전력분야 응용 중, 특히 교류손실측면에서 장점을 지니고 있는 HTS-케이블 및 HTS-한류기의 경우는 선진 세계 각 국에서 배전급 전력계통에 실증시험을 하는 단계까지 와 있는 실정이다. 국내에서도 한전 주관으로 실증시험을 그 목적으로 고창시험장에 100m급, 22.9kV/50MVA HTS-케이블이 설치되어 운전되고 있다. 이와 같이 다수본의 HTS-테이프로 구성되는 HTS-케이블에서 발생되는 교류손실은 HTS-케이블의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 냉동기비용 증가를 초래하지만 HTS-케이블 구조의 복잡성으로 인하여 교류손실에 대한 평가가 매우 난해하다. 따라서 본 논문에서는 고창HTS-케이블의 교류손실에 대하여 실험적 이론적 조사 및 검토를 하였다. 그 주요결과를 요약하면, 측정된 Bi도체의 교류손실에 대한 손실지수 ${\kappa}$는 약 2.5로 Cu 도체에서 발생하는 Ohmic손실의 지수(~2)와 비교하여 큰 것을 볼 수 있다. 또한 전기적인 방법으로 측정한 HTS-케이블의 총손실은 열량법으로 측정한 손실과 잘 일치한다.
광섬유(光纖維)가 가지고 있는 손실(損失) 특성(特性) 중(中) 접속손실(接續損失) 값 평가방법(評價方法)을 측정(測定) 분석(分析)하였다. 현재(現在) 장파장용(長波長用) 단일(單一) 모드 광섬유(光纖維) 접속손실(接續損失) 측정(測定)은 Cut-Back 방법(方法)과 후방산란(後方散亂) 손실(損失) 측정방법(測定方法)으로 시행(施行)하고 있다. 이 두 방법(方法)을 사용(使用)하여 얻어진 측정(測定)값을 비교(比較)해 본 결과(結果) OTDR에 의한 접속손실평가(接續損失評價) 방법(方法)은 양(兩) 방향(方向)에서 측정(測定)된 값을 산술(算術) 평균(平均)으로 계산(計算)하여야 한다. 이 결과(結果)는 이론적(理論的)인 계산(計算)값과 일치(一致)함을 보여 주고 있으며 또한 접속(接續)될 두 광섬유(光纖維)의 후방(後方) 산란(散亂) 계수(係數) 값 차(差)에 의하여 발생(發生)됨을 보여준다. 따라서 광(光)케이블 시설시(施設時) 데이타 관리운영(管理運營) 측면(側面)에서 확실(確實)한 적용(適用)이 기대(期待)된다.
본 논문에서는 850 MHz 이동 통신 대역에서의 자유공간 빚 오쿠무라-하타 모델 적용하여, 기지국 설치 대상 지역인 러시아 지역의 경로손실 특성을 구하였다. 기존 경로 손실 모델에 측정 대상 지역인 러시아 PNG 지역의 특성을 추가하기 위하여, 최소 자승 평균 기법을 적용하여 측정 지역의 경로 손실 보정값을 구하였다. 이렇게 구한 보정값을 이용하면, 자유 공간 경로 손실 및 하타 경로 손실 설정값과 실제 측정값의 차이가 5 ~ 10 Km 구간에서는 각각 17, 6 dB, 10 ~ 15 Km 구간에서는 각각 28, 14 dB, 15 ~ 20 Km 구간에서는 각각 35, 18 dB의 측정 대상 지역에 대한 구간별 경로 손실 모델을 설정할 수 있었다.
수심 100m 이하 천해에서 저주파 대역 음파의 전달손실 양상을 규명하기 위해 한국 동해 남부해역 3개 정점에서 특정 주파수 모의신호 발생을 통한 전달손실을 측정하였다. 10개의 특정 주파수에 대해서 연속파(Continuous Wave)를 방생시킬 수 있는 저주파 음원기를 5 kts의 속도로 예인하고, 다시 육상으로 무선전송하여 각 센서에서의 수진준위를 정확하게 보정하였다. 음원으로부터 DIFAR 센서까지의 전달손실은 거리에 대한 Log 함수로 표시할 수 있었으며, 주파수별 전달손실을 비교, 분석한 결과 동해 남부해역에서의 최적 주파수는 800Hz 내외에서 존재하는 것으로 추정된다.
현재 고온 2세대 YBCO CC(Coated Conductor) 초전도 선재를 사용하여 초전도 전력기기를 제작하게 되면 BSCCO 선재보다 많은 전류를 인가할 수 있지만, 자화 손실도 더 많이 발생하게 된다. 본 논문에서는 폭 12 mm YBCO CC선재를 이용하여 자화 손실을 줄일 수 있는 몇 개의 샘플을 제작하고, 먼저 각 샘플에 대해 외부에서 수직으로 (${\theta}=90^{\circ}$) 가해지는 자장 값에 대한 자화 손실을 측정하였다. 그 후에 측정값을 이용하여 임의 방향으로 가해지는 자장 값들에 대한 자화 손실을 계산하고, 측정한 값과 비교하여 자화 손실의 패턴을 확인하였다.
