• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.190-195
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• 2009

본 논문은 모의된 시공불량에 따른 결점을 가진 배전급 종단부의 전기적인 사고에 대하여 실험적으로 조사한 것을 나타낸다. 실험에 조립형과 열수축형인 두 개의 종단재를 사용하였다. 우리는 시공불량에 따른 모의 결점을 가진 케이블 종단부를 제작하여 교류 및 임펄스 내전압 시험과 같은 절연 특성을 고찰하였다. 두께 감소나 하우징의 스트레스콘과 반도전층 사이의 틈과 같은 결점의 영향에 대하여 연구하였다. 절연체의 두께 감소 시 교류 절연파괴 강도는 급격히 감소하였고 이 절연체의 절연파괴 흔적은 타원형으로 나타났다. 스트레스콘과 반도전출 사이의 틈은 절연내력에 매우 나쁜 영향을 주었다. 열수축형에서, 교류 절연파괴 전압은 가열 시간이 짧을 때 낮아졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.73-73
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• 2000

안티퓨즈 소자는 프로그램 가능한 절연층의 상하 각각에 금속층이나 다결정 실리콘 등의 전도 가능한 전극으로 구성된다. 프로그램은 상하 전극간에 임계전압을 가했을 때 일어나게 되며 이때 절연층이 파괴되므로 비가역적이어서 재사용은 불가능하게 된다. 안티퓨즈 소자는 이러한 프로그램 특성으로 인하여 메모리 소자를 이용한 스위치 보다 속도나 집적도 면에서 우수하다. FPGAsdp 사용되는 안티퓨즈 소자는 집적도의 향상과 적정 절열파괴전압 구현을 위해 절연막의 두께를 감소시키는 것이 바람직하다. 그러나 두께나 감소될 경우 바닥전극의 hillock에 큰 영향을 받게 되며, 그로 인해 절연막의 두께를 감소시키는 것는 한계가 있는 것으로 보고되어 있다. 본 논문에서는 낮은 구동 전압에서 동작하고 안정된 on/pff 상태를 갖는 Al/TiO2-SiO2/Mo 형태의 안티퓨즈 소자를 제안하였다. 만들어진 antifuse cell은 0.6cm2 크기로 약 300개의 샘플을 제작하여 측정하였다. 비저항이 6-9 $\Omega$-cm인 P형의 실리콘 웨이퍼에 RF 마그네트론 스퍼터링(RF magnetron sputtering) 방법으로 하부전극인 Mo를 3000 증착하였다. SiO2는 안티퓨즈에서 완충막의 역할을 하며 구조적으로 antifuse cell을 완전히 감싸고 있는 형태로 제작되었다. 완충막 구조를 만들기 dln해 일반적인 포토리소그라피(Photo-lithography)작업을 거처 형성하였다. 형성된 hole의 크기는 5$mu extrm{m}$$\times$5$\mu\textrm{m}$ 이었다. 완충막이 형성된 기판위에 안티퓨즈 절연체인 SiO2를 PECVD 방식으로 100 증착하였다. 그 후 이중 절연막을 형성시키기 위해 LPCVD를 이용하여 TiO2를 150 증착시켰다. 상부 전극은 thermal evaporation 방식으로 Al을 250nm 증착하여Tejk. 하부전극으로 사용된 Mo 금속은 표면상태가 부드럽고 녹는점이 높은 매우 안정된 금속으로, 표면위에 제조된 SiO2의 특성을 매우 안정되게 유지시켰다. 제안된 안티푸즈는 이중절연막을 증착함으로서 전체적인 절연막의 두께를 증가시켜 바닥전극의 hillock의 영향을 적게 받아 안정성을 유지할 수 있도록 하였다. 또한, 두 절연막 사이의 계면 반응에 의해 SiO2 막을 약화시켜 절연막의 두께가 두꺼워졌음에도 기존의 SiO2 절연막의 절연 파괴 전압 및 누설 전류오 비교되는 특성을 가졌다. 이중막을 구성하고 있는 안티퓨즈의 ON-저항이 단일막과 비교해 비슷한 것을 볼 수 잇는데, 그 이유는 TiO2에 포함된 Ti가 필라멘트에 포함되어 있어 필라멘트의 저항을 감소시켰기 때문으로 사료된다. 결국 이중막을 구성시 ON-저항 증가에 의한 속도 저하 요인은 없다고 할 수 있다. 5V의 절연파괴 시간을 측정한느 TDDB 테스트 결과 1.1$\times$103 year로 기대수치인 수십 년보다 높아 제안된 안티퓨즈의 신뢰성을 확보 할 수 있었다. 제안된 안티퓨즈의 이중 절연막의 두께는 250 이고 프로그래밍 전압은 9.0V이고, 약 65$\Omega$의 on 저항을 얻을수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.20-27
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• 2001

