절연체의 수명과 직접적인 관련이 있는 전기트리의 개시특성을 연구하는데 있어서, 전기트리의 개시시간이 매우 길기 때문에 실험적으로 절연재료의 수명을 구하는데 어려움이 있다. 따라서. 본 논문에서는 Weibull 해석을 이용하여, 일반적으로 사용되는 가속시험법에 의하여 얻어진 전기트리 개시전계를 사용하여 일정전압 인가시에 전기트리 개시시간을 추정하는 방법을 이론적으로 고찰하여 실험에 적용하였다. 또한 기계적 스트레스에 의한 전기트리 개시특성을 평가하기 위하여 기계적 스트레스를 모의한 XLPE 시료에 대하여 이러한 기계적 스트레스가 전기트리 개시전계 및 개시시간 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 기계적 스트레스가 전기트리 개시전계 뿐만 아니라 개시시간을 현저하게 감소시켰으며, XLPE의 장기적인 신뢰성을 보증하기 위해서는 이러한 기계적 스트레스를 완화시키는 것이 매우 중요하다.
디레이팅 과정은 개발 초기 단계에 제품의 신뢰성을 높이기 위하여 제어 가능한 스트레스 항목에 대해 제한을 두는 것이다. 부품의 열적, 전기적, 기계적 스트레스 등 여러 스트레스에 대해서 실제 부품의 규격보다 낮은 수준으로 사용을 제한하는 것을 디레이팅이라 하며, 부품의 고장률과 수명은 주위의 온도나 전기적 스트레스 등에 의해서 변화하기 때문에 신뢰성을 높이기 위해서는 부품의 사용조건을 최대정격보다 경감해서 사용하는 것이 필요하다. 또한 디레이팅과 고장메커니즘 간에는 밀접한 관계가 있지만 디레이팅이 모든 부품들의 고장률과 스트레스 개선을 똑같이 해주는 것은 아니기 때문에 공학적인 경험이 응용되어야 한다. 본 연구에서는 디레이팅 기법에 대한 최근 연구 동향을 살펴보고 향후 고장메커니즘 분석 및 부하강도 분석을 통한 디레이팅 방법을 연구해 보고자 한다.
현장 운용조건하에서 사용자들이 요구하는 보증수명을 시험평가하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소요된다. 이를 해결하기 위한 시험기술로써 흔히 가속시험이 운용되며 가속방법에는 연속적으로 사용하지 않는 제품을 연속적으로 가동시킴으로써 고장시간을 단축시키는 사용를 가속과 사용조건보다 높은 스트레스를 부과하여 제품의 수명을 단축시키는 고 스트레스 가속이 있다. 기계류 부품들에서 대부분 채택하고 있는 고 스트레스 가속방법을 적용한 무고장 가속시험의 전략은 크게 현장 운영조건하에서의 등가부하를 산출, 시험 운영조건하에서의 등가부하를 산출 그리고 보증수명에 의한 무고장 시험시간을 산출하는 3가지의 기술로 운영된다. 이러한 가속시험 전략은 기계류에 관련된 대부분의 부품 및 시스템에 적용 및 활용이 가능하다.
일반적으로 회전체나 초기 하중 하의 구조물 또는 열변형된 파이프 등의 프리스트레스 구조물은 이러한 프리스트레스 효과로 인하여 고유진동수 및 고유진동모드가 변화되기 때문에 정확한 고유진동해석을 위해서는 프리스트레스 고유진동해석을 수행해야 한다. 시스템에 따라서는 그 복잡성으로 인하여 수십만~수백만의 큰 자유도를 갖는 대형 유한요소모델이 요구되어 이러한 대형 모델의 프리스트레스 영향을 파악하기 위한 프리스트레스 고유진동해석을 주어진 설계시간 내에 반복적으로 수행하기에는 여전히 시간적 어려움이 많은 형편이다. 따라서, 본 논문에서는 크리로프 부공간에 근거한 축소기법으로 시스템의 초기 유한요소모델에 대하여 고유진동 특성을 정확하게 나타내면서도 작은 차수의 축소모델로 표현하여 프리스트레스 고유진동해석에서의 계산시간 문제를 감소하였다. 초기 시스템과 축소 시스템의 모멘트를 일치하는 수치계산에는 아놀디 과정을 이용하였다. 적용예제로 휠과 컴프레서 임펠러를 선택하여 제안한 방법을 통한 회전에 따른 프리스트레스 고유진동해석의 정확성과 효율성을 보였다.
Abstract Under the physical stress on photovoltaic (PV) module, it will be warped according to elongation of the front glass and then micro-crack will be occurred in the thermally sealed solar cell. This micro-crack leads to drop of short circuit current of the PV module. This is because of increase of resistance component by micro-crack. Micro-crack at specific solar cell in the module lessens the durability of PV module with reduced output, hot-spot caused by solar cell output mismatch and increased resistance component. This study shows the relation between electrical characteristics and micro- cracks due to mechanical stress on PV module.
본 논문은 변압기의 과부하 상태를 모의하고 내부 절연물의 잔존수명을 평가하기 위한 방법으로 열적 스트레스를 인가한 가속 수명 시험을 수행하여 광유 함침 절연지의 전기적 기계적 열화 특성을 분석하였다. 시험에 사용된 절연 재료는 변압기의 주 절연물로 널리 사용하고 있는 셀룰로스계 크래프트 절연지와 광유계 절연유를 사용하였다. 가속 열열화 시험은 IEEE/ANSI Standard C59.91-1981의 수명 예측 곡선에 의거하여 국내 배전환경에 부합하도록 $55^{\circ}C$ 절연시스템을 기준으로 하였으며, $150^{\circ}C$에서 약 1,000시간 동안 열 스트레스를 인가함으로써 변압기의 수명이 다하도록 모의하였다.