본 논문은 아이솔레이터의 소재 파라미터에 의한 삽입손실 영향에 대하여 서술하였다. 본 논문에서는 페리자성공명반치폭($\Delta$Η), 유전손실, 자계세기 그리고 포화자화에 대한 아이솔레이터 삽입손실의 관계를 알아 보았고, 또한 공진 아래 모드를 사용한 아이솔레이터의 온도안정화 연구 및 구조설계에 대하여알아 보았다. 아이솔레이터의 온도특성은 영구자석, YIG(Yttium Iron Garnet) 페라이트 그리고 공진기로사용되는 도체 등에 의한 변화에 대하여 본 논문에서는 실험시제품을 제작하여 측정 분석하였다. 측정결과 시뮬레이션 결과와 실험시제품 측정결과가 거의 일치하는 것을 알 수 있었다. 삽입손실 0.18~0.24dB, 반사손실 27dB, 아이솔레이션 27dB 그리고 대역폭 500MHz를 얻을 수 있었다. 이때 실험에 사용한 소재 파라미터는 포화자화 550G, 유전손실, $0.0004\Delta$Η20, 유전율 14로 하였다. 또한 온도안정화실험에서는 구조를 개선하여 온도안정화를 이루었다.
초전도선재를 사용한 전력기기에서 발생하는 교류손실은 전력기기의 효율을 저하시키기 때문에 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 교류손실을 저감시키기 위해 분할형 초전도 연속전위도체(Continuously Transposed Coated Conductor, CTCC)를 제작하였으며, 제작된 분할형 CTCC에 교번자장을 인가하였을 때 발생하는 교류손실을 측정하였다. 측정 결과 분할된 필라멘트 수와 선재의 적층수가 증가함에 따라 교류손실 값의 변화 패턴을 확인하였다. 또한, 분할형 CTCC에 가해지는 외부교번 자장의 인가 각도에 따른 자화손실을 측정하여 그 경향을 확인하였다.
다양한 분야의 요구에 따라 반사율이 99.995% 이상인 고반사 저손실 반사경의 제작이 가능해 지면서 반사경의 산란, 투과, 흡수 및 손실 등을 측정하는 여러 측정 방법들도 더불어 연구되어 왔다. 적용 분야에 따라 사용될 반사경의 특성이 결정되는데 그 중 중력파 측정 장치$^{(1)}$ , 광자 감쇠 분광기$^{(2)}$ 등의 분야에서는 투과, 산란 및 흡수가 모두 작은 저손실 반사경을 요구한다. 한편 링 레이저 자이로스코프의 경우 반사경의 산란이 곧 lock-in을 결정하여 성능을 제한하는 중요한 변수가 된다. 따라서 이 응용의 경우 반사경의 산란을 정확히 측정하는 일은 중요하며 위치에 따른 산란분포 정보를 알면 링 레이저 자이로스코프의 성능 예측과 개선이 더욱 쉬워진다. 산란을 측정하는 직접적인 방법에는 ARS(angle resolved scattering)과 TIS(total integrated scattering)이 있는데, 본 연구에서는 TIS 측정 장비를 반사경의 위치에 따른 산란분포까지 측정할 수 있도록 mapping 기능을 첨가하고 이온빔 스퍼터링에 의해 제작된 저산란 반사경을 측정하기 위해 높은 분해능을 갖도록 구성하였다. 반사경의 응용분야의 필요에 의해 45$^{\circ}$ 산란을 측정하였다. (중략)
미생물연료전지는 미생물이 유기물을 분해하면서 전기를 발생시킨다. 미생물연료전지는 여러 분야로 응용이 가능하며 현재 생산되는 전력이 낮기 때문에 상용화가 되기 위해서는 미생물연료전지(MFC)의 전력을 증진시키는 방안 연구가 필요하다. 미생물연료전지(MFC)의 전력을 증진시키기 위해서는 산화, 환원전극에서의 활성화전압손실(Activation losses)과 저항전압손실(Ohmic losses)을 줄여야 하며 활성화전압손실과 저항전압손실의 정확한 측정과 이를 줄이기 위한 인자를 찾는 것이 중요하다. 본 연구에서는 H형태의 미생물연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC)에서 전류차단법(Current interruption)을 이용하여 산화전극 및 환원전극에서의 활성화 전압손실과 저항전압손실을 측정하였다. H형태의 미생물연료전지에서 백금이 코팅된 전극(0.5 $mg/cm^2$; 10% Pt)을 환원전극으로 이용하였음에도 환원전극 전압손실이 산화전극 전압손실보다 4배 가량 큼을 알 수 있었다. 전류차단법(Current interruption)에 의하여 구한 저항전압손실 값(1146 ${\Omega}$) 과 impedance에 의하여 구한 내부저항(1167 ${\Omega}$)은 거의 일치하였다. 또한 산화, 환원전극 활성화 전압손실의 합은 전지(cell)의 활성화 전압손실과 일치하였다.
본 논문에서는 저층 고밀도 교외 환경에서 신호의 클러터 손실(Clutter loss)과 건물 인입 손실(Building entry loss)을 측정 후 분석했다. 선정된 환경에서 BEL, CL, BEL과 CL 결합 등 3가지 전파 모델을 측정하였다. 각 모델 측정 결과 바탕으로 BEL과 CL을 결합하였을 때의 수치를 분석했다. 각각 주파수에서 BEL과 CL 결합 측정값은 27.55dB 와 26.12dB 였으며, 계산값과 차이는 -4.19dB와 5.82dB였다. 측정이 건물 내부에서 이루어졌다는 점을 고려할 때 이러한 차이는 미미해 보인다. 따라서 BEL과 CL의 각각 측정값 합산과 결합 모델의 측정값을 비교하였을 때 -4.19dB와 5.82dB 오차를 도출하였고, 본 결과는 유사한 사례의 전파 모델 분석 시 참고 자료로 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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