한류형 전력퓨즈는 계통의 단락사고로 고장 전류가 흐를 때 퓨즈내부에서 발생하는 저항에 의해 고장전류를 회로 고유의 단락전류보다 아주 적은 값으로 제한하고 최소 시간내에 차단하여 회로를 보호하므로 계통기기의 단락용량를 최소한으로 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 이러한 한류형 전력퓨즈의 단락전류 차단성능 평가를 위해 동작책무에 따른 차단성능을 규명하고자 단락발전기를 사용하여 단락전류차단시험을 실시하고 그 결과를 제시하였으며, 또한 차단과정에 따른 스트레스들이 단락시험 시 차단성능에 미치는 영향을 다루고 있다.
배선용 차단기(MCCB)는 신속한 고장전류 차단과 전원시스템의 안정성을 확보하기 위해 배선시스템에 폭넓게 사용되고 있다. 배선용 차단기(MCCB)는 과부하 및 단로 등의 이상 상태시 전류를 차단하는 기구로, 오작동 시에는 중대한 사고를 초래한다. 따라서 배선용 차단기에 대한 보호성능의 항상, 신뢰성의 향상의 시장요구에 부응하기 위해 본 논문에서는 소호부 형상에 따른 차단성능을 파악하고 이를 통하여 성능향상을 이루고자 3차원 유한요소 프로그램(MAX-WELL)을 이용한 자계해석을 통해 차단성능 평가를 하였다. 이를 통하여 배선용 차단기의 소호부 설계시 차단성능 검증과 제품의 소형화 및 고성능화를 이끌고자 한다.
바닥구조의 충격음 차단성능은 바닥의 구성요소에 의해 많은 영향을 받는데, 그중 목조 바닥구조의 경우 중량의 흡읍층과 바닥구조의 강성이 주요한 영향인자로 고려되어 왔다. 본 연구에서는 국내 시공된 목조 건축물에 대해서 현장 실험을 통해 바닥 구성요소가 충격음 차단성능에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 목조 바닥의 충격음 차단성능은 상대적으로 낮은 저주파수 대역에서의 음압레벨에 의해 전체적인 성능이 좌우되었으며, 흡읍층과 바닥구조의 강성 보강에 의해 저주파수 대역 음압레벨을 감소시켜 충격음 차단성능을 향상시킴을 알 수 있었다. 특히, 바닥난방을 위해 설치되는 시멘트 몰탈층과 같은 충격음 흡수층과 원래 경간의 중간 지점에 보를 설치하여 장선 경간을 줄여줌으로써 목조 바닥의 강성을 증가시킨 경우에 중량 충격음 차단성능이 크게 향상되었다.
상용 CFD(Computational Fluid Dynamics) 프로그램인 PHOENICS를 이용하여 245kV $SF_6$ 가스 차단기의 진상소전류 차단성능을 평가하였다. 소전류 차단시에는 아크가 발생 즉시 소호되므로 $SF_6$ 가스를 전리가 일어나지 않은 냉가스로 취급할 수 있다. 그러므로 PHOENICS를 이용하여 극간의 $SF_6$ 가스밀도 및 전계의 변화를 계산하였으며 이것으로부터 극간 $SF_6$ 가스의 절연내력(Dielectric Strength)을 계산하였다. 계산된 $SF_6$ 가스의 절연내력과 아크 소호 후 극간에 인가되는 회복전압(Recovery Voltage)을 비교하여 차단기의 진상소전류 차단성능을 평가하였다. 245kV 차단기에는 전계를 완화하기 위한 목적으로 차단부에 쉴드가 설치되어 있으며 이 쉴드에 의한 소전류차단성능의 변화를 해석하였다.
배선용 차단기(MCCB)는 신속한 고장전류 차단과 전원시스템의 안정성을 확보하기 위해 배선시스템에 폭넓게 사용되고 있다. 본 논문에서는 MCCB의 소호부 형상에 따른 차단성능을 파악하고 이를 통해 성능향상을 꾀하고자 3차원 자계해석을 이용한 차단성능 평가해석기법을 개발하고, 개발한 평가해석기법을 각 모델 차단기에 적용한 바를 기술하였다. 또한, 소호부내 아크런너의 형상을 불연속 통전경로로 구성하여 차단성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 이상의 연구내용을 토대로 새로운 소호부 형상을 고안하여 국내 최초로 460 [V]/225 [A]/50 [kA] 대전력 단락시험에 성공한 결과를 제시하였다.
