• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.298_299
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• 2009

전력분야 응용 중, 특히 교류손실측면에서 장점을 지니고 있는 HTS-케이블 및 HTS-한류기의 경우는 선진 세계 각 국에서 배전급 전력계통에 실증시험을 하는 단계까지 와 있는 실정이다. 국내에서도 한전 주관으로 실증시험을 그 목적으로 고창시험장에 100m급, 22.9kV/50MVA HTS-케이블이 설치되어 운전되고 있다. 이와 같이 다수본의 HTS-테이프로 구성되는 HTS-케이블에서 발생되는 교류손실은 HTS-케이블의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 냉동기비용 증가를 초래하지만 HTS-케이블 구조의 복잡성으로 인하여 교류손실에 대한 평가가 매우 난해하다. 따라서 본 논문에서는 고창HTS-케이블의 교류손실에 대하여 실험적 이론적 조사 및 검토를 하였다. 그 주요결과를 요약하면, 측정된 Bi도체의 교류손실에 대한 손실지수 ${\kappa}$는 약 2.5로 Cu 도체에서 발생하는 Ohmic손실의 지수(~2)와 비교하여 큰 것을 볼 수 있다. 또한 전기적인 방법으로 측정한 HTS-케이블의 총손실은 열량법으로 측정한 손실과 잘 일치한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1231-1233
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• 2005

다수본의 고온초전도테이프로 구성되는 전력케이블에서 발생되는 교류손실은 초전도전력케이블의 효율을 저하시킨 뿐만 아니라 냉동기비용 증가 및 시스템 사이즈의 증가를 초래하여 기존 케이블(구리도체)과의 가격경쟁에서 경제성을 저하시키는 주된 요인으로 작용하기 때문에 이의 상용화에 앞서 교류손실에 대한 정확한 규명이 되어야 한다. 그러나 다수본으로 구성되는 초전도케이블의 교류손실은 상이한 임계전류, 상이한 전류분포 및 인접한 테이프에 흐르는 위상이 상이한 전류 및 전압리드의 형상 통의 영향 때문에 매우 복잡하다. 이와 같은 교류손실 평가와 관련된 문제들을 규명하기 위해 실제 전력케이블을 모의한 단척 모델케이블을 제작하여 이에 대한 교류손실 평가기술을 개발하였다.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.24 no.2
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• pp.57-63
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• 2019

In order to facilitate the supply of gradually increasing power demand, it is also necessary to increase the number of power cables for power transmission as well as generation facilities. However, the expansion of electric power cables for supplying power to most urban areas requires a space for installation of additional cables, and the space for installing cables in domestic downtown areas is insufficient at present. The superconducting power cable, which can transmit more power with the same size, has emerged as an alternative to overcome the insufficient cable installation space. However, superconducting power cables, which have the advantage of large power transmission, have some losses in the AC (Alternating Current) system. Therefore, the design and analysis of AC losses are essential to introduce superconducting power cables in AC power transmission systems. In this paper, we analyze the AC loss of various superconducting power cables and consider the actual superconducting power cables and their application to the system. Although there is a theoretical calculation method of AC loss for single superconducting wire, it is not easy to calculate AC loss of superconducting power cable with large number. Therefore, the authors intend to analyze various kinds of superconducting power cable AC loss by using electromagnetic finite element analysis considering E-J (Electric field-Current density) characteristics of superconductivity. The analysis of the AC loss characteristics of the superconducting power cable will be an important factor in the design and development of the superconducting power cable to be applied to the actual system.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.29 no.4
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• pp.55-66
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• 2024

In order to safely use thermoplastic (TP) cables in high-voltage direct current (HVDC) systems, it is necessary to analyze the life loss rate of the cable due to system fault that may occur during operation through various research and tests. In this paper, we analyzed the insulation life loss rate of TP cable according to the type of faults that may occur during HVDC system operation. Electric power due to fault was applied to the TP cable model, and the life loss rate of the insulator was analyzed by applying the Arrhenius-Inverse Power Model (IPM) based on the analysis results through the 2D finite element method. As a result of the analysis, the life loss rate of the insulator was highly influenced by the electric field strength, and the loss rate was highest inside the insulator when a fault occurred. These results can be used as important characteristics in the early design stage for commercialization of TP cables.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07b
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• pp.681-683
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• 2001