본 연구에서는 평등 및 불평등 전계하에서 58.8~137.3[kPa]의 가스 압력변화에 따른 순수 Ar 및 $N_2$가스의 교류절연파괴 특성을 조사하였다. 그리고 가스 압력 변화에 따른 Ar/$N_2$ 혼합 가스의 교류절연파괴 특성과 비교하였다. 실험 결과를 요약하면, 평등 및 불평등 전계하에서 순수 $N_2$가스의 압력 변화에 따른 교류절연파괴 특성은 순수 Ar 가스에 비해 약 4.8배 1.1배 증가된 것으로 나타났으며, 압력이 증가됨에 따라 교류절연파괴전압은 증가되었다. Ar/$N_2$혼합 가스의 절연파괴전압은 순수 $N_2$가스의 혼합비가 적을수록 감소되었으며, 혼합 가스 압력이 101.3[kPa]일 때, 순수 Ar 가스에 비해 Ar 가스 혼합 비율이 각각 85[%] 및 70[%] 인 경우, 교류절연파괴전압은 평등 전계하에서는 약 1.5 및 2.1배 증가되었으며, 불평등 전계하에서는 약 1.1 및 1.3배 증가되었다. 또한 불평등 전계하에서 Ar(70%)$N_2$(30%) 혼합 가스의 코로나개시전압은 순수 Ar 가스에 비해 약 1.5배 증가되었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.128-133
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• 2008

이 논문은 반구형 수조에 설치되어 있는 침전극과 구형전극에 표준뇌임펄스전압을 인가하였을 때 나타나는 수중 방전현상과 절연파괴특성을 나타낸다. 이 논문의 목적은 뇌서지에 대한 과도접지임피던스와 관련된 기본적인 특성을 파악하는데 있다. 인가전압의 극성과 물의 저항률에 따른 방전광을 촬영하였고 절연파괴전압의 의존성을 측정하였다. 침전극과 구형전극의 끝단에서 스트리머코로나가 발생하였고 접지된 수조를 향하여 단계적으로 진전하였다. 저항률에 따른 절연파괴전압은 V자 형태를 나타내며, 구형전극의 절연파괴전압-시간곡선이침전극보다 높게 나타났다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.205-206
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• 2015

케이블 및 버스바는 전원을 공급하는 부대 장치로 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 대부분의 경우 일정 주기로 점검 및 교체 등의 유지 보수를 진행하나 ITER IVC 버스바 및 지중케이블 등의 특수한 경우에서는 접근성 및 작업성의 이유로 유지 보수를 진행 할 수 없다. 이러한 경우, 절연물 내부에 전기 트리가 발생했을 때에는 대책이 없다. 전기 트리는 부분적인 고전계에 의한 진성파괴, 전하의 주입 또는 추출에 의한 파괴 및 전기-기계적 응력(맥스웰 응력)에 의한 파괴, 미소 부분 방전에 의한 파괴의 가장 큰 고장요인이 되는 현상이며, 다양한 사고 사례가 알려져 있다. 본 연구에서는 유한요소해석법을 이용하여 전기 트리를 가지는 사각 버스바에 대한 전계해석을 진행하였고, 전기 트리를 방지 할 수 있는 사각 버스바의 절연 설계에 대한 방안을 제시한다. 이 설계 방안은 향후 전기 트리를 고려한 사각 버스바의 절연 설계 기초 데이터로 활용 될 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.371-372
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• 2008

본 논문은 새롭게 초음파 분산기법을 이용하여 제조된 나노콤포지트 와 원형에폭시 수지에 대한 전기적 특성인 트리현상의 여러특성을 연구하였다. 나노필러인 Layered Silicate Particles가 에폭시수지 중에 Power Ultrasonic으로 분산된 나노콤포지트를 제조하였다. 충진된 혼합물에서 나노입자의 영향을 조사하기위해 열적, 구조적 특성을 연구하였고, 장시간 절연파괴 특성을 조사하기위해 침대평판 전극으로 원형에폭시수지와 나노콤포지트와 비교 측정하였다. 연구는 에폭시원형수지에 대한 인가전압레벌(교류 10, 15, 20kV)의 변화와 온도변화에 대한 (30,90,$130^{\circ}C$)의 트리특성을 연구하였다. 모든 전압레벨에서는 일정전압까지 1kV/s 로 승압 후 일정하게 인가되었고, 파괴에 이를 때까지 측정한 결과 10kV, 15Kv, 20KV의 경우 1042,75,488분후에 파괴에 이르렀다. 그러나 트리진행속도는 인가전압이 높을수록 빠르게 진행하였다. 온도 변화에 대한 트리특성으로서 15kV인가 후 파괴에 이르는 시간은 30,90,$130^{\circ}C$의 경우 75.3, 970, 226분으로 $90^{\circ}C$의 경우 절연성능이 가장 우수하였고, 트리진전속도는 $30^{\circ}C,130^{\circ}C,90^{\circ}C$ 순으로 나타났다. 이는 트리진전으로 파괴에 이르는 시간과 속도는 트리형태에 지배적으로 영향을 맡고 있음을 알 수 있었다. 또한 나노콤포지트 트리의 경우 15kV인가시 10902에 파괴에 이르렀고, 트리진전속도는 0.000729mm/min으로 원형에 비하여 53.36배의 트리진전시간이 느리고, 파괴시간은 145배 오래 견디는 절연내력을 측정할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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• pp.724-728
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• 2001