기존의 단방향 차단기 소전류 차단성능 해석에서는 해석의 편의를 위해 실제 차단기의 고정부(고정아크접점과 피스톤)를 움직이게 하고 가동부(퍼퍼 실린더 노즐 등)를 고정시켜 놓고 해석을 하였다. 기존 차단기에서는 이런 식으로 해석을 하여도 아무런 문제가 발생하지 않았으나 이번 당사 모델인 550kV 50kA 1점절 차단기는 차단성능 향상을 위해 양방향으로 구동이 이루어지고 있어서 기존 방식으로 해석을 하는 것이 거의 불가능하다. 따라서 이번 연구에서는 상용프로그램인 PHOENICS를 이용하여 실제 차단기와 마찬가지로 가동부가 움직이도록 모의하는 방법을 개발하여 550kV 1점절 차단기의 소전류 차단성능을 평가하였으며, 앞으로 개발될 모든 복잡한 형태의 차단기도 쉽게 해석할 수 있는 계기를 마련하였다.
본 연구에서는 폭이 좁은 1열 및 다열 잠제 대한 파랑 차단 성능을 폭이 넓은 1열 및 2열 잠제의 파랑 차단 성능과 비교$.$연구하였다. 파동장은 선형포텐셜 이론으로 모형화 하였으며 유한요소법을 적용하여 수치해석 하였다. 수치해석 결과, 1열 잠제에서는 폭이 좁은 잠제가 폭이 넓은 잠제보다 파랑 차단 성능이 다소 떨어지나 어느 정도 효과적인 파랑 차단 성능을 보여주고 있으며, 폭이 좁은 잠제를 2열 또는 3열로 배치하였을 때에는 폭이 넓은 1열 또는 2열 잠제보다 훨씬 뛰어난 파랑 차단 성능을 보이고 있다.
인터넷을 통해서 침입하는 해커나 침입자로부터 기관의 내부 정보시스템을 보호하기 위하여 침입 차단 시스템(firewall)의 사용이 보편화되고 있다. 하지만 사용자 입장에서는 침입 차단 시스템의 성능을 확인 할 수 없을 뿐 아니라, 동작 모드(브리지 모드(Bridge Mode), 게이트웨이 모드(Gateway Mode))에 따른 성능 차이를 알 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 침입 차단 시스템의 운영체제(Windows 2000, Linux, FreeBSD) 환경에 따른 성능을 분석하였다. 끝으로 FreeBSD 커널 기반의 침입 차단 시스템을 서로 다른 동작 모드에서 성능을 비교하고 침입 차단 정책 수가 성능에 미치는 영향에 대하여 분석하였다.
차단기의 개발과정은 크게 모의시험, 설계 및 제작, 성능시험 3가지로 나누어 볼 수 있다.이 중에서 모의 시험은 일반적으로 해석기술에 의해 주로 이루어지며, 차단기에 적용되는 해석기술은 1) 차단부 전계해석 2) 차단부 냉가스 유동해석 3) 차단부 열가스 유동해석(차단성능해석) 4) 차단기 동작특성해석 5) 차단기 응력해석 및 구조해석으로 대별할 수 있다. 상기의 해석기술은 적용하는 해석방법에 따라 다소 차이가 있지만, 1992년부터 당 연구팀이 개발중인 800kV 40kA 4000A 차단부를 개발하는 과정에 적용한 해석수법을 중심으로 살펴보기로 한다.
배선용 차단기(MCCB)는 신속한 고장전류 차단과 전원시스템의 안정성을 확보하기 위해 배전시스템에 폭넓게 사용되고 있다. 본 논문에서는 MCCB의 소호부 형상에 따른 차단성능을 파악하고 이를 통해 성능향상을 꾀하고자 3차원 자계해석을 이용한 차단성능 평가해석기법을 개발하고, 개발한 평가해석기법을 각 모델 차단기에 적용한 바를 기술하였다. 또한, 소호부내 3분할 다단형 아크런너을 구성하여 불연속 통전경로를 형성함으로 해서 차단성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 끝으로, 이상의 연구내용을 토대로 새로운 소호부 형상을 고안하여 국내 최초로 460[V]/225[A]/50[kA] 대전력 단락시험에 성공한 결과를 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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