다수의 Bi-2223테이프로 구성된 고온 초전도모델전력케이블의 통전손실을 조사하였다. 전력케이블의 임계전류는 각각 테이프의 임계전류가 유사하다할지라도 전류리드-테이프사이의 접속저항으로부터 기인하는 불균일 전류분포 때문에 전압리드의 접촉위치에 의존하였으며, 전력케이블의 통전손실은 전압리드의 접촉위치 및 전류의 주파수에 무관하였다. 따라서 전력케이블의 통전손실은 케이블의 상이한 임계전류에 영향을 받지 않으며, 전류의 주파수는 각각 테이프에 흐르는 전류분포에 영향을 미치지 않음을 의미한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.939-940
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• 2007

다수본의 Bi-2223테이프로 구성되는 초전도전력케이블에서 발생되는 교류손실은 케이블의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 냉동기비용 증가로 인한 기존 케이블과의 가격경쟁에서 경제성을 저하시키는 주된 요인으로 작용하기 때문에 이의 상용화에 앞서 교류손실에 대한 정확한 규명이 되어야 한다. 그러나 다수본으로 구성되는 고온초전도전력케이블의 교류손실을 올바르게 평가하는 것은 테이프의 상이한 임계전류, 전압리드의 배열, 전류분포의 불균일성 및 인접한 테이프에 흐르는 전류위상 상이 등 복잡한 영향인자 때문에 매우 난해하다. 이와 같은 교류손실 평가와 관련된 복잡한 문제들을 규명하기 위해 다수본의 고온초전도도체 샘플을 제작하였으며 그 손실 특성을 실험적으로 조사 및 검토 하였다. 그 결과 다수본 고온초전도도체의 측정된 교류손실은 Monoblock모델 이론값 및 다각형모델에 근거한 수치해석 결과와도 상이함을 알 수 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.92-92
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• 2011

최근 건설기술의 발전과 함께 강재 케이블을 이용하는 시설물의 시공이 점점 증가하는 추세이다. 특히 현수교, 사장교와 같은 초장대 교량에 사용되는 케이블은 주거더 및 상판에 의한 하중의 대부분을 지지하는 핵심부재이다. 하지만 이러한 케이블 부재는 부식, 파단 등으로 인한 단면손실이 발생할 수 있고, 이로 인한 손상부의 응력집중으로 인해 시설물 전체의 붕괴로 이어질 수 있는 위험성을 가진다. 따라서 조기에 단면손실을 찾아 사고를 미연에 방지할 수 있는 강재 케이블 비파괴 검사 기술기반의 건전성 모니터링이 필수적이다. 이러한 효율적인 건전성 모니터링을 위해 스마트 센서를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있는데, 그중 대표적인 스마트 센서중 하나인 마그네틱 센서는 높은 신뢰도와 어디에나 적용 가능한 재현성 때문에 구조물 건전성 평가에 적용하기 유용한 기술로 그 적용범위가 선박, 항공등으로 점점 넓어지고 있는 추세이다. 마그네틱 센서는 그 적용대상에 따라 다양한 마그네틱 특성을 활용할 수 있는데, 최근에는 투자율 계측을 통해 케이블의 장력 측정이 가능한 Elasto-Magnetic 센서(E/M 센서)가 개발되었고 그 활용성에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 이에 본 연구에서는 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술을 제안하고자 한다. E/M 센서는 본래 케이블의 장력측정을 위해 개발되었지만 본 연구에서는 강재 케이블 부재의 단면손실 검색을 위해 적용하였다. 제안된 기술의 실험적 검증을 위해 E/M 센서를 이용하여 4가지의 다른 직경을 가지는 강봉시편을 E/M 센서헤드의 1차 코일을 통해 자화시키고, 각각의 직경에서 출력전압을 2차 코일을 이용하여 계측하였다. 그 결과 강봉의 직경이 감소함에 따라 출력 전압이 감소함을 보였다. 반복실험을 통해 해상도 및 선형성이 확보되는 최적의 입력전압과 출력전압의 워킹포인트를 선정하였고, 선정된 조건에서 강봉시편을 일정 간격으로 스캔한 결과 단면감소에 따른 선형적인 출력전압 감소와 동시에 단면 변화 지점에서는 추세선에서 크게 벗어난 출력전압 계측값을 나타내었다. 본 실험을 통해 제안된 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술의 유용성 및 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.287-287
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• 2008

