• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.630-635
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• 2015

A vacuum Interrupter (VI), a core part that composes the breaking part of medium-voltage vacuum circuit breaker (VCB), has the excellent insulation performance and arc-extinguishing capability. $SF_6$ gas had been used for the external insulation of VIs since the dielectric strength of $SF_6$ gas is superior to that of other insulation gases. However, because of environmental problems related with global warming, a solid-insulated technology was recently researched. The functionally graded material (FGM), as changing spatially the distribution of the relative permittivity inside an insulator, can reduce the electric field stress at the specific region. Especially, the external insulation performance of the VI with the molded FGM insulator is greatly improved as compared with that of the existing VI or the VI with a new external shield. In this paper, the effectiveness of this FGM insulator is verified by the numerical simulation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1330-1332
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• 2005

최근 세계시장이 Al-Casting 외함(알루미늄 주물탱크)을 적용한 GCB(Gas Circuit Breaker) 및 GIS(Gas Insulated Switchgear)를 선호하고 있으며, 이는 철재 외함에 비해 많은 이점을 갖고 있기 때문이다. 알루미늄 외함은 철재 용접형 제품에 비해 중량이 가벼워 취급 및 운반이 용이할 뿐 아니라 장기 사용 시에도 발청의 우려가 없으며, 2층 이상의 건물에 신설 또는 증설시 건물의 중량 제한에 따른 제약 조건에서 훨씬 자유롭다. 또한 Casting은 Welding형에 비해 분기부 전계 강도가 유리하고, 알루미늄은 철에 비해 열발생량이 적어 외함크기 축소가 가능하다. 또한 제작공정이 철재 용접외함에 비해 단순하고 대량생산에 유리하다. 이로 인해 외함이 표준화되고 GIS 모듈화가 완성되면 기종별 Series화하여 대량생산 체제 구축에 유리하게 된다. 점진적인 인건비 상승으로 용접형 외함의 단가상승이 예상되며, GCB의 경우 Al Casting형이 원가면에서도 유리하다. 이에 당사 GCB 및 GIS 제품 경쟁력 향상 및 수출시장 적극공략을 목적으로 현행 GCB 및 GIS 철재 용접형외함을 알루미늄 Casting 외함으로의 변경, 개발을 실시하였다. 본 연구에서는 Al Casting 외함을 개발하기 위한 일련의 과정에 대해 소개한다.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권3호
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• pp.269-278
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• 2013

$SF_6$ 가스는 $CO_2$에 비해 배출량은 적지만 GWP는 $CO_2$ 가스의 22,800배1)로 높으며, 최근 $non-CO_2$에 의한 온실가스 규제가 강화됨으로에 따라 온실가스 감축을 고려한 친환경 $SF_6$ 처리 기술 개발이 대두되고 있다. 본 연구에서는 전력설비 내에서 절연체로 사용되는 $SF_6$ 가스의 배출양상에 따른 배출 특성을 분석하고, 그에 따른 $SF_6$ 가스 저감기술을 살펴보았다. 주요 기술로는 사용 중의 유지보수와 폐기단계에 적용될 수 있는 가스의 회수율($85{\rightarrow}99%$)을 재고시키는 기술과 $SF_6$ 가스 제거를 위한 촉매 제조에 관한 기술 및 차단기 내부 점검 시 별도 $SF_6$ 가스 회수 없이 충전된 상태에서 내시경으로 차단기 내부를 점검하여 $SF_6$ 가스를 저감하는 기술이 있으며, 이러한 기술을 통해 대기 중 $SF_6$ 가스 저감이 이루어질 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1863-1865
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• 2004

As rise the demands for the protcetion of environment and the compactness of equipments, the movement brisks for replacing the circuit breaker of GIS(Gas Insulated Switchgear) to VI(Vacuum Interrupter). For these reason an increase in the interruption capability of VI is required. To satisfy these requirement, the academic and industrial worlds have been studying extensively for AMF(Axial Magnetic Field) contact, which is effective in interrupting large current over tens of kA, and introduced many kind of AMF contacts. However there are little effort to compare these contacts comprehensively, so it is difficult to choose most suitable shape for user's needs. In this paper, focusing unipolar type contact among various type of AMF contacts, we performed magnetic field analysis for several models designed in same dimension and compared the result and characteristics of each model in order to help deciding the direction for developing profitable VIs for interrupting large current.

• 한국표면공학회지
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• 제34권5호
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• pp.395-402
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• 2001

An induction thermal plasma system have been newly designed for advanced operation with a pulse modulated mode to control the plasma power in time domain and to create non-equilibrium effects such as fast quenching of the plasma to produce new functional materials in high rate. The system consists of MOSFET power supply with a maximum power of 50 kW with a frequency of 460 kHz, an induction plasma torch with a 10-turns coil of 80 mm diameter and 150 mm length and a vacuum chamber. The pulse modulated plasma was successfully generated at a plasma power of 30 kW and a high pressure of 100 kPa, with taking the on and off time as 10 ms, respectively. Measurements were carried out on the time-dependent spectral lines emitted from Ar species. The dynamic behavior of plasma temperature in a pulse cycle was estimated by the Boltzmann plot and the excitation temperature of Ar atom was found to be changed periodically from around 0.5 to 1.7 eV during the cycle. Two application regions of the induction thermal plasma newly generated were introduced to material processing with high rate synthesis based on non equilibrium effects, and to the finding of new arc quenching gases coming necessary for power circuit breaker, which is friendly with earth circumstance alternative to SF6 gas.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1536-1537
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• 2011

