• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전기설비전문위원
• /
• pp.271-272
• /
• 2008

실선로 전력 케이블의 부분방전 측정은 주위 전력설비의 신호들이 혼합되어 검출된다. 본시험에서는 배전전력 케이블을 대상으로 부분방전 신호의 방향 추정 시험을 하였다. 시험 조건으로 모의 선로와 활선 현장선로에서 시행하였다. 2개 HFCT 센서를 사용하여 방전 펄스를 검출하였고 미소신호를 검출하기 위하여 AMP와 필터를 설계하였다. 신호 분석을 위하여 1GS/S의 스코프를 사용하였으며 자동 방향추정 S/W를 제작하였다. S/W의 특징으로는 2개의 채널에서 동일한 펄스의 시간차를 분석하여 방향을 분석하도록 하였다. 센서의 간격이 20CM일 때 약1nS의 시간차가 발생하여 신호의 방향을 추정할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
• /
• pp.189-190
• /
• 2003

현장에서 많이 사용되고 있는 GIS에 결함이 발생하면 치명적인 사고로 진전될 수가 있다. 본 논문은 모의 GIS내 도전성 파티클 존재시 발생되는 부분방전 신호를 절연 진단 방법중 하나인 UHF법을 이용해 부분방전시 방사되는 방사전자파의 스펙트럼을 분석해 부분방전 진전과정을 판단하였다. 이러한 연구는 현장 GIS 및 $SF_6$ 가스절연 전력설비의 전기적 신뢰성 확보를 위해 UHF 법을 이용한 절연진단 시스템 개발에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
• /
• pp.1195-1196
• /
• 2015

최근 급격한 산업사회의 발달로 인해 전력기기의 종류와 설치개수가 꾸준히 증가하고 있다. 수많은 고전압 전력기기의 운용으로 인해 발생되는 온실가스는 지구온난화와 같은 환경파괴를 유발시키는 등의 문제를 발생시키고 있다. 고전압 전력기기의 전기적 절연을 위해 주로 사용되는 SF6와 같은 기체 절연체는 온실가스를 유발시키며, 현재 여러 나라에서는 고전압 전력기기로부터 방출되는 CO2의 양을 최소화하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 일본 교토에서 180여개의 국가가 온실가스 감축의 의무를 나누고자 교토의정서를 채택하였고, 온실가스를 유발하는 SF6를 대체할 수 있는 친환경 기체 절연체에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 그 중에서도 본 연구에서는 친환경 기체 절연체인 Dry-air의 절연파괴와 부분방전 개시전압 특성을 분석하였다. 다양한 구 전극의 크기와 전극 사이 간격 조건에서 AC 절연파괴 및 부부방전 개시전압에 대한 실험을 수행하였다. 또한, 유한요소해석을 통해 산출한 전계 이용률을 고려하여 절연파괴와 부분방전 개시전압에 대한 특성을 분석하였다. 실험결과, 구 전극의 크기와 전극 사이 간격이 증가할수록 절연파괴와 부분방전 개시전압의 크기가 커지는 것을 알 수 있으며, 부분방전이 먼저 개시되고 절연파괴로 이어는 경향을 확인할 수 있었다. 또한, 전계 이용률이 0.52 이상에서는 부분방전이 개시되지 않고 곧바로 절연파괴로 이어지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.570-573
• /
• 2022

본 논문에서는 신경망 모델을 적용한 몰드변압기의 보이드 결함 크기 판별에 관한 연구를 수행하였다. PCB 기반의 로고우스키 코일형 부분방전 센서를 제작하여 부분방전 신호를 측정하였고, 보이드에 의한 부분방전 결함을 모의하기 위한 PD 전극계를 제작하였다. 또한 보이드는 원통형 모양의 알루미늄 틀을 제작하여 에폭시가 경화되는 과정에서 실린지를 삽입하고 공기를 주입하여 서로다른 직경을 가지는 4개의 시편을 제작하였다. 보이드 결함 크기 판별을 위해 부분방전 전하량, 방전 펄스 수, 위상 분포의 부분방전 특성 파라미터를 추출하여 Labview 기반의 VI (Virtual Instrument)로 역전파 알고리즘을 설계하였다. 실험 결과로부터 제작된 알고리즘은 90%이상의 판별률로 결함의 직경크기를 구분할 수 있었다. 본 연구의 결과는 현장에서 PD 측정 시 몰드변압기의 유지보수 및 절연물 교체의 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.125-126
• /
• 2010

