• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.66-66
• /
• 2010

$SnO_2$ 나노선은 n-type 반도체 특성을 띄며 트랜지스터, 가스 센서, pH 센서 등 여러 분야에 걸쳐 다양하게 사용되고 있다. $SnO_2$ 나노선은 그 자체만으로 시계방향의 전기적 히스테리시스를 보이며 이것은 나노선 표면에 흡착된 물이나 산소가 발생시키는 전자 갇힘 현상이 가장 큰 원인으로 작용한다. 특히 고분자를 게이트 절연막으로 사용할 경우 게이트 절연막의 전기적 히스테리시스가 소자 특성에 영향을 미치게 되며, 고분자 절연막의 히스테리시스는 $SnO_2$ 나노선의 히스테리시스와 반대인 반시계 방향의 특성을 보인다. 고분자 내에서 발생하는 히스테리시스는 고분자 사이에 흡착된 물 분자나 고분자의 높은 극성을 가지는 작용기 등이 원인으로 작용한다. 전기적 히스테리시스는 FET소자를 구동하는데 있어 부적절한 특성으로, 이것의 원인을 이해하는 것은 중요하며 히스테리시스의 방향과 크기를 조절할 수 있는 기술 또한 중요하다. 본 연구에서는 폴리이미드(PMDA-ODA)를 게이트 절연막으로 사용하여 플렉시블 기판을 만들고 그 위에 $SnO_2$ 나노선을 슬라이딩 전이 방식으로 정렬하여 플렉시블 FET를 제작하였다. 제작된 소자는 $0.7cm\;{\times}\;0.7cm$ 넓이 안에 300개의 FET가 존재하며 SEM 이미지를 통해 넓이 $50{\mu}m$, 길이 $5{\mu}m$의 FET채널에 약 150개의 나노선이 연결되어 있는 것을 확인했다. 이 소자의 히스테리시스는 폴리이미드의 교차결합 정도에 따라, 그리고 폴리이미드 절연막을 제작할 때의 습도에 따라 변하게 된다. 교차결합이 많아지고 습도가 낮아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 흡착되는 물분자가 줄어들게 되고 절연막의 히스테리시스가 사라지며 시계방향의 나노선 히스테리시스가 지배적이 된다. 반대로 교차결합이 줄어들고 습도가 높아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 물분자가 늘어 나면서 시계반대방향의 폴리이미드 히스테리시스가 FET의 전기적 특성에서 눈에 띄게 나타난다. 이 실험을 통해 고분자 절연막을 사용한 $SnO_2$ 나노선 FET의 전기적 히스테리시스를 조절할 수 있었으며, 소자의 히스테리시스를 없앨 수 있는 가능성에 대해서 논하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2005.07c
• /
• 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.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2003.07c
• /
• pp.1722-1725
• /
• 2003

절연물에 가해지는 열화 중에서 열 사이클(Thermal cycle) 열화를 모사하기 위하여, 대형 터빈 발전기 수냉각 고정자 권선용 바를 대상으로 IEEE Std 1310 규격에 따라 200 사이클의 열 사이클 열화 시험을 수행하였다. 바에 대한 절연 특성을 분석하기 위하여 시험 수행 전후의 Tan ${\delta}$ 및 Tip-up(%, ${\Delta}$ Tan ${\delta}$), 부분방전의 최대 방전량 등을 측정하였고 또한 바를 절단하여 절연물 내의 박리와 도체와 절연물 간의 분리 등을 점검하였다. 최종적으로는 절연파괴 시험을 수행하여 절연파괴 강도를 측정하였다. 시험 결과 초기 절연 특성상의 현저한 변화는 없었으며 양호한 특성을 보였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.196-197
• /
• 2007

송배전용 설비에 사용되는 옥외 절연물로는 porcelain이나 glass insulator가 주로 사용되어 왔지만 최근 신소재의 발달로 가볍고 절연성능이 우수한 폴리머애자(composite insulator)가 보편화되기 시작하였다. 고분자 소재를 이용한 대형절연물의 제조 기술이 성숙되어 가고 있고, 생산 원가 면에서도 porcelain보다 유리하여 이미 폴리머애자의 가격이 저렴해지고 있는 실정이다. 더욱이 국토가 좁아 송배전 설비의 시설환경이 좋지 않고(산악, 도서) 선진사회화 되면서 인건비 상승으로 인하여 취급이 용이하고 경량인 이들 폴리머애자의 장정이 부각되는 시점에 와 있다. 본 논문은 철탑에서 도체를 지지하고 있는 기존의 무거운 금속 암과 애자련 대신 전기적 특성과 내환경성이 우수한 암 절연물을 사용한 154kV급 철탑 설계 방법과 컴팩트화에 대한 방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.07a
• /
• pp.2047_2048
• /
• 2009

