교류에서의 전기저항값은 저항 elements 사이에서 나타나는 stray 전기용량과 elements의 길이에서 유도되는 인덕턴스의 영향으로 직류에서의 저항값과 차이를 보이게 된다. 이러한 직류와 교류에서의 저항값 차이가 대단히 작게 나면서 직류에서와 측정하는 교류에서의 저항값의 차이를 계산에 의해서 산출할 수 교류저항 표준기가 개발되었다. 개발된 교류저항표준기는 bi-filar 구조의 1 $k\Omega$로서, 1.6 kHz에서 직류/교류 저항값의 차이는 0.02 ${\mu}{\Omega}/{\Omega}$ 보다 작으며, 시정수는 1 kHz에서 $(8{\pm}2)\times10^{-10}$으로 측정되었다. 개발된 교류저항 표준기는 교류저항 국가표준에 최상급 표준기로 사용이 되어질 것이다.
본 연구의 목적은 배전선로 접지극의 온도변화 및 토양동결 상태에 따른 접지저항값의 변화를 관찰하고, 영상과 영하의 온도와 접지저항값 변화의 상관관계를 분석하여 접지저항값 변화를 최소화하는 데 있다. 온도변화에 따른 접지저항값 변화의 최소화를 이루기 위하여 접지극과 토양의 접촉저항을 최소화하는 방안을 연구 하였으며, 이를 현장에 적용하여 검증한 결과, 접지저항값의 변화가 최소화되는 우수한 성과를 거양하여 각종 접지공사의 설계시 활용할 수 있도록 하였다.
LED Packaging 과정 중 Die bond 재료로 Silver epoxy를 사용하여 Packaging 한 후 T3Ster 장비로 열 저항 값(Rth)을 측정하였다. Silver epoxy 의 접착 두께를 조절하여 열 저항 값을 측정하였고, 열전도도 값이 다른 Silver epoxy를 사용하여 열 저항 값을 측정하였다. Silver epoxy 접착 두께가 충분하여 Chip 전면에 고루 분포되었을 경우 그렇지 않은 경우보다 평균 4.8K/W 낮은 13.23K/W의 열 저항 값을 나타내었고, 열전도도가 높은 Silver epoxy 일수록 열전도도가 낮은 재료보다 평균 4.1K/W 낮은 12K/W의 열 저항 값을 나타내었다.
현재 배전선로는 4가지 접지종별을 준용하여 피뢰기, 가공지선, 변압기, 기기류, 중성선 둥을 접지시공하고 있다. 또한 규정된 접지저항값에 따라 접지전극을 시공하고 2년에 1회 주기적으로 접지저항값을 측정하고 관리하고 있다. 현재 접지저항값의 측정에는 휴대가 간편하고 측정이 용이한 HOOK-ON 접지저항계가 주로 이용되고 있다. 그러나 HOOK-ON 접지저항계는 $\pm$5[\%]$정도의 측정오차 뿐만 아니라 측정선 전류가 1[A]를 초과하는 경우 변류용 철심이 포화되어 측정이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 HOOK-ON 측정기법의 단점을 보완하여 다중접지 배전계통에서 부하 불평형 및 고조파 둥에 의해 발생하는 접지선 누설전류를 전류원으로 이용하는 접지전극의 접지저항을 측정하는 새로운 측정기법을 제안하였다. 또한 이를 실제 배전계통에 적용하여 전위강하법을 이용하여 측정한 접지저항값과 비교하였다.
봉형접지극은 우리나라 배전계통에 가장 많이 사용하고 있는 접지전극이다. 현재 배전계통에 사용하고 있는 봉형접지극은 접지동봉, 심타용접지봉 그리고 도전성콘크리트접지봉 등이 주로 사용되고 있다. 그러나 접지저항값은 토질에 따라 소정의 접지저항값을 얻기가 어려울 때가 많아 접지저항저감제를 사용하게 된다. 본 연구에서는 봉형접지지전극 중 가장 많이 사용하고 있는 접지동봉에 물을 제공하였을 때 얻어진 접지저항값을 기준으로 접지저항저감제의 사용방법(시공법), 접지저항저감제의 종류 등에 따라 얻어진 초기접지저항값, 시간경과(1년)에 따른 저항값의 변화폭 추이 등을 비교 검토한 연구이다. 본 연구 결과를 요약하면 신공법으로 접지저항저감제를 사용하였을 때 낮은 초기접지저항저감을 얻는 효과뿐만 아니라 시간경과에 따른 접지저항값의 변화폭도 적어 안정됨을 확인할 수 있었다.