사용조건에서 수명시험을 수행할 경우 시험시간이 많이 소요되므로 사용조건보다 가혹한 스트레스 조건을 추가하여 가속수명시험을 수행하면 시험시간을 단축시킬 수 있다. 수명에 영향을 미치는 스트레스를 선정하여 각 스트레스의 사용조건과 가속조건에서 시험을 수행할 경우 가속 스트레스간에 교호작용이 존재할 수 있다. 그러나 기존의 연구에서는 2가지 이상의 가속 스트레스를 부과하여 가속수명시험을 수행할 경우 교호작용을 고려하지 않은 경우와 가속 수명에 대한 모델식을 제시한 연구들이 대부분이다. 본 논문에서는 기계류 부품의 수명에 영향을 미치는 가속 스트레스를 선정한 후 교호작용을 고려한 시험계획에 따라 가속수명시험을 수행한 자료를 이용하여 가속 계수와 가속 스트레스간의 관계식을 산출하는 방법을 제시하고자 한다. 또한 본 논문에서 제시한 교호작용을 고려한 가속시험방법과 가속 계수를 산출할 수 있는 모델식을 이용하여 복합적인 가속수명시험 수행시 쉽게 적용하고 결과를 산출할 수 있는 기초가 될 것으로 기대된다.
목적: 만성 발목 관절 외측 불안정성 환자에 대한 기계적 불안정성의 평가에서 스트레스 방사선검사의 진단적 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 변형 Brostrom 술식을 시행받은 환자들 중 수술 소견상 외측 측부인대(전 거비 인대)의 완전 파열이 확인되었던 42예를 대상으로 하였다. 대조군으로는 발목 관절 손상의 과거력이 없고 이학적 검사상 불안정성 소견을 보이지 않는 정상 한국인 성인 총 60명(120예)을 모집하였다. Telos 기구를 이용한 전방 전위 및 내반 스트레스 검사를 시행한 뒤, 거골 경사각과 거골 전방전위 정도를 계측하였다. 대조군에서 얻어진 정상범위를 기준으로 스트레스 방사선검사의 민감도, 특이도, 양성 예측도, 음성 예측도를 분석하였다. 결과: 스트레스 방사선검사 상 정상 한국인 성인에서의 거골 경사각은 평균 $4.2{\pm}2.1$도, 거골 전방전위는 평균 $3.9{\pm}1.9$ mm로 계측되었다. 95% 신뢰한계 분석을 이용한 정상 범위의 설정시 거골 경사각의 정상 범위는 8.3도 이하, 거골 전방전위는 7.6 mm 이하로 분석되었다. 이 수치를 기준값으로 하는 경우 발목 관절 스트레스 방사선검사 상 거골 경사각의 민감도는 57%, 특이도는 97%, 양성 예측도는 89%, 음성 예측도는 86% 였고, 거골 전방전위의 민감도는 69%, 특이도는 97%, 양성 예측도는 91%, 음성 예측도는 90% 였다. 결론: 만성 발목 관절 외측 불안정성 환자에 대한 기계적 불안정성의 평가에서 스트레스 방사선검사는 비교적 우수한 특이도 및 양성, 음성 예측도를 보였으나 민감도는 낮아, 유용하지만 정확성은 떨어지는 검사법인 것으로 분석되었다. 기계적 불안정성이 발목 관절 스트레스 방사선검사 상 실제보다 덜 반영된다고 생각되며, 스트레스 방사선검사 소견만으로 발목 관절 외측 불안정성을 배제해서는 안 될 것으로 생각한다.
송전선로에 절연물로 사용되는 애자는 설치 이후 장시간 사용에 따라 고전압 스트레스, 기계적 스트레스, 열 및 환경 스트레스 등으로 열화가 진행되기 때문에 안정적인 전력설비 운영을 위하여 활건 애자 비파괴 열화 상태 점검이 필요하다. 본 연구에서는 비파괴 상태 진단 감시 기술인 주파수 응답 함수 측정을 통한 고유 진동수 분석을 통하여 현재 활선 애자로 사용되고 있는 NGK210, KRI210, NGK300 및 KRI300 4가지 종류 애자의 동특성 실험을 수행하였으며, 이를 통하여 애자의 결함이 발생하였을 때 고유진동수 변화를 분석하였다.
지금까지 전자 디바이스의 솔더접합부에 대한 신뢰성 평가에 있어서는 열충격시험에 의한 평가가 주류를 이루었다. 그러나 최근 모바일 제품이 소형화/다기능화되고 고밀도실장에 대한 요구가 증가함에 따라 BGA/CSP와 같은 솔더볼을 사용하는 패키지가 표면실장의 주류를 이루게 되었으며, 솔더접합부에 대한 메커니컬 스트레스 수명이 요구되어지고 있다. BGA/CSP의 솔더접합부에 대한 신뢰성 평가는 하중을 가한 상태에서 데이지체인 패턴의 전기적 저항변화와 스트레인 게이지에 의한 스트레스-스트레인 커브에 의해 행해진다. 본 연구에서는 자체 개발한 PCB만능시험장치의 응용과 솔더접합부에 대한 메커니컬 스트레스의 동적거동을 평가한 소니의 실험자료를 소개하도록 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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