• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.74-79
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• 2020

케이블지지 교량 건설의 증가로 인하여 이러한 시설물의 안전 점검에 대한 관심도 점차 증가하고 있다. 케이블지지 교량에서는 주 부재인 케이블의 성능 평가가 필수적으로 이루어져야 함에 불구하고, 기존의 점검 방식으로는 다양한 제한적인 요인 때문에 적절한 점검이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 케이블 점검 로봇 제작이 필요하고, 본 연구에서는 기존의 개발된 케이블 점검 로봇의 성능을 향상시켜서 로봇의 운용 효율성을 높이는데 주목적을 두었다. 성능 보완 요소로는 대 구경 케이블(>200mm)에도 적용할 수 있도록 로봇의 가용범위를 조절할 수 있도록 하였으며, 주행능력도 향상시켜 점검의 효율성을 향상시켰다. 케이블의 내부 손상을 점검하기 위해 전자기센서를 탑재하였고, 실내 실험을 통해 다양한 케이블 손상 유형에 따른 손상 검출 시험을 실시하였다. 추가로 현재 공용중인 교량에서 현장 성능평가를 실시하였다. 그 결과로 본 연구에서 개발된 케이블 점검 로봇은 주행속도에서는 ~0.2m/s로 기존의 점검 로봇에 비해 향상된 주행 능력을 보였으며, 케이블 내부 손상 점검 실험에서는 케이블 손상 부분을 검출을 할 수 있었다. 마지막으로, 케이블 점검 로봇의 현장 검증 실험에서는 실내 실험과 같은 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.295-311
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• 2021

본 연구에서는 사장교 케이블에 대한 장력계측장치의 현장적용성에 대한 실험을 수행하였다. 사장교 케이블의 장력을 추정하기 위해서 진동법을 이용하였으며 대상교량에 대해서 케이블의 가진을 통해서 모드특성을 분석하였고 케이블의 장력을 추정하기 위한 계측장치로는 GTDL360, NI Module, 9 Axes Motion Sensor등을 적용하였고 5개의 대상교량에 대해서 상기 계측장치들을 이용하여 케이블의 모드특성을 분석하여 케이블장력측정실험의 적정성을 평가하고 케이블의 장력을 추정하였다. 또한 5개의 대상교량에 대해서 수치해석을 실시하여 케이블의 고유진동수 및 케이블장력을 해석하였다. 현장 계측결과에 의한 케이블의 추정장력과 수치해석에 의한 케이블의 추정장력을 비교하여 현장계측방법의 적정성을 판단하였으며 분석결과 현장 계측에 의한 케이블의 계측장력과 해석에 의한 추정장력은 오차범위내에 있어서 상기 계측장치들을 현장에 적용하여도 무방할 것으로 판단된다. 현장실증교량의 가속도 기반의 케이블 추정장력과 수치해석에 의한 해석장력과의 값을 비교분석한 결과 값이 허용범위 내로 가속도 기반의 케이블 추정장력값은 적정한 것으로 판단된다. 또한, 현장적용성 분석결과 센서의 설치위치 및 기상조건의 제한 등 계측장치의 한계점이 존재하므로 추후 케이블 스마트 장력계측시스템에 관한 지속적인 후속연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.57-63
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• 2019

점차적으로 늘어나는 전력 수요의 공급을 원활히 하기 위해서 발전 설비 뿐만 아니라 전력을 전송하기 위한 전력케이블의 증설도 반드시 필요하다. 하지만 대부분의 도심지에 전력을 공급하기 위한 전력케이블의 증설은 추가적인 케이블의 설치공사를 위한 공간을 필요로 하고 현재 국내 도심지에 케이블 설치를 위한 공간이 부족한 실정이다. 이에 동일한 사이즈로 더 많은 전력을 전송할 수 있는 초전도 전력 케이블은 부족한 케이블의 설치공간을 극복할 수 있는 대안으로 등장하였다. 하지만 대용량의 전력 전송의 이점을 가지고 있는 초전도 전력케이블은 교류 시스템에서의 일부 손실을 가지고 있다. 따라서 교류 전력 전송 시스템에서 초전도 전력 케이블을 도입하기 위해서는 교류손실의 설계 및 분석이 반드시 필요하다. 이에 본 논문에서는 다양한 초전도 전력케이블의 교류 손실 분석을 통하여 실제 초전도 전력 케이블의 제조 및 실계통 적용에 고려하고자 한다. 단일 초전도 선재에 대한 교류 손실의 이론적인 계산 방법은 존재하지만 많은 수로 구성된 초전도 전력 케이블의 교류손실 계산은 쉽지가 않다. 저자는 초전도의 E-J (Electric field-current density) 특성이 고려된 전자기적 유한요소해석법을 이용하여 다양한 종류의 초전도 전력케이블 교류 손실을 분석하고자 한다. 또한 본 초전도 전력케이블의 교류손실 특성 분석은 실계통에 적용될 초전도 전력케이블의 설계 및 개발에 중요한 요소로 작용될 것이다. [1-4].

