 내부에 설치하고 내부 압력을 5기압으로 유지한 상태에서 수행되었다. 전자의 경우, $0.5{\sim}5$ 기압 범위 내에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$ 압력을 변화시켰을 때 절연내력은 전극시스템에 무관하게 순수 $SF_6$가스의 결과치의 Dir-air $47{\sim}51%$, $N_2\;48{\sim}61%$, $CO_2\;47{\sim}60%$ 정도이다. 또한 챔버 압력이 5기압인 상태에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$가 80% 혼합된 절연매체는 순수 $SF_6$가스 절연내력의 80%이상의 절연내력을 가지고 있다. 후자의 경우, 인가전압을 고정 시켰을 때, 부분방전 패턴과 방전크기는, 순수 $SF_6$가스와 Dry-air 가 80% 혼합된 절연매체는 동일한 패턴과 방전크기를 나타내고 있다. 이러한 결과를 근거로, 가스 압력이 5기압에서 운전되는 전력기기의 절연매체로서 혼합가스를 사용할 경우, $SF_6$가스와 Dry-air, $CO_2$, $N_2$ 가스들의 혼합비는 2:8정도가 적절한 것으로 제안한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.13 no.6
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• pp.2545-2552
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• 2018

$SF_6$ has been widely used in high voltage power equipment, such as gas insulated switchgear (GIS) and gas insulated transmission line (GIL), because of its excellent insulation and arc extinguishing performance. However, $SF_6$ faces two environmental problems: greenhouse effect and high liquefaction temperature. Therefore, to find the $SF_6$ substitute gases has become a research hotspot in recent years. In this paper, the liquefaction characteristics of $SF_6$ substitute gases were studied. Peng-Robinson equation of state with the van der Waals mixing rule (PR-vdW model) was used to calculate the dew point temperature of the binary gas mixtures, with $SF_6$, $C_3F_8$, $c-C_4F_8$, $CF_3I$ or $C_4F_7N$ as the insulating gas and $N_2$ or $CO_2$ as the buffer gas. The sequence of the dew point temperatures of the binary gas mixtures under the same pressure and composition ratio was obtained. $SF_6/N_2$ < $SF_6/CO_2$ < $C_3F_8/N_2$ < $C_3F_8/CO_2$ < $CF_3I/N_2$ < $CF_3I/CO_2$ < $c-C_4F_8/N_2$ < $C_4F_7N/N_2$ < $c-C_4F_8/CO_2$ < $C_4F_7N/CO_2$. $SF_6/N_2$ gas mixture showed the best temperature adaptability and $C_4F_7N/CO_2$ gas mixture showed the worst temperature adaptability. Furthermore, the dew point temperatures of the $SF_6$ substitute gases at different pressures and the upper limits of the insulating gas mole fraction at $-30^{\circ}C$, $-20^{\circ}C$ and $-10^{\circ}C$ were obtained. The results would supply sufficient data support for GIS/GIL operators and researchers.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.11 no.4
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• pp.969-973
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• 2016

Interruption tests were conducted using the same circuit breaker for an initial pressure of SF₆ 0.5 MPa (gauge pressure) and CO₂ mixture 1.0 MPa, 0.8 MPa, and 0.6 MPa. The pressure-rises in the compression and thermal expansion chambers were measured for verifying the computational results using a simplified synthetic test facility. Further, the possibility of the CO₂ mixture substituting SF₆ gas was confirmed. Moreover, in view of the thermal recovery capability, it has also been confirmed that the pressure of the CO₂ mixture can be reduced almost to the same value as that of the SF₆ gas by optimizing the design parameters of the interrupter.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.710-710
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• 2009

$SF_6$ 가스는 높은 절연 특성으로 인해 산업공정에서 순수 또는 $N_2$ 나 $CO_2$ 가스를 혼합시켜 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 $SF_6$ 가스의 지구온난화지수는 $CO_2$ 대비 23,900배로 환경에 치명적인 영향을 줄 수 있으므로, $SF_6$ 가스에 대한 분리 및 처리에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 조성에 따른 $SF_6-N_2$ 혼합기체의 3상평형(물-하이드레이트-기체)점을 측정하였다. 측정결과 $N_2$가 더 많이 첨가된 혼합기체일수록 순수 $SF_6$의 상평형 조건보다 더 높은 압력, 더 낮은 온도에서 형성됨을 알 수 있었고 라만분석으로 실제 만들어진 하이드레이트 내에 혼합기체를 확인하였다. 또한 하이드레이트 형성속도 및 회수기체의 조성을 측정하여 분리 및 회수의 효율을 살펴보았다. 본 실험에서 얻어진 결과는 $SF_6$ 혼합기체의 분리 및 처리에 관한 연구의 중요한 기초 자료가 될 것이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1991.07a
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• pp.300-303
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• 1991

Sulphur-hexafluoride has extensively been used as an insulating gas of electric power equipment in substation for its high dielectric strength, non-toixity and non-flammable properties. But it is very expensive and is liquidizable under the condition of low temperature and high pressure. And it is very sensible to the locally high electric field strength. To resolve these problems, we studied 50% FOV and V-t characteristics of $SF_6-N_2$ mixtures under positive and negative lightning impulses using a 25mm rod-plane gap. 50% FOV of $SF_6-N_2$ 50% mixture was about 85% of pure $SF_6$ and it was known that $SF_6-N_2$ mixtures can be used as an economic substitution insulating gas for $SF_6$.