본 연구에서는 진단연구회에서 게획중인 유입식변압기의 감시진단기술에 관한 로드맵을 설명하고 있다. 유입식변압기의 용량 및 절연기술의 변천과 최근의 절연유 및 고체절연물, 변압기설계기술 연구동향에 대하여 설명하였다. 또한 변압기의 열화기구 및 현재의 감시진단 기술분석을 통한 기술로드맵을 작성하였다. 기술로드맵에서는 유입식변압기의 고장을 신뢰성 있고 효율적으로 수행할 수 있는 센싱기술, 신호처리기술, 데이터분석기술, 장치개발기술 등을 기술하였다.
안정적인 전력공급을 위해 전력설비 진단이 중요시 되고 있고 이를 위해 변전기기인 변압기의 초기고장 검출을 통한 예방진단 기술을 필요로 하고 있다. 변압기 예방진단 기술 중에서도 유중가스진단은 가장 오래되고 신뢰성이 입증된 기술이다. 기존의 유중가스진단법들은 가스비분석법을 이용하고 있는데 대상 가스들이 절연유에의 열화에 의해 발생하는 가스들이고 주위 운전환경에 대한 고려가 부족하여 진단이 불가능하거나 진단오류가 발생한다. 본 연구에서는 절연유뿐만 아니라 고체절연물에 대한 열화를 고려하기 위하여 변압기 내부 결함 모의 시험 쳄버를 제작하고 시험 결과를 바탕으로 진단 알고리즘을 개발하고자 한다.
현장에서 많이 사용되고 있는 GIS에 결함이 발생하면 치명적인 사고로 진전될 수가 있다. 본 논문은 모의 GIS내 도전성 파티클 존재시 발생되는 부분방전 신호를 절연 진단 방법중 하나인 UHF법을 이용해 부분방전시 방사되는 방사전자파의 스펙트럼을 분석해 부분방전 진전과정을 판단하였다. 이러한 연구는 현장 GIS 및 $SF_6$ 가스절연 전력설비의 전기적 신뢰성 확보를 위해 UHF 법을 이용한 절연진단 시스템 개발에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.
현재 가스절연개폐장치 예방진단에 가장 광범위하게 적용되는 것이 UHF 부분방전 진단법이다. 부분방전시 방사되는 전자파 에너지를 Sensor가 수신하여 전압위상도에 신호강도를 표시하고 전자파 도달시간을 이용하여 결함위치를 쉽게 파악할 수 있는 장점이 있는 반면 Noise 간섭에 취약하여 부분방전 진단결과의 신뢰성이 확보되지 못하는 문제점이 있어 본 연구에서는 가스절연개폐장치의 부분방전 진단시 Noise의 영향과 차폐개선을 통한 부분방전 측정의 새로운 해법을 제시하고자 한다.
몰드변압기는 유입변압기와 달리 구조적으로 복잡하고 밀폐된 구조로 되어 있어서 사용기간 동안 고신뢰성을 확보하기 위해서 예방진단기술이 필요하다. 그러나 공장이나 빌딩 현장에서 몰드변압기의 열화상태 관리하는 방법은 온도관리, 소음진동관리 등의 수준으로 활선상태에서 사고를 예측하기에는 많은 한계가 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 몰드변압기의 부분방전 측정을 중심으로 활선상태에서 열화 진단기술이 중요하다. 특히, 몰드변압기의 절연열화 진단을 위해서 상호보완적인 측정방법이 필요하고, 몰드변압기의 절연상태의 유무를 판정할 수 있는 분석방법을 개발하고자 하였다.
본 논문은 지중송전 케이블 접속함의 이종 절연물에 대한 계면압력 측정에 대하여 기술하였다. 일반적으로 지중 송전케이블의 접속함의 경우, 운전 및 외부조건에 따라 절연물간의 계면압력은 변화하게 되고, 특히 저온에서 계면의 절연성능이 저하되면 고장발생 가능성이 높아진다. 이러한 계면압력 변화 경향을 파악하기 위하여 본 논문에서는 유압 시험을 통해 접속함 조립 시의 초기 계면압력을 측정하였고 그 결과를 기술하였다. 또한 응력 시뮬레이션과 유압 측정값을 비교하여 이론 및 실측값에 대한 신뢰성을 확보하였다.
최근의 정보 통신 기기들은 정보 통신 서비스에 대한 요구에 따라 다기능, 고속 및 대용량화로 비약적인 발전을 하고 있으며 휴대 통신 단말기의 경우 이용자의 편리를 위하여 소형화 및 경박 단소화를 지향하고 있다. 따라서 부품에 대한 요구 사항도 이들 추세에 따라 소형화, 다기능화 및 고신뢰화를 요구하고 있다. 따라서, 하나의 소자로 복합적인 기능을 갖는 다기능성 소자의 개발이 바람직하다. $SrTiO_3$를 모체로 하는 세라믹 유전체는 반도체화 세라믹의 결정입계에 산화물로 절연층을 형성하여 하나의 소자로 Capacitor 와 Varistor 기능을 동시에 갖는 다기능 소자용 소재로 이용되고 있다.
본 실험에서는 $SrTiO_3$조성비 및 입계절연화제의 확산 온도에 따라 이들이 전기전도 특성에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.
제조공정상에서 발생하는 공정 변수에 의한 제품의 수준별 제품에 대하여 인가 전압별 절연저항 측정 및 내전압 측정 결과 내전압이 낮은 제품군에서 절연저항이 낮게 나타났으며 산포도 크게 나타남을 확인 할 수 있었다. PCT 시험 후의 유전 특성은 경우 용량의 변화율은 상승한 반면 제품군에 따른 용량 변화율의 크기는 작은 반면에 유전손실의 경우 PCT 실험후 변화율이 크게 나왔으며 이와같은 결과는 신뢰성 측면에서 취약할 수 있음을 보여주고 있다.
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.
반합성지 절연 전력케이블 시스템은 유전체 손실을 줄이고 절연두께 저감할 수 있으며 경제성면에서도 유리하다는 장점 때문에 많은 사용검토가 이루어져 왔다. 본 논문은 최근 LS전선이 국내 최초로 개발한 400kV급 초고압 반합성지 전력케이블의 반합성지 설계, 케이블 및 접속함 개발, 그리고 인증 Type Test 및 장시간 실증시험등 주요 개발과정을 기술하였다. OF 전력케이블의 오랜 경험과 다양한 연구결과를 바탕으로 반합성지 전력케이블 시스템을 단기 내에 개발하여 전력 케이블 및 접속함에 대하여 국제공인기관인 KEMA로부터 IEC 60141-1에 따른 인증서를 획득하였고, 장시간 실증시험에 성공적으로 완료함으로써 반합성지 절연 전력케이블 시스템 전체의 신뢰성을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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