HTS-케이블은 구리도체 대신 고온초전도도체를 사용하여 저항이 0이 되는 초전도현상을 이용하여 대용량 전력수송이 가능한 전력케이블로서 대도시의 전력부하 집중문제를 해결할 수 있는 환경 친화적 전력케이블이다. 최근 고온초전도선재의 고임계전류밀도화 및 장척화에 힘입어 HTS-케이블의 실용화를 목표로 경제성이 있는 전력케이블을 개발하려는 움직임뿐만 아니라 실증시험 등 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 초전도전력케이블에서 발생되는 교류손실은 케이블의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 냉동기비용 증가로 인한 기존 케이블과의 가격경쟁에서 경제성을 저하시키는 주된 요인으로 작용하기 때문에 이의 상용화에 앞서 교류손실에 대한 정확한 규명이 되어야 하며 또한 실계통 투입 시 중요한 선로임피던스에 대한 정확한 규명도 필요하다. 본 논문에서는 실제 한전 주관으로 고창시험장에 설치된 배전급 22.9 kV, 100 m, 50 MVA급 3 상 HTS-케이블에 대한 통전특성을 규명하기 위하여 먼저 HTS-케이블의 DC 통전특성을 조사하였다. 또한 3상평형운전상태에서 AC 통전특성(인덕턴스 및 교류손실)을 실험적으로 조사하였으며 5m-케이블에서 측정된 결과와 비교 검토하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.798-799
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• 2008

초전도전력케이블에서 교류손실은 케이블의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 냉동기비용 증가로 인한 기존 케이블과의 가격경쟁에서 경제성을 저하시키는 주된 요인으로 작용하기 때문에 이의 상용화에 앞서 교류손실에 대한 정확한 규명이 되어야 한다. 그러나 다수본으로 구성되는 단층원통형의 고온초전도전력케이블에서 교류손실을 올바르게 평가하는 것은 테이프의 상이한 임계전류, 전압리드의 배열, 전류분포의 불균일성 및 인접한 테이프에 흐르는 전류위상 상이 등 복잡한 영향인자 때문에 매우 난해하다. 본 연구에서는 고온초전도전력케이블과 같은 단층원통형 고온초전도도체를 제작하여 실험적으로 교류손실 특성을 규명하였고, 또한 전류용량이 교류손실 특성에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 결과 원통형 고온초전도도체에서 교류손실 특성은 전류용량보다는 임계전류밀도에 더 의존하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• v.6 no.2
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• pp.115-118
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• 2020

As interest in the reduction of energy loss has increased in recent years, analysis of losses in power cables is becoming more important. The overall loss in the transmission system can be measured, but there are many difficulties in researching the loss in each internal structure. There are various factors in the type of loss, and the loss of external factors by previous research has been studied. However, there is little research on the cable internal loss. Since the metal sheath inside the cable is made of aluminum having a high conductivity, an eddy current is generated due to the current flowing in the conductor, thereby causing an eddy current loss inevitably. In this paper, the eddy current loss in metal sheath of 154 kV Cable was researched through FEM (Finite Element Method) electromagnetic analysis.