• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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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.

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

• 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].

• 한국산업정보학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.55-66
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• 2024

HVDC (high-voltage direct current) 시스템에 TP (thermoplastic) 케이블을 안전하게 사용하기 위해서는 다양한 연구와 테스트를 통해 운전 중 발생할 수 있는 시스템 고장으로 인한 케이블의 수명 손실률 분석이 필요하다. 본 논문에서는 HVDC 시스템 운영 중에 발생할 수 있는 고장 유형에 따른 TP 케이블의 절연체 수명 손실률을 분석하였다. TP 케이블 모델에 고장으로 인한 전력을 인가하고, 2D 유한요소법을 통한 분석 결과를 바탕으로 Arrhenius-IPM (Inverse Power Model)을 적용하여 절연체의 수명 손실률을 분석하였다. 분석결과 절연체 수명 손실률은 전기장 세기의 영향이 높았으며, 고장 발생 시 절연체 내부 측에서 손실률이 가장 높았다. 이러한 결과는 TP 케이블 상용화를 위한 초기 설계 단계에서 중요한 특성으로 사용될 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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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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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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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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• 제6권2호
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• pp.115-118
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• 2020

최근 에너지 손실 저감에 대한 관심이 높아짐에 따라, 전력 케이블에서 발생하는 손실에 대한 예측이 중요해지고 있다. 송전 시스템에서 전체적인 손실은 측정이 가능하지만 각각의 내부 구조물에서 발생하는 손실에 대한 연구는 미비한 상황이다. 송전 손실에는 다양한 요인이 있고, 그 중 선행 연구에 의하여 주변 금구류와 같은 외부 요인들에 대한 손실은 연구가 진행되었지만 케이블 내부 손실에 대한 연구는 부족한 상황이다. 케이블 내부의 금속 Sheath는 높은 도전율을 가지는 알루미늄으로 제작되었기 때문에, 도체에 흐르는 전류에 의하여 와전류가 발생하게 되고, 이에 따라 와전류 손실이 필연적으로 발생하게 된다. 그러므로 본 논문에서는 케이블의 금속 Sheath에서 발생하는 와전류 손실에 대하여 연구를 진행하였다.