태양전지에서 Fill Factor를 저하시키는 직렬저항의 성분들은 베이스저항, 에미터 저항, contact 저항, finger 저항, busbar 저항 등이 있다. 각각의 저항 성분은 전극의 width및 height, 그리고 전극과 전극 사이의 spacing을 가변함에 따라 각기 다른 값을 나타내는데, 낮은 직렬저항 값을 달성하기 위해 전극의 면적을 크게 하는 것이 바람직하지만, 이는 cell의 shading loss를 증가시켜 cell의 JSC를 저하시킨다. 그러므로 cell의 면적과 전면 에미터의 면저항을 고려하여 shading loss와 직렬저항을 최소화 하는 최적의 전면 전극의 설계가 중요하다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 전면 전극의 height, spacing 및 width를 가변하여 1 by 1, 2 by 2, 3 by 3의 cell 면적에서의 전면 전극의 설계를 최적화 하였다. 시뮬레이션 결과 각각의 cell면적에서 단위면적당 저항 값이 500 $m{\Omega}$ 이하, shading loss가 4% 미만인 전극을 설계하였다.
단결정 다이아몬드의 열전도도는 약 22W/cm.K로 열전도도가 가장 큰 물질로 알려져 있으며, 비저항은 10$\Omega$.cm 이상의 높은 값을 갖는다. 대부분 열전도도가 큰 것으로 알려진 물질들은 Cu, Ag 등과 같이 전자의 흐름에 의하여 열이 전도되기 때문에 큰 전기전도도를 함께 갖는 것일 일반적이다, 그러나, 다이아몬드는 빠른 phonon의 이동에 의하여 열전도가 이루어지므로 전기적으로 절연 특성을 갖으면서도 큰 열전도가 가능하다. 단결정 다이아몬드는 고방열 절연체로서 이상적인 물질 특성을 보여준다. 전기절연성을 갖는 열전도층으로 다이아몬드를 이용하기 위해서는 저가로 제조가 용이한 화학기상증착법을 이용하여야 한다. 화학기상증착법으로 제조된 다결정 다이아몬드 박막의 열전도도는 약 21W/cm.K로 여전히 매우 높은 값을 갖는 것으로 알려져 있지만, 비저항 값은 인위적으로 도핑을 전혀 하지 않은 상태에서도 106$\Omega$.cm 정도의 낮은 값을 갖는다. 전혀 도핑을 하지 않았음에도 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여 주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기전도성의 원인을 규명하는데 집중되고 있다. 아직 명확한 전도 기구는 제안되고 있지 못하지만 전도성의 원인은 수소와 관련이 있고 전도는 표면을 통하여 이루어진다는 것이다. 산(acid)을 이용하여 다결정 다이아몬드 박막을 세척하면 전기 전도성이 사라지고 높은 저항값을 갖는 박막을 얻게 되는데 박막을 세척하는 공정은 박막의 표면만을 변호시키므로 표면에 있던 전기전도층이 용액 처리를 통하여 제거되므로 전도성이 사라진다고 생각하는 것이다. 그러나, 본 연구에서는 두께가 두꺼울수록 저항값이 증가하는 것이 관찰되었고 기존의 측정방식인 수평적인 저항 측정법에 대하여 수직적 방향으로 저항을 측정하면 저항값이 1/2 정도 작게 측정되었다. 다결정 다이아몬드에서 표면을 통하여 전류가 흐른다면 박막의 두께에 따른 변화가 나타나지 않아야 하고 수직적인 전류 측정법이 오히려 더 큰 저항을 보여주어야 한다. 기존의 표면 전도 모델로는 설명되지 못하는 현상들이 관찰되었고 정확한 전기 전도 경로를 확인하기 위하여 전해 도금법으로 금속들이 석출되는 모습을 관찰하였다. 이 방법을 통하여 다결정 다이아몬드에서 전류는 결정입계를 통하여 전도됨을 알 수 있었다. 온도에 따른 다결정 다이아몬드의 전기전도도 변화를 관찰하였고 이로부터 활성화 에너지 값을 구할 수 있었다. 다결정 다이아몬드의 전도도는 온도에 따라서 0.049eV와 0.979eV의 두 개의 활성화 에너지를 갖는 구간으로 나뉘어졌다. 이로부터 다결정 다이아몬드에는 활성화 에너지 값이 다른 두 종류의 defect level이 형성되는 것으로 추정할 수 있고 이 낮은 defect level에 의하여 전도성을 갖는 것으로 생각된다.