플라즈마 아킹은 PECVD, 플라즈마 식각 그리고 토카막과 같은 플라즈마를 이용하는 여러 공정과 연구 분야에서 문제점을 야기시켜왔다. 하지만, 이에 대한 연구는 아킹 현상의 불규칙성과 과도적인 행동으로 인해 미비한 상태이다. 특히, RF 방전에서의 아킹 연구는 DC 방전에서의 아킹 연구에 비해 많이 부족한 것이 현실이다. 플라즈마 아킹은 집단전자방출(collective electron emission)에 의한 스파크 방전(spark discharge)현상이다. 집단전자방출은 전계방출(field emission)이나 플라즈마와 쉬스를 두고 인접한 표면위에서의 유전분극(dielec emission)에 의해 발생한다. 이렇게 방출된 집단 전자들은 쉬스에서 가속되어 에너지를 얻게 되고 원자와의 충돌로 전자 아발란체를 일으킨다. 이렇게 배가된 전자들은 아킹 스트리머(arcing streamer)를 형성하게 되고 아킹 발생 시 높은 전류와 공정 실패의 원인이 된다. 우리는 $30cm{\times}20cm$ 크기의 사각 전극을 위 아래로 가진 챔버에서 Ar 가스를 RF(13.56 MHz)파워를 이용해 방전시켰다. 방전 전압과 전류는 파워 전극 압단에서 High voltage probe (Tektronix P6015A)와 Current probe (TCPA300 + TCP312)를 이용해 측정했다. 플라즈마 아킹시 변하는 플라즈마 플로팅 포텐셜은 챔버 중앙에 위치한 랑뮈프 프로브에 의해 측정되고 챔버 옆의 뷰포트 앞에 위치한 PM-tube를 이용해 아킹시 변하는 광량을 측정한다. RF 방전에서의 플라즈마 아킹은 아킹시 플로팅 포텐셜의 변화에 의해 크게 세부분으로 나눌 수 있다. 아킹 발생과 동시에 급격히 감소하는 감소부분 (약 2us) 그리고 감소한 포텐셜이 유지되는 유지부분 (약 0~10ms) 그리고 감소했던 포텐셜이 서서히 원래 상태로 회복되는 회복부분(약 100 us)이다. 아킹 초기시 방출된 집단 전자들과 원자들간의 충돌에 의해 형성된 아킹 스트리머는 플라즈마 전체를 단락시키게 되고 이로 인해 플로팅 포텐셜은 급격히 감소하게 된다. 이렇게 감소한 플로팅 포텐셜은 아킹 스트리머가 유지되는 한 계속 감소한 상태를 유지하게 된다. 그리고 플라즈마를 섭동했던 아킹 스트리머가 중단되면 플라즈마는 섭동전의 원래 상태로 돌아가려 하기 때문에 플로팅 포텐셜은 서서히 증가하면서 원래 상태로 회복된다. 플라즈마 아킹 발생시 생성되는 아킹 스트리머는 순간적으로 많은 전자들을 국소적으로 생성하게 되고 이 전자들에 의해 광량이 순간적으로 증가하게 된다. PM-tube (750.4 nm)에 의해 측정된 아킹시 광량은 정상방전 상태의 두배 가량이 된다. 그리고 이 순간적으로 증가된 광량은 시간이 지남에 따라 감소하게 되고 정상방전 일때의 광량이 된다. 광량이 증가한 후 정상방전 상태의 광량에 이르는 부분은 플로팅 포텐셜이 감소한 상태에서 유지되는 부분과 일치하고 이는 플로팅 포텐셜의 유지부분동안 아킹 스트리머가 발생하고 있다는 간접적인 증거가 된다. 그리고 정상 방전 상태 일때의 광량이 되면 아킹 스트리머가 중단되었다는 것이므로 그 시점부터 플로팅 포텐셜은 정산 방전상태 일 때의 포텐셜로 복구되기 시작한다. 이처럼 PM-tube를 이용한 아킹 광량 측정은 아킹 스트리머를 간접적으로 측정하게 하고 아킹 스트리머를 이용해 아킹시의 플로팅 포텐셜의 변화를 설명하게 해 준다. 응용적인 측면에서 아킹 광량 측정을 이용한 아킹 판독은 방전 전류와 방전 전압과 같은 전기적 신호를 이용한 아킹 판독에 비해 여러가지 장점을 가진다. 우선, 전기적 신호를 이용한 아킹 판독처럼 매칭 회로나 플라즈마를 섭동시키지 않는다. 그리고 원하는 부분의 아킹만을 판독하는 것도 가능하며 photo-diode를 이용할 경우 전기적 신호를 이용하는 것에 비해 경제적으로 유리하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1896-1897
• /
• 2005

