• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.151-152
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• 2008

본 논문에서는 전극간의 비틀림 각도가 아크거동에 미치는 영향을 알아보기 위해 고속카메라를 이용한 아크촬영과 아크전압측정을 동반한 전류차단시험을 실시하였다. 측정결과를 이용한 아크거동 분석결과를 각 모델에 대한 유한요소해석을 통한 로렌츠 힘 계산결과와 결부시켜 비틀림 각도가 아크거동에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.138-138
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• 1999

자장 여과 진공 아크법(Filtered Vacuum Arc :FVA)에 의해 증착된 비정질 다이아몬드 박막은 기계적, 광학적 특성이 매우 우수하여 많은 연구자들의 관심의 대상이 되어 왔다. 그러나 아크의 불안정성은 자장 여과 아크 소스의 연속적인 운전을 제한하고, 결과적으로 낮은 생산성을 가져왔다. 본 연구에서는 음극의 형태 및 음극 부근에서의 자기장의 구조를 음극 부식 거동의 관점에서 수치모사 및 실험을 통해서 조사하였다. 소스 전자석과 인출 전자석의 자극 방향이 평행하게 된 구조에서 (magnetic mirror configuration), 음극 후면에 반대 방향의 자극을 가지는 영구자석을 돔으로서 아크 불안정성을 억제할 수 있었다. 또한 소스 전자석에 진동하는 전류를 인가함으로써 아크 스팟의 운동 면적을 효과적으로 확장할 수 있었다. 시간 변화에 따른 빔 전류의 변화로부터 테이프형 음극이 우물형 음극에 비하여 더 안정하다는 것을 확인하였다. 진동하는 소스 전자석의 전류와 직경 80mm의 테이퍼형 음극을 사용하여, 아크 전류 60A에서 약 2000분 동안 사용하였으며, 이때 부식된 부피는 사용 가능한 음극 부피의 약 90%였다. 그리고 약 350mA의 안정한 빔 전류를 현재의 조건에서 얻었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.604-605
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• 2010

산업이 고도화 됨에 따라 박막 코팅에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며 이에 따라 플라즈마를 이용한 마그네트론 스퍼터 시스템에 대한 수요 역시 증가하고 있다. 코팅 공정에서 가장 문제가 되는 것은 고압의 플라즈마 발생장치를 사용함으로써 야기되는 아크현상이라 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 전원 장치의 핵심 기능 중의 하나는 아크 차단 성능이라 할 수 있으며 가능한 한 최소의 아크 에너지를 유지할 필요가 있다. 아크를 억제하는 방법은 최단 기간 내에 아크를 검지하여 출력을 차단함으로써 아크 발생에 필요한 에너지의 유입을 감소시키는 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 아크를 검지하는 기존의 방식을 살펴보고 최단기간에 아크를 검지할 수 있는 새로운 형태의 검지 방식을 제안한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1438-1439
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• 2007

저압기중차단기의 한류성능 분석 및 개선을 위해서는 ACB에서 발생하는 아크전압에 대한 정보가 필요하다. 그러나 아크의 비선형적 특성 때문에 이론적 접근에는 한계가 있으므로, 실험적 접근을 통해 아크전압을 계측하고 분석하였다. 고온고압하의 아크 발생 환경에서 소호그리드간의 아크전압을 측정하기 위해서 열적, 절연적 특성이 우수한 테플론 피복 케이블을 적용하였다. 소호그리드의 배치를 변화시켜 가면서 입출력 단자간 전압과 소호그리드간 전압을 측정하고 분석하였다. 이와 같은 연구를 통해 소호그리드의 아크전압상승 영향에 대한 기초적인 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권9호
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• pp.27-31
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• 2008

• 한국항공우주학회지
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• 제33권5호
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• pp.1-8
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• 2005

아크히터의 작동특성을 예측하고 아크히터 자체의 설계와 해석을 위해, 세그먼트 아크히터(segmented arc-heater)의 내부 유동을 계산하였다. 지금까지 몇몇 연구자들이 아크히터 내부 유동을 수학적으로 모델링하여 일부 아크히터의 내부 유동을 정확하게 계산하는데 성공하였지만, 다양한 아크히터의 여러 운용 조건을 모두 만족하는 수학적 모델을 완성하지 못했다. 본 연구에서는 수학적 모델링의 범용성 확보를 위해, 아크 히터 내부의 난류 유동에 중점을 두었다. 기존의 대수 난류 모델을 대신하여 세 개의 2방정식 난류를 사용하였으며, 계산 결과 $k-\varepsilon$ 난류 모델이 아크히터 내부의 유동을 모사하는데 적합하다는 것을 확인했으며, 난류가 아크히터 유동을 특성을 좌우하는 중요한 요소 중에 하나라는 것을 밝혔다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.59-64
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• 2016

본 논문에서는 주택의 전기화재 방지를 위해 아크고장전류로부터 아크 진단 기능을 가지는 지능형 분전반이 개발된다. 지능형 분전반의 주 제어장치는 단상전력관리를 지원하는 단상 전력관리 장치와 아크전류로부터 아크 고장을 진단하기 위한 아크 진단 장치로 구성된다. 본 논문에서는 단상 전력관리 장치와 아크진단장치의 시작품이 설계, 제작되며, 전기화재의 원인을 분전반으로부터 원격 서버 시스템에 전송하기 위해서 주제어장치와 아크 고장 진단 장치와의 연동기능이 개발된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.249-249
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• 2011