The high-voltage circuit breaker plays an important role in the electrical system because there has been a need for suitable switching devices capable of initiating and interrupting the flow of the electric fault current. It continues as the contacts recede from each other and as the newly created gap is bridged by a plasma. The arc plasma happens inside the insulation nozzle of SF6 self-blast interrupter which is newly developed as the next-generation switching principle. The ablation of PTFE nozzle is caused by this high temperature medium, the PTFE vapor from the nozzle surfaces flows toward the outlets and the pressure chamber. The vapor makes the pressure of the chamber increased by heat and mass transfer from the arcing zone. Because the rate of ablation depends on the magnitude of applied current, it decreases when the current goes to zero. The compressed gas inside the chamber flows reversely toward the arc plasma during this moment. According to this principle, the arc can be cooled down and the fault current can be interrupted successfully. In this study, we calculate arc plasmas and thermal-flow characteristics caused by fault current interruption inside a SF6 self-blast interrupter, and to investigate the effect of PTFE ablation on the whole arcing history.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.122-123
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• 2007

고전압 가스 차단기에서는 긴 스트로크 동안 가스반발력을 극복하고 빠르게 차단할 수 있는 액추에이터가 필요하다 기존에는 공압식, 유압식, 스프링 액추에이터와 같은 기계적인 장치가 사용되었다. 그러나 기존 액추에이터에서는 소음, 에너지 손실, 고가적의 단점이 있어, 근래에 들어 PMA, 모터와 같은 전기적 장치도 사용되고 있다. 전기 액추에이터는 간단한 구조로 되어 있어 기계적 손실을 줄일 수 있고 소음이 적은 장점이 있다. 전자석 조작기의 연구 필요성에 따라 새로운 형태의 전자석 조작기 Electro Magnetic Force driving Actuator(EMFA)가 개발되어 고전압 가스 차단기에 적합하다고 분석되었다. EMFA의 동특성을 얻기 위한 과도상태 해석에서는 2차원 유한요소법을 이용하여 얻은 전자기적 해석을 회로, 운동방정식과 연계하여 시간차분법을 사용하여 해석하였다. 하지만 2차원과 3차원의 전자기 해석은 차이를 보인다는 것을 확인하였고 정확한 전자기 해석을 위해 3차원 동특성 해석을 수행하여 실험결과와 비교하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.541-542
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• 2015

초고압 차단기는 개방 또는 투입 기능을 수행시 과도현상에 의한 개폐서지(Switching Surge)가 발생하여 차단기 구성품들에 부담이 가해진다. 초고압 차단기용 개폐제어 장치는 이러한 차단기의 개폐 동작시 차단기 접점의 분리 또는 접촉 순간을 제어하여 개폐서지를 최소화함으로써 접점의 마모와 구성품에 가해지는 스트레스를 감소시키는 장치이다. 즉, 차단기에 인가되는 전압의 위상을 기준으로 원하는 개폐시점에서 개방 및 투입이 일어나도록 제어하는 기기이다. 국외에서는 해외 선진사들이 이미 초고압 차단기용 개폐제어 장치를 상용화하여 현장에 적용하고 있으며, 국내에서는 기술의 검토 단계를 지나서 장치를 개발하고 시험하여 상용화하는 단계로 진입하고 있다. 본 논문에서는 상용화를 위하여 개발된 초고압 차단기용 개폐제어 장치에 대하여 하드웨어 구성을 소개하고, 운영 소프트웨어를 설명하며, 개폐제어 장치의 개폐제어 동작 성능을 자체 모의시험과 GIS(Gas Insulated Switchgear) 차단부와의 연계 시험을 통하여 평가한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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• pp.21-23
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• 1999

In this paper, the analysis of the electric field in the chamber of high voltage $SF_6$ GCB(Gas Circuit Breaker) is presented by using C-1 FEM. For this purpose, pre-processing program and post-processing program were developed for axisymmetirc 3 dimensional analysis and the electric field in cylindric chamber was analyzed. Important problem is that electric analysis must be considered coronal due to break-down of $SF_6$ when it is cutted off. To solve this problem, a procedure is needed to verify that the solution of Poisson's equation for scalar potential satisfy charge continuos condition because of using first order element os not satisfy the electric continuous condition, C-1 FEM is introduce to obtain electirc potential and electric field at the same time. Analysis of the distribution of electric field on model was done. It is confirmed that the developed program in this paper applicable to design and to analyze of characteristics in total program as electric characteristics analysis routine.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1520-1522
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• 1994

The clarification of insulation capability of GIS(Gas Insulated Substation) under very fast transient overvoltages such as disconnector/circuit-breaker induced surge is very important for establishing not only a rational insulation testing method, but also insulation design intending to make GIS more reliable and more minimized. One of the absolute prerequisits for this is that more accurate measurement of VFTO. This describes capacitive voltage measuring methods for high voltage steep-footed oscillating waves using capacitive coupling principle and their systems including source and load impedances. Time domain response of unit step and its frequency characteristics are also investigated.