보이드, 이물, 돌기 둥 고분자 절연체 내의 결함은 이곳에 전계가 가해질 때, 국부적 전계집중을 유발하며, 절연체 내의 미소 방전을 일으킨다. 이 때 발생한 미소 방전에 의해 보이드 표면의 고분자 물질은 기계적, 화학적 열화를 일으키며, 이에 따라 전기적 트리를 형성하게 된다. 이러한 트리는 결국 절연체의 절연파괴로 진전되므로, 고분자 물질을 절연물로 사용하는 전력기기의 경우에는 신뢰성에 큰 문제를 유발한다. 따라서, 이러한 방전(부분방전)이 일어날 때 생기는 전기적 신호를 검출하여, 절연물의 신회성을 평가하는 것은 매우 중요하다. 이러한 부분방전은 IEC둥 국제기술기준에 그 제한 값이 정하여져 있으며, 본 논문에서는 이러한 값을 수학적으로 평가하는 방법에 대해 연구하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국조명전기설비학회 2003년도 학술대회논문집
• /
• pp.377-380
• /
• 2003

XLPE(Crosslinkable Polyethylene) 케이블은 절연성이 우수하여 전력용으로 많이 사용되고 있다. 그러나, 시설된지 오래된 케이블의 노후화와 지중 매설 케이블의 시공시 및 포설이후 외부손상 등으로 인해 정전사고가 많이 발생하고 있는 추세이다. 본 논문은 케이블의 외부 손상에 의해 발생하는 부분방전에 의해 공간으로 전파되는 전자파를 측정하는 UHF법을 통해 주파수 스펙트럼을 측정하고 측정된 데이터 처리를 통해 방전진전에 따른 스펙트럼의 특성을 분석하였다. $^{[1]}$[3][6]//

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.75-81
• /
• 2000

본 논문에서는 $SF_6$가스 내에 혼입된 급속이물에 의한 부분방전에 대해 연구하였다. 모의 GIS챔버를 설계.제작하여, 전극 내에 혼입된 금속이물에 의한 부분방전 및 절연파괴과정을 관측하고, 초음파센서를 이용하여 부분방 전올 검출하였다. 또한 전극 내에 혼입된 금속이물의 위치에 따른 전계를 해석하였다. $SF_6$가스 내에서 금속이물의 거동 중 끝단에서 부분방전이 발생하였다 이와 같이 금속이물이 거동중에 발생하는 미소 캡사이의 방전은 아크방전으로 진전되어, 결과적으로는 절연파괴를 유발할 수 있다. 금속이물의 위치에 따른 전계분포는 금속이물이 상부전극에 수직으로 부착되어 있는 경우에 전계의 세기가 가장 크고, 하부전극에 수평으로 부착되어 있는 경우가 가장 낮게 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 전기설비
• /
• pp.29-30
• /
• 2006

GIS 예방진단을 위해 개발한 "UHF 온라인 부분방전 상시감시시스템"을 실 변전소에 설치하여 실증시험을 수행하였다. 345 kV급 변전소의 GIS 2개 bay를 감시하기 위해, GIS에 설치된 총 14개의 UHF 센서로부터 측정된 방전신호를 변전소 switchyard에 설치된 local unit에서 수집하였다. Local unit에서 UHF 대역의 방전신호를 디지털 신호로 변환한 후, 광섬유를 통해 변전소 급전분소에 설치된 중앙서버에 전송토록 하였다. 중앙처리장치에서는 단위 방전신호의 분석 및 트랜드 분석이 가능하며, 사용자에게 자동으로 방전원인을 알려준다. 설치된 상시감시시스템은 우수한 외부 잡음제거능력을 보였으며, 측정된 방전신호를 요약하여 사용자에게 reporting하는 등 다양한 편의성을 제공하고 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1797-1799
• /
• 2002

$SF_6$ 가스로 절연되는 GIS (Gas Insulated Switchgear)는 매우 우수한 신뢰성을 확보하고 있지만 사고 발생 시 파급효과가 매우 크므로 상시 감시할 수 있는 진단기술이 요구된다. 본 논문에서는 GIS 내부에서 발생하는 신호를 검출하기 위해서 전기적인 방법과 비전기적인 측정 법을 통해 전자파. 초음파, 전류펄스를 측정하고 비교하였다. GIS 내부알루미늄도체에 침 결함을 고정시켜 전원전압 인가 시 발생되는 부분방전신호를 UHF, AE, CT센서로 검출하였다. 측정 결과 UHF센서와 CT센서로 검출되어진 신호는 매우 유사하게 측정되었고 초음파와 전자파를 검출한 결과 진행속도 차이로 발생되는 시간지연현상이 발생되었다. GIS내 부분방전발생 시 발생되는 전자파 스펙트럼 분석결과도 650MHz에서부터 935MHz까지의 주파수대역이 측정되었다. 이후에는 현장에서 운전중인 GIS내부에서 발생되는 결함들을 실제와 가깝게 모델링하여 발생되는 부분방전신호를 스펙트럼 분석하여 대역에 맞는 UHF센서 개발에 노력하고자 한다. 또한 결함의 종류와 형태에 따라 다르게 발생되는 부분방전신호를 검출하여 측정하고 이를 진단하는 연구가 계속 진행되어야 할 것으로 사료된다.