전력용 개폐장치인 진공차단기의 차단부가 송배전 시스템에 30 [kA] 정도의 커다란 사고전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 동작될 때 차단부 내부 전극 사이에 25,000 [K] 이상의 아크 플라즈마가 발생하게 된다. 두 전극 사이에 발생된 아크 플라즈마는 약 10 ms~20 ms 동안 지속되다가 교류전원의 전류영점 부근에서 회복된 절연성능으로 인하여 자연스럽게 소멸되지만, 대전류 구간동안 아크 플라즈마의 집중 현상 등에 의하여 전극의 심각한 손상 등이 발생되면 절연성능이 요구된 만큼 회복되지 못하여 사고전류를 차단하지 못하며 시스템에 연결된 기기들에게 심각한 손상을 입히고 정전사고를 일으킨다. 본 연구에서는 전자계-열유동 연성해석기법을 이용한 축자계 진공차단부에서 발생하는 아크 플라즈마의 3차원 수치해석을 통하여 전극의 심각한 손상을 입히는 아크플라즈마의 집중 현상에 관한 축자계의 영향을 고찰하고자 한다. 수치해석을 위한 아크 영역은 양극과 음극의 직경과 같은 직경의 원기둥으로 가정하였고, 전자계 해석으로부터 얻어진 로렌츠 힘과 줄열을 열유동 해석을 위한 Navier-Stokes 방정식의 파라미터로 입력하여 해석을 수행함으로써 전자계와 유체역학적인 영역을 동시에 연계한 순차적 일방향 연성해석 기법을 적용하였다. 컵형 축자계 진공차단부 내 아크영역에서의 로렌츠 힘의 특성과 온도분포에 대하여 수치해석을 수행하였고, 크기가 다른 두 로렌츠 힘에 의하여 양극표면으로 집중되는 온도분포의 크기를 비교함으로써 진공아크 플라즈마의 집중현상에 영향을 미치는 주요 요소를 규명할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1794-1796
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• 2003

한국전기연구원(전기연)은 애자장치 및 절연물의 파워 아크시험을 수행하고 있으나, 실 사용상태를 모의할 수 있는 시험회로, 애자장치의 설치방법, 아크방전전류의 크기 및 평가방법 등이 미비한 상태에서 절연물의 연면에 적정한 아크에너지를 공급하지 못한 상태로 시험을 수행하고 있다. 국내 외 시험규격에서도 파워아크 발생 경로가 적절치 못하여 절연물과 금구류의 열적 전기적 손상 정도가 실 사용상태에 미치지 못하고 있다. 본 연구에서는 이의 개선을 위하여, 시험법에 대한 (1) 아크방전의 기술적 근거를 마련하고, (2) 성능검증 회로와 애장장치의 아크유기에 대한 기술적 근거, (3) 아크방전전류의 크기 및 평가방법 등을 고찰한다. 본 연구에서 검토한 성능검증방법은 교류 1kV 이상의 세라믹, 자기재 및 복합절연물의 파워 아크시험에 적용 가능하다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.30-30
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• 2009

GTA 용접에서 용입, 용접부의 크기와 형상이 형성되는 아크 물리학적 현상을 이해함에 있어서 에너지 분포특성은 매우 중요한 인자이다. GTA 용접에서 아크 길이의 변화와 사용된 실드 가스 종류에 따라 음극인 텅스텐 전극 팁의 아크 루트 직경에 큰 변화를 주며, 양극인 모재 쪽의 에너지 분포에 영향을 미치며 된다. 기존의 연구자들은 저전류나 중전류 영역의 GTA 용접에서 텅스텐 전극의 선단각과 용입 형태와 의 관계를 plasma 기류 등에 의해 고찰하거나, 최대 아크압력에 미치는 전극형상의 영향에 대하여 연구하였다. 용접부에 작용하는 아크 압력의 분포는 결국 운동 에너지의 분포이다. 기존의 연구자들에 비하여 보다 간편한 실험을 통하여 양극 모재위의 아크 압력에 의한 에너지 분포특성을 규명하는 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 GTA 용접의 용접전류 100A~200A 영역에서 아크 길이 변화와 Ar 가스에 $H_2$ 혼합에 따른 측정된 아크 압력으로부터 기존연구자들의 아크 물리학적 결과들을 활용하여 양극 모재 위에 작용하는 전류밀도 분포를 유도하는 것이다. GTA 용접에서 아크 길이의 변화와 Ar 가스에 $H_2$ 혼합은 아크 압력분포에 큰 영향을 미치며, 이에 따라 에너지 분포특성에 많은 영향을 미친다. 아크 길이가 증가함에 따라 Ar가스와 $H_2$ 혼합가스의 에너지 분포는 감소하였고, Ar가스에 $H_2$ 혼합에 의해 아크 에너지가 증가하여 용입형상에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 이에 대한 연구는 향후 GTA 용접 응용분야 확대 적용될 것이며, 아크 물리학 연구에 기초적이고 아주 중요한 과학적인 자료가 될 것으로 판단된다.