초정밀 박막저항을 제조하기 위하여, 3원계 5lwt%Ni-4lwt%Cr-8wt%Si 합금 타겟(Target)을 가지고 DC/RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 박막 저항을 제조하였고. 낮은 저항온도계수(TCR)를 가지는 박막을 만들기 위해 스퍼터링 제조공정의 변화에 따른 박막의 미세구조와 전기적인 특성을 조사하였다. 스퍼터링 제조공정 변수로써 스퍼터링 Power를 변화시켰고. 제조된 박막은 공기 중에서 400[$^{\circ}C$]까지 열처리하였다. 반응압력을 감소시킴에 따라 TCR값은 감소하였고, 기판온도 및 열처리 온도의 증가에 따라 TCR값도 증가하였다. 또한. 저항온도계수값은 DC와 RF의 변화에 따라 +52, -25(ppm/$^{\circ}C$)의 TCR값을 나타냈다 이와 같은 결과로부터 제조공정을 변화시킴에 따라 면저항 및 저항 온도계수의 제어가 가능함을 알 수 있었다.
건축물의 기초를 구조체접지 및 대용접지극으로 활용하기 위한 기초실험으로 모형블록의 저항률 특성에 관해 검토하였다. 콘크리트와 몰탈의 모형블록을 제작 후 상온과 함수 상태에서 저항률을 측정하였으며, 저항률을 저감시키기 위해 접지저항 저감제를 혼합한 블록을 제작 하여 비교 하였다. 블록의 저항 값은 블록 저항률에 의해 가장 많은 영향을 받으며, 블록 저항률이 동일하거나 유사한 값일 때 대지저항률 값의 차이만큼 접지저항 값의 차이가 발생하였다.
금속과 금속이 접합할 때 발생하는 고유 저항값은 접촉소재의 종류, 접촉면의 상태, 접촉조건(하중, 온도, 정적 또는 동적인 접촉 등), 주변환경에 따라서 변한다. 소재가 접촉할 때 발생되는 저항값의 변화특성을 적극적으로 이용한 것이 전기 저항법(Electrical Contact Resistance Method)이다. 접촉 저항법의 특징은 접촉시 발생되는 저항값이 미세하게 변화한다 할지라도 모두 계측이 가능하다는 점이다. 그동안의 연구는 ㅈ로 단일 접촉점(Single Contact Spots) 위주의 단편적인 실험적 연구를 통하여 접촉 저항법에 대한 신뢰도 확보에 노력하였으나, 최근에는 접촉점이 인접한 다른 접촉부위에 미치는 영향, 즉 다수 접촉점군(Multiple Contact Spots and Clusters)의 거동해석에 더욱 큰 연구 비중을 두고 있다. 접촉점군 상호간의 영향에 관한 연구가 많이 진행되기는 하였지만 해석모델의 적절성 여부가 실험적 데이타를 통하여 확인이 아직 안되었기 때문에 기존의 접촉저항 추정식을 직접 사용하기가 어려웠으나 최근에 볼군-원판 모델에 대한 접촉점과 다수의 접촉점군 상호간에 발생될 수 있는 접촉저항 특성을 실험적으로 해석하여 보다 정확한 해석모델이 제시되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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