• 멤브레인
• /
• 제21권3호
• /
• pp.256-262
• /
• 2011

저농도의 $SF_6$를 포함하고 있는 기체 혼합물(10% $SF_6$/70% $N_2$/19% $O_2$/1% $CF_4$)로부터 $SF_6$를 분리 및 회수하기 위한 PSF막과 PC막의 성능에 대하여 연구하였다. 회수된 기체 내의 $SF_6$의 농도와 회수율 그리고 혼합기체($N_2/SF_6$, $O_2/SF_6$, $CF_4/SF_6$)의 선택도는 배출 유량과 온도의 함수로 측정하였다. PSF막과 PC막 모두 회수된 기체 내의 $SF_6$ 농도는 배출 유량이 증가하면서 감소하였으며 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 동일한 실험조건에서는 PSF막에서 회수된 기체 내의 $SF_6$의 농도가 PC막에서보다 높게 나타났다. 최대회수율은 298.15 K과 배출유량 150cc/min에서 PSF막의 경우 95.9%이고 PC막의 경우 67.8%를 나타냈다. $CF_4/SF_6$를 제외한 $N_2/SF_6$와 $O_2/SF_6$의 실제 선택도는 PSF막이 PC막보다 더 높게 나타났다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제13권6호
• /
• pp.2545-2552
• /
• 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.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제22권12호
• /
• pp.79-86
• /
• 2008

본 논문은 온도변화에 따른 $SF_6/N_2$ 혼합가스 중에서 높은 불평등전계의 임펄스절연파괴특성에 대한 실험적인 결과를 기술하였다. 온도범위는 $-25{\sim}25[^{\circ}C]$로 정하여 실험을 수행하였다. 임펄스 전구방전진전은 방전전류와 방전 광신호의 측정에 의해 분석되었다. 결과로써, 절연파괴전압은 정극성보다 부각성에서 온도변화에 대한 의존성이 강하게 나타났다. 온도가 상승함에 따라 부극성에서의 리더진전 스텝핑시간이 정극성보다 더 길게 나타났다. 본 연구 결과는 뇌서지에 대하여 우수한 성능을 가지는 가스절연선로의 설계에 유용한 정보가 될 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
• /
• pp.1455-1456
• /
• 2007

This paper presents the experimental results on impulse breakdown characteristics under a highly non-uniform electric field in $SF_{6}/N_{2}$ gas mixtures according to a change in temperature. Test temperature ranges from $-25^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$. The impulse predischarge breakdown developments are investigated by the measurements of current pulse and discharge luminous events. As a result, the predischarge development mechanisms for both positive and negative polarities are same. When increasing the temperature, breakdown voltage due to lightning impulse voltage is increased in negative polarity. On the other hand, when increasing the temperature, breakdown voltage due to lightning impulse voltage is not changed in positive polarity.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국조명전기설비학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.193-196
• /
• 2007

Energy distribution function for electrons in $SF_6-Ar$ mixtures gas used by Simulation 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 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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
• /
• pp.451-452
• /
• 2007

Drift velocities for electrons in $SF_6$-Ar mixtures gas by simulation has been analysed over the EIN range 30~300[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, the electron ionization or attachment coefficients. longitudinal and transverse diffusion coefficients and mean energy agree reasonably well with theoretical for a rang of E/N values.

• 전기학회논문지
• /
• 제59권10호
• /
• pp.1850-1855
• /
• 2010

The application field of the pulse power is very wide. Recently, Pulse power technologies take a large place in several applications. Then, many civil and military applications proceed. Marx generator is widely used in high voltage applications. Marx generator is widely used in high voltage applications, such as eletromagnetic wave and power lasers. This paper, we described about the high voltage pulse generator. A compact size high voltage pulse generator with nanosecnd rise time has been fabricated and investigated experimentally. The marx generator has 2 stages. Each stage was constructed one charging capacitor, two electrodes and one charging resistor. A inductance structure is used in order to improve the switching performances fo the whole generator. The experiments of rise time in pure gas and mixtures of gases were described. We tested the Marx generator at different insulation gas. the results show that the dielectric strength of the $N_2-SF_6$ mixture was significantly increased compared with pure nitrogen gas. The experimental results show that the rise time characteristics of the Marx generator can be controlled through varying insulation gas.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.696-699
• /
• 1999

The electron transport coefficients in $SF_6+N_2$ gas is analysed in range of E/N values from 100~900(Td) by a Monte Carlo simulation and Boltzmann method, using a set of electron collision cross sections determined by the authors. The result of the Monte Carlo simulation such as electron drift velocity, ionization and electron attachment coefficients, longitudinal and transverse diffusion coefficients in nearly agreement with the respective experimental and theoretical for a range of E/N.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
• /
• pp.1397-1398
• /
• 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.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.47-53
• /
• 2011

$SF_6$는 IPCC가 평가한 온난화 지수가 가장 큰 물질이다. 이런 $SF_6$ 가스의 처리를 위하여 현재는 고에너지의 분해 기술이 사용되고 있지만 최근 분리막을 이용한 분리 및 회수 기술이 주목을 받고 있다. $SF_6$가 중간권으로 방출될 경우 광분해 또는 이온 반응을 일으켜 높은 독성과 부식성을 지닌 부산물을 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 현재 분리막을 이용한 $SF_6$ 가스의 회수 분리에 관한 연구 동향을 살펴보면 다양한 분리막 재질에 대한 투과특성연구가 부족하다. 또한, 실제 폐 $SF_6$ 가스 농도에 대한 연구와 에너지 효율이 높은 운전조건의 분리 회수 연구는 초기단계이다. 그러므로, 본 연구에서는 상용화된 PSF (polysulfone), PC (tetra-bromo polycarbonate)와 PI (polyimide) 중공사 분리막을 사용한 $SF_6$, $N_2$ 단일기체의 투과도 연구 및 폐 $SF_6$ 가스 농도의 $SF_6/N_2$ 혼합기체를 사용하여 상용화된 PSF, PC와 PI 중공사 분리막과 운전조건 변화에 따른 $SF_6$ 가스의 분리 회수 연구를 수행하였다. 고분자 중공사 분리막에 대한 $SF_6$와 $N_2$의 투과 특성 실험 결과, $N_2/SF_6$ 투과선택도는 PI 중공사분리막이 가장 높고, PC 중공사 분리막이 가장 낮은 결과를 보였다. $SF_6/N_2$ 혼합기체의 분리 특성연구에서 회수된 $SF_6$의 농도를 비교할 경우, PC 중공사 분리막이 0.5 MPa일 때 95.6 vol %로 가장 높았다. $SF_6$의 회수율에서는 PSF 중공사 분리막이 운전압력 0.3 MPa, 배출유량 150 cc/min일 때 최대 97.8%로 가장 높았다. 이상의 결과로부터 분리막을 이용한 폐 $SF_6$ 가수의 분리 및 회수 기술은 향후 $SF_6$ 가스의 대표적 친환경 기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.