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권1호
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• pp.98-106
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• 2024

건설 기술과 해석 도구의 발전으로 인해 최근에는 점점 더 많은 사장교가 설계되고 건설되었다. 케이블은 사장교의 주요한 하중을 전달하는 부재이며 일반적으로 전체 교량 시스템의 상태를 반영하는 데 가장 중요한 역할을 한다. 이 연구에서는 원거리에 위치한 사장재 케이블의 장력을 추정하기 위하여 영상기반 방법을 적용하였다. 영상기반 방법을 이용하여 케이블의 응답을 측정하기 위해서는 케이블에 특이점 또는 타겟의 설치가 필요하다. 그러나 측정하고자 하는 지점의 위치에 따라 케이블에 특이점이 존재하지 않을 수 있으며 또한 케이블에 타겟의 설치가 어려울 수 있는 한계가 존재한다. 따라서 기존의 영상기반 방법의 한계를 극복하여 케이블 응답을 측정하는 방법이 필요하다. 이 연구에서는 케이블 형태의 특징을 이용하여 케이블 응답을 측정하는 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 획득된 이미지에서 케이블 형태를 추출하였으며 추출된 케이블 형태의 중심을 산정하여 케이블 응답을 측정하였다. 측정된 응답을 이용하여 진동모드에 대한 고유진동수들을 추출하였으며 진동법에 적용하여 장력을 추정하였다. 영상기반 방법의 신뢰성을 확인하기 위해 공용 중인 화태대교에서 케이블 이미지를 상시진동 조건에서 획득하였다. 영상기반 방법을 이용하여 진동법에 적용하여 추정된 장력은 가속도 센서를 이용하여 추정된 장력과 1% 이내의 오차로 이 연구에서 제시된 방법의 신뢰성을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.580-581
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• 2011

국내의 지중케이블 시스템은 1970년대 154kV급 OF케이블이 도입된 이래로 현재까지 345kV급 OF/XLPE 케이블을 이용한 지중송전선로가 운영 중에 있으며, 도심지역의 전력공급을 위해 지중송전선로의 건설비중이 점차 증가하고 있다. 그러나 지중송전 계통에서 고장발생시 사회적 파장이 크고 가공송전선로에 비교할 때 복구에 대단히 많은 시간과 비용이 소요되므로 설비의 안전운전 및 장기신뢰성의 확보가 반드시 필요하다. 따라서 지중송전계통의 현장 조건을 고려한 실증시험장 구축의 필요성이 대두되어, 한국전력공사에서 정부의 인프라구축 지원사업으로 초고압 지중케이블에 대한 국제품질 공신력 확보 및 최적운영기술을 확보하기 위하여 장기 신뢰성 시험이 가능한 설비와 국제적 규모의 실증시험장을 구축하였다. 아울러 2011년 3월에는 ISO/IEC 17025에 따른 국제공인시험기관 자격을 취득하여, 국내외에서 제작되는 초고압 케이블에 대한 국제 공인시험이 가능하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 한국전력공사 고창전력시험센터 내에 구축된 지중케이블 시험장 및 장기신뢰성 시험설비에 대한 소개와 더불어 국제표준에 따른 공인시험방안과 현재까지 지중케이블 시험장에서 수행된 케이블 시험에 대하여 소개하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.338_339
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• 2009

송전전압을 배전전압으로 변성하여 고객에게 배분하는 154kV 주변압기의 경우 과거 옥외철구형 변전소에서는 주로 동을 이용한 모선을 이용하였다. 최근 부지확보의 어려움 및 빈번한 민원 발생으로 지하 또는 옥내변전소로 바뀌어 가는 추세이고 과거 동모선 방식에서 케이블을 이용한 방식이 선호되고 있다. 모선방식의 경우는 구리나 알루미늄 바의 부식문제, 습기문제, 그리고 좁은 공간에서 사용시 절연 문제 등과 관련하여 지속적인 관리가 요구되고 있으나 케이블을 사용할 경우 이러한 문제들로부터 벗어날 수 있는 이점을 가지고 있다. 그러나 케이블을 사용하여 대전류를 송전할 경우 단일 케이블의 허용전류 용량에 따른 제한으로 복수의 케이블을 병렬 연결하여 사용하여야 한다. 그러나 케이블 동상 병렬사용시 케이블 포설 방식에 따라 동상간의 불평형전류 차가 심하게 발생한다. 본 논문에서는 이러한 송 배전 선로의 불평형전류 현황을 알아보고, 송전선로에 있어서 상배열 변경 및 배전선의 동상 케이블 배열방법을 변경함으로써 불평형전류를 최소화 하여 최적의 계통상태 유지를 위한 방안을 찾고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.2091_2092
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• 2009