절연유중 용존가스분석에 의한 진단방법은 변압기 내부에 이상유무를 판단하는 좋은 방법이다. 이중에서 $CO_2$와 CO가스에 의한 열화진단도 가능하나, 이들 가스들은 운전 중인 변압기 내에서 절연지 속으로 매우 잘 흡수되어 진다고 알려져 있다. 절연지는 도체의 주위를 감싸고 있어서 변압기를 폐기할 때까지는 종이로 된 절연물의 상태를 분석하기가 어렵기 때문에 절연유중에 용해되어 있는 CO와 $CO_2$ 농도를 분석하여 절연지의 열화 정도를 판단하고 있지만, 절연유의 일반적인 열화에 의해서도 이들 가스가 발생하기 때문에 정확하게 판단하기가 어렵다. 따라서, 절연물의 열화정도를 파악하기 위해 절연유중의 퓨란화합물에 대한 최적 분석법을 도출하여 열화진단에 대한 정확도를 높이고자 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.10a
• /
• pp.153-154
• /
• 2008

변전기기의 주요 절연매질인 절연유 및 $SF_6$ 가스에서 절연불량으로 부분방전이 발생할때 방사되는 전자기파 특성을 측정, 분석 하였다. 부분방전 발생기구로 부유전극을 제작하여 실험하였으며 부분 방전에 의한 전자기파 신호의 특성을 분석한 결과 변압기 주 절연물인 절연유에서 발생하는 부분방전신호가 크고 높은 주파수의 신호가 발생하였고, 가스절연개폐장치 주 절연물인 $SF_6$ 가스에서 발생하는 부분방전신호도 비교적 높은 주파수 신호가 발생하였다. 본 분석결과는 변전소 주요 설비인 변압기 및 가스절연개폐장치에서 발생가능한 절연이상을 진단하기 위한 전자기파를 이용한 부분방전 분석기술 개발에 응용할 예정이다.

• 전기의세계
• /
• v.25 no.6
• /
• pp.31-35
• /
• 1976

절연저항유도율 및 손실 절연파괴강도등의 정확한 과학적인 이해없이는 절연재료의 비약적인 발전은 있을 수 없다. 고전적인 물리학에서는 불가능했던 이 이해가 양자역학에 의거한 근대물성론에 의해 가능해졌고 물질의 성질을 그 구성원자의 종류와 배열에서 이론적으로 도출할 수 있게 되었다. 금후, 전기재료의 사용개발에 관여하는 기술자는 반드시 이와 같은 새로운 원자이론적인 방법을 master하지 않으면 안된다. 앞으로의 이 해설이 절연물의 전기적 성질을 매개로서 다소나마 새로운 원자론적인 사색법의 보급에 유익하게 되면 하는 것이 필자가 바라는 의도인 것이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.04b
• /
• pp.214-216
• /
• 2008

회전기 고정자권선 절연물은 전기적, 기계적, 열적, 환경적 열화요인이 단독 또는 복합적으로 작용하여 열화된다. 본 논문에서는 실제 산업현장에서 운영중인 고전압 전동기의 운영환경을 조사하여 건조환경에서 운영중인 전동기와 다습환경에서 운영중인 전동기에 대하여 절연진단시험을 실시하고 각 시험에서 도출된 절연진단인자를 비교하여 환경적 열화요인이 우세한 운영환경에 따른 절연물의 특성변화를 분석하였다.

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.114-122
• /
• 1991

본 논문에서는 최근의 고온초전도체 재료의 개발에 주목하여 액체 질소의 절연파괴특성에 전극이 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 액체 질소의 극성효ㅗ가는 액체 헤리움과는 달리 전극간 거리에 따라 다르며 단 간격에서의 파괴정압은 평등전계가 가장 높고, 정침, 부침의 순서이며 장 간격에서는 역전한다. 그리고 conditioning효과, 불순물효과, 피복효과, 압력의존성 등의 실험으로 부터 액체 질소의 파괴기구는 정침에서는 정 스트리머, 부침에서는 기포파괴의 가능성이 높은 것으로 생각된다. 또한 극저온 절연 설계에서는 전극을 절연물로 피복하고 고순도 액체 질소보다는 불순물이 혼입된 액체 질소, 즉 상용 액체 질소를 냉각 및 절연재료로 사용하면 유리하다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.07a
• /
• pp.2085_2086
• /
• 2009

전력기술의 발전함에 따라 절연소재 또한 급속한 발전을 가져왔다. 특히, 오랫동안 사용해온 자기재 절연물에서 시공의 용이성, 경량성, 내오염성 등과 같은 장점을 가진 폴리머 절연물로 대체 되어 사용되어져 왔다. 폴리머 애자는 1980년대 말에 최초로 사용되기 시작 하여 2007년 한 해 동안 약 100만 여개의 폴리머 애자가 배전선로에 사용되고 있다. 이러한 폴리머 절연재료는 그 수명이 20년 이상으로 보고되어지는바, 그 수명이 종기가 다가와 폐기되는 폴리머 양이 점차적으로 증가할 것이다. 본 연구는 폴리머 애자의 열분해 특성연구에 이어 현재 배전선로에 쓰이고 있는 전선류를 포함한 폴리머 절연 폐기물의 열분해 특성에 관한 연구를 수행하였으며, 향후 폴리머 절연 폐기물을 경제적으로 처리하여 자원화하기 위한 기초 연구로 활용하고자 한다.