• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.6
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• pp.583-589
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• 2011

The dielectric breakdown of bone-like materials subject to purely electric fields is investigated. In general, these materials consist of some layers with stronger dielectric strength and others with weaker dielectric strength in a parallel staggered pattern. The growth of the conductive channel is impeded during penetration of the weaker layer in the bone-like material because the electric-field concentration is relieved. The electric-field distribution around the head of the tubular channel is obtained from finite element analysis. The dielectric strength of the bone-like material is evaluated using the J integral, and some parameters affecting the dielectric strength are determined. It is shown that the J-integral values are reduced with an increase in the breakdown area in the weaker layer. It is also found that the ratio of the permittivity of the weaker layer to that of the stronger layer can strongly affect the dielectric breakdown.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.1 no.1
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• pp.78-85
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• 1988

본 논문에서는 SiH$_{4}$-N$^{2}$ 혼합가스에 의한 PECVD 방법으로 퇴적시킨 실리콘 질화막의 신뢰성을 평가하기 위해 절연파괴 분포와 TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)특성을 고찰하였다. MNS 캐패시터의 절연파괴 분포는 7-8NV/cm의 전계세기에서 그 파괴전계가 집중되었으며 전계와 온도 stress에 의해 파괴시간이 지수함수적으로 감소함을 알 수 있었다. 아울러 이러한 TDDB 특성과 계면준위 밀도 및 SiN 막내의 공간전하형성과의 관련성을 고찰하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.1
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• pp.69-74
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• 2018

With the increasing development of industrial society and the availability of high quality electrical energy, the simplification of operation and maintenance procedures is required, in order to ensure the reliability and safety of electrical systems. In this paper, the dielectric breakdown characteristics of $N_2-O_2$ mixed gas solid insulation, which is used as an alternative to SF6 in various electric power facilities, are verified. When the gas mixture has a composition ratio similar to that of the atmosphere, the dielectric breakdown characteristics are relatively stabilized. It was confirmed that the breakdown voltage of the gas in the electrode near an equal electric field increased with increasing pressure according to Paschen's rule. The breakdown voltage of the surface increased linearly with increasing pressure, and the difference was caused by the mixing ratio of $O_2$ gas. This change in the surface insulation breakdown voltage was caused by the influence of the electrically negative $O_2$ gas and the intermolecular collision distance. In this study, the influence of the intermolecular impact distance was larger (than that in the absence of the electrically negative $O_2$ gas). The breakdown voltage relation applicable to Teflon according to the surface insulation characteristics was calculated. The characteristics of the surface insulation properties of Teflon, which is used as a solid insulation material, were derived as a function of pressure. It is thought that these results can be used as the basic data for the insulation design of electric power facilities.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2250-2252
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• 2005

본 논문은 HVDC용 크라프트 절연지의 기본 전기적 특성평가를 목적으로 온도별 역률의 변화, 절연저항 및 임펄스 절연파괴강도 등을 측정한 결과이다. 온도에 따른 크라프트 절연지의 역률은 $50{\sim}70^{\circ}C$에서 최소 값을 나타내었으며, 밀도가 낮은 시료일수록 낮은 역률을 나타내었다. 하지만, 임펄스 절연파괴 강도는 밀도가 낮을수록 저하되는 특성을 나타내어 적절한 밀도의 선정이 필요하다는 사실을 알았다. 또한, 온도 및 인가 전계에 따른 절연저항을 측정하여 크라프트 절연지의 온도상수 및 전계상수를 측정한 결과, 온도상수 ${\alpha}$는 $0.09{\sim}0.1^{\circ}C^{-1}$, 전계상수는 약 1.5을 얻었다. 이는 HVDC용 케이블의 설계 시 절연체의 전계분포 및 두께 산정에 기본적인 데이터를 제공할 수 있다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.6 no.1
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• pp.50-54
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• 1993

각종 monomer를 공중합시킨 PE의 고전계 전기전도와 X선 유기 TSC(X-ray induced thermally stimulated current)를 측정하고 공중합 monomer의 영향에 대하여 검토하였다. 할로겐을 함유한 공중합 PE에서 고전계 전기전도가 억제되는 것을 관찰하였다. 또 할로겐을 함유하는 monomer를 공중합시킨 PE의 X선 유기 TSC에서는 공중합에 의한 전자 trap은 약 0.4eV정도로 평가된다. 이들 시료에서 절연 파괴 강도가 상승한 것은 전자 트랩이 전자의 전계가속을 억제하여 고전계 전기전도를 억제시키고 절연파괴강도를 향상 시킨 것으로 추측된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.4
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• pp.398-403
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• 1999

Studies on the electrical treeing deterioration and dielectric breakdown phenomena in the polymeric insulator of polyethylene and epoxy resin were carried out. Block type samples with needle-plane electrode geometry were electrically stressed and the tree pattern from the needle tip was observed. In LDPE the density of electrical tree was very high and its pattern was bush type. For the case of XLPE, branched tree was observed. As temperature and SN content increased, the dielectric breakdown voltage decreased and the treeing phenomena became more complicated. Fan type cracks were observed around the conducting tree path in the brittle DGEBA/MDA system.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1184-1184
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• 2015

현재 XLPE 절연 케이블의 상시 운전 온도는 $90^{\circ}C$나 개발된 고내열성 절연재료의 상시운전온도는 $110^{\circ}C$로 향상되었다. 개발된 고내열성 절연재료는 XLPE 절연 케이블의 상시 운전온도($90^{\circ}C$)와 비상시운전온도($110^{\circ}C$), 고내열성 절연재료의 상시운전온도($110{\circ}C$), 비상시 운전온도($130{\circ}C$)을 바탕으로 하여 열 열화 온도와 기간이 설정되었다. 열 열화는 자연순환 건조기에서 설정된 온도와 기간 동안 수행되었고, 열 열화된 고내열성 절연재료는 Mckewon전극을 이용하여 AC파괴 시험이 진행 되었다. 파괴시험데이터는 와이블 분포함수를 이용하여 통계적으로 분석되었다.

• 전기의세계
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• v.25 no.6
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• pp.31-35
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• 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
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• 2003.07c
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• pp.1722-1725
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• 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.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.5 no.4
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• pp.421-429
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• 1992

본 연구에서는 (Sr.Pb)TiO$_{3}$계 세라믹을 고압용 세라믹 캐패시터로 응용하기 위하여 일반적인 세라믹 소성법으로 제작하였으며 Bi$_{2}$O$_{3}$. 3TiO$_{2}$의 첨가량에 따른 전기전도 및 DC 절연파괴 특성을 조사하였다. 전도전류는 측정온도의 상승과 Bi$_{2}$O$_{3}$.3TiO$_{2}$의 첨가량이 증가함에 따라 상승하였다. 실온에서 전도전류는 전계에 따라 3영역으로 나누어졌다. 전계 15[kV/cm]이하의 영역에서는 오음의 법칙이 성립하는 이온전도가 나타났으며 전계 15[kV/cm]~40[kV/cm]인 영역에서는 전계에 강요된 강유전성 분극의 반전게에 기인하여 전류의 포화현상이 나타났다. 전계 40[kV/cm] 이상의 영역에서는 공간전하제한전류에 관련된 차일드법칙이 성립하였다. DC 절연파괴 강도는 측정온도의 상승과 Bi$_{2}$O$_{3}$.3TiO$_{2}$의 첨가량이 증가함에 따라 감소하였다. 온도 100[.deg.C] 이하에서는 전자적파괴가 일어났으며 100[.deg.C] 이상에서는 주울열과 유전손실에 의한 열적파괴가 나타났다.