본 연구에서는 에폭시 수지를 시료로 선정, 5 종의 배합비로 제작한 시편에 대해 절연 파괴 실험을 하여 얻어진 데이터를 수명 평가나 파괴 통계에서 주로 활용하는 와이블 분포식을 이용, 임의의 허용 파괴 확률에서의 허용인가 전계값을 추정, 안전성을 판단하기 위해 경년 열화데이터의 통계 처리 방법을 제안하였다. 그 결과, 경화제 비율이 증가하면 에폭시 경화물의 에스터화로 인해 가교 밀도가 증가함으로써 저온에서의 파괴 강도가 높아졌으며, 유리 전이 온도(Tg) 영역인 11$0^{\circ}C$ 부근에서는 분자 운동이 활발해짐으로써 급격히 파괴 강도가 저하하였다. 또한, 충진제를 첨가한 경우 접합 계면에 전자가 가속되어 전반적인 파괴 강도는 무충진에 비해 낮게 나타났으며, 실란 처리를 한 경우에는 계면 접합 상태가 개선되어 충진제만을 첨가한 시료보다 좋은 절연성을 나타냈다. 와이블 분포의 분석으로 부터 기기 절연의 허용 파괴 확률을 0.1 % 이하로 낮추기 위해서는 허용인가 전계값이 21.5 ㎹/cm 이하가 되어야함을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 기술교육위원회 창립총회 및 학술대회 의료기기전시회
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• pp.60-66
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• 2001

절연체 내부의 보이드로 인하여 부분방전이 발생하면 국부파괴와 완전절연파괴의 원인이 된다. 부분방전으로 생기는 트리잉은 절연재료를 열화 시키고 절연 수명을 단축시키는 중요한 원인이 되므로 절연파괴를 미연에 하여 절연재료 수명을 예측할 수 있는 방법에 대한 연구는 매우 중요하다. 이러한 관점에서 본 연구는 부분방전 및 음향방출 시스템을 이용한 컴퓨터 시스템을 개발하여 각 시스템의 장점을 이용함으로써 열화진단을 실시하였다. 부분방전 시스템의 장점은 음향에 비하여 검출 신호가 양호하고, 고전압 절연 장치의 신뢰성을 평가하기에 적합하다. 또한 음향방출 시스템의 장점은 전자기의 영향을 받지 않고, 열화 과정을 실시간으로 관찰할 수 있다는 것이다. 이 두 가지의 장점을 복합적으로 이용하면 절연재료 내부에서 발생하는 트리의 위치와 부분방전을 효과적으로 할 수 있다. 열화분석 방법으로 먼저 부분방전 펄스와 음향방출 펄스를 희귀분석하여 T검정에 의한 상관계수와 결정계수를 구하여 비교해본 결과 부분방전과 음향방출 펄스는 대체적으로 비슷한 형태를 보였다. 이것은 Yoshimura와 Fujita의 연구 결과와 일치하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.39-45
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• 1999

부분방전 및 음향방출측정시스템을 이용한 컴퓨터 시스템을 개발하여 이용함으로써 열화진진을 실시하였다. 부분방전 시스템의 절연체 내부의 보이드로 인하여 부분방전이 발생하면 국부파괴와 완전절연파괴의 원인이 된다. 부분방전으로 생기는 트리잉은 절연재료를 열화 시키고 절연 수명을 단축시키는 중요한 원인이 되므로 절연파괴를 미연에 방지하여 절연재료 수명을 예측할 수 있는 방법에 대한 연구는 매우 중요하다. 이러한 관점에서 본 연구는 부분방전 및 음향방출 장점은 음향에 비하여 검출 신호가 양호하고, 고전압 절연장치의 신뢰성을 평가하기에 적합하다. 또한 음향방출 시스템의 장점은 전자기의 영향을 받지 않고, 열화 과정을 실시간으로 관찰할 수 있다는 것이다. 이 두 가지의 장점을 복합적으로 이용하면 절연재료 내부에서 발생하는 트리의 위치와 부분방전을 효과적으로 할 수 있다. 열화 분석 방법으로 먼저 전기적 펄스와 음향방출 펄스를 회귀분석하여 T검정에 의한 상관계수와 결정계수를 비교해본 결과 부분방전과 음향방출 펄스는 대체적으로 비슷한 형태를 보였다. 이것은 Yoshimura와 Fujital[1, 2]의 연구 결과와 경향이 유사하였다.