지중케이블 시스템에서의 고장은 필연적으로 대전류 현상을 수반하는 경우가 대부분으로서 고장전류는 고장 케이블 자체와 인접해 있는 타 선로 및 통신선 등에 악영향을 미칠 가능성이 크고, 초고압 케이블의 운전전압 레벨이 지속적으로 증가하고 있는 상황에서 사고의 파급 및 위험정도 또한 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 단락 고장의 경우 고장전류의 크기도 크지만 고장전류 발생에 따른 전자력을 동반하게 되어 케이블 및 접속함, 각종 금구류에 전기적, 기계적인 스트레스를 야기할 수 있다[1]. 따라서 본 논문에서는 지중케이블의 삼각배열 구간의 단락전자력 영향을 최소화하기 위한 방안을 모색하기 위하여 154kV OF케이블 3상 단락 실증시험을 2회 시행하였고, 유한요소법을 이용하여 단락전자력 발생시 클리트 설치간격에 따른 케이블 변위를 계산함으로써 케이블의 단락 전자력 영향 검토결과를 기술하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.555-557
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• 2000

원자력 발전소에서 사용되어지는 케이블은 전원 및 제어신호를 안정하게 전달하는 역할을 하며, 비상상태 발생시에는 원자로를 안전하게 shut-down시키는 통로 역할을 하므로 매우 중요하다. 케이블 상태 감시시 절연 및 피복재료는 종류 및 배합내용이 다양하기 때문에 종래의 자료로부터 전선과 케이블의 열화 또는 수명을 추정하기가 극히 어려우며 방사선에 노출이 되는 케이블의 경우 노화현상의 진행이 빠르고 방사선 열화로 수명이 단축되므로 국내 실정을 감안한 독자적인 검증방법 도출, 규제기술 기반 구축 필요 및 규제의 합리화와 효율화 필요성이 대두되고 있다. 기존에 사용해온 케이블 진단 방법에는 절연 파괴 강도 측정을 통한 노화진단, 산화 방지능력 측정을 통한 노화진단, 자켓 및 절연체의 판단, 연신율에 의한 노화진단, 케이블 Indenter에 의한 노화진단, 온도 및 방사선 등의 특정상태에 대한 평가, 유사한 환경조건에 대한 주기적 검토 등이 있다. 기존의 국내외 케이블 상태 감시방법을 조사 연구하므로서 케이블 열화에 대비한 수명관리 규제 기술 및 상태감시 (Condition Monitoring : CM) 기술의 평가 기준을 결정 하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.436-437
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• 2008

초기투자비용의 과다 발생으로 제한적으로 시공되고 있는 지중송전케이블의 역사는 1971년 154kV급 OF케이블이 처음으로 한국전력에 의해 상용운전후 현재에 이르고 있으며, 최근들어 지중케이블에서 발생된 송전선로 고장은 대부분 대형화되고 있어 초창기 시공된 케이블 종류의 대부분을 차지하고 있는 OF 케이블의 현상태를 정확하게 진단하고 각종 현상들을 분석하여 결론을 도출하지 않으면 안된다. 실제 계통에서 운전되고 있는 설비를 철거하여 상태를 판정할 수 있는 여건이 아니기 때문에 케이블의 현상태를 정확하게 분석하기 위해서는 절연유의 분석 등 간접적인 방법을 택하지 않을 수 없다. OF 케이블에 있어서 급유조는 케이블의 성능에 가장 직접적인 영향을 미치는 구성요소이며, 급유조에서 기준치보다 $2{\sim}5$배에 해당되는 이상가스의 발생원인을 파악하여 예방대책을 수립할 수 있게 되었다. 분리기의 용접부분 또는 접합부분에 틈이 생기지 않도록 하고 틈 부위에는 세라믹이나 폴리머등으로 코팅하여 $H_2$가스의 과다 발생을 방지할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.574-578
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• 2011

본 논문에서는 해저케이블 부두 하역용 장비인 코일링 암(coiling arm)에 대한 구조설계 및 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 구조설계를 위해 3차원 CAD프로그램을 이용하여 모델링하였고 구조해석 프로그램을 이용하여 유한요소법에 기초한 전산해석 기법으로 해석을 수행하였다. 코일링 암의 목적에 맞추어 케이블을 케이블 탱크에 가이드 할 수 있도록 베어링 및 롤러를 설계하여 메인 암이 회전하고 케이블 가이드가 이동할 수 있도록 하였고, 기존의 외국 모델에서 사용하던 와이어 및 모터 시스템을 이용한 케이블 가이드 작동방식을 유압 시스템을 이용한 작동방식으로 변경하여 설계 및 제작이 쉽고 사용자가 직관적으로 작동할 수 있도록 설계하였다. 자중 및 케이블 하중에 대한 응력 해석을 수행하였고, 유압시스템에 의한 파손 가능성을 고려하였다. 케이블 가이드에 이동 및 지면 경사도에 따른 전복해석을 수행하였으며, 설치 장소를 고려한 풍하중 효과도 추가로 고려하였다. 본 연구를 통해 코일링 암의 작동방식을 개선하였으며 설계 및 해석 방법을 확립과 더불어 국내 최초로 실제 코일링 암을 제작 및 설치하였다.