최근 들어 우리나라에서는 설치의 간편성과 높은 신뢰도를 가진 전력케이블의 사용이 증가하고 있다. 전력케이블은 출고 전에 IEEE std. 404-1993 시험을 거쳐 안정성을 확인하고 있지만 포설시 발생하는 접속부 내부의 결함으로 인하여 많은 문제가 발생하고 있다. 특히 불순물 혼입 또는 공극 발생시 고장율은 증가하게 된다. 부분방전 검출은 포설 후 전력케이블의 상태를 관측할 수 있는 유용한 방법이다. 본 연구에서는 부분방전 특성을 평가하고자 케이블 접속재인 EPR과 케이블 절연체인 XPLE 사이에 인공 결함을 발생시킨 후 데이터 취득 시스템을 이용하여 $\Phi-q-n$ 특성을 검출하였으며, 부분방전의 정량적 해석을 위해 필요한 통계량을 계산하였으며, 신경망 모델을 적용하여 패턴 분석을 수행하여 $88\~96\%$의 구별이 가능하였다.
콘크리트 구조물 내부 결함이나 철근 위치를 탐지하기 위하여 초단파를 이용하는 비파괴 시험방법이 구조물 안전진단 분야에서도 최근 관심을 불러일으키고 있다. 본 연구의 목적은 기 개발된 2차원 영상화 방법을 확장하여 3차원 영상처리방법을 개발하는 것이다. 그 방법으로 콘크리트 구조물 내의 결함을 탐지하기 위한 안테나를 구성, 수치적 초점조절시스템을 이용하여 송신부와 수신부의 초점을 동시 조절하여 구조물 내부의 모든 부분을 검색하였다. 또한 다중주파수 방식을 이용, 데이터의 오류를 제거하고 해상도를 향상시켜 구조물 내부의 결함이나 내부모습을 탐지할 수 있는 3차원 영상장치를 개발하고자 하였다. 실험 결과, 데이터 오류를 줄이는 다중주파수방식에 의하여 재현된 영상의 정확성을 검증하고, 주파수 조절방법에 의하여 $4{\times}4$ 안테나배열을 설계함으로써 5.2 GHz에서 주파수대역의 우수한 투과성능을 입증하였다. 즉 본 연구에서 개발된 슬롯안테나는 파동의 방사기능과 주파수대역의 넓이 등에서 구조부재의 결함탐지에 이용될 수 있음을 검증하였다.
최근 들어 우리나라에서는 설치의 간편성과 높은 신뢰도를 가진 전력케이블의 사용이 증가하고 있다. 전력케이블은 출고 전에 IEEE std. 404-1993 시험을 거쳐 안정성을 확인하고 있지만 포설시 발생하는 접속부 내부의 결함으로 인하여 많은 문제가 발생하고 있다. 특히 불순물 혼입 또는 공극 발생시 고장율은 증가하게 된다. 부분방전 검출은 포설 후 전력케이블의 상태를 관측할 수 있는 유용한 방법이다. 본 연구에서는 부분방전 특성을 평가하고자 케이블 접속재인 EPR과 케이블 절연체인 XPLE 사이에 인공 결함을 발생시킨 후 데이터 취득 시스템을 이용하여 ${\varphi}$-q-n 특성을 검출하였으며, 부분방전의 정량적 해석을 위해 필요한 통계량인 최대방전전하량($q_{max}$), 평균방전 발생 펄스 수(${\={n}$), 평균 방전전하량(${\={q}$), ${\={n}$의 언밸런스 비와${\={q}$의 언밸런스 비를 계산하였다.
절연체 내부의 보이드로 인하여 부분방전이 발생하면 국부파괴와 완전절연파괴의 원인이 된다. 부분방전으로 생기는 트리잉은 절연재료를 열화 시키고 절연 수명을 단축시키는 중요한 원인이 되므로 절연파괴를 미연에 하여 절연재료 수명을 예측할 수 있는 방법에 대한 연구는 매우 중요하다. 이러한 관점에서 본 연구는 부분방전 및 음향방출 시스템을 이용한 컴퓨터 시스템을 개발하여 각 시스템의 장점을 이용함으로써 열화진단을 실시하였다. 부분방전 시스템의 장점은 음향에 비하여 검출 신호가 양호하고, 고전압 절연 장치의 신뢰성을 평가하기에 적합하다. 또한 음향방출 시스템의 장점은 전자기의 영향을 받지 않고, 열화 과정을 실시간으로 관찰할 수 있다는 것이다. 이 두 가지의 장점을 복합적으로 이용하면 절연재료 내부에서 발생하는 트리의 위치와 부분방전을 효과적으로 할 수 있다. 열화분석 방법으로 먼저 부분방전 펄스와 음향방출 펄스를 희귀분석하여 T검정에 의한 상관계수와 결정계수를 구하여 비교해본 결과 부분방전과 음향방출 펄스는 대체적으로 비슷한 형태를 보였다. 이것은 Yoshimura와 Fujita의 연구 결과와 일치하였다.
현재 많은 산업에서 구조물의 온도환경 유지를 위한 단열재로 폴리우레탄 폼이 사용되며, 수명 동안 정적 및 동적의 다양한 하중이 이에 부과된다. 폴리우레탄 폼은 고분자재료로써 다공성이며, 단열성능은 내부기공의 크기에 크게 의존한다. 또한, 폴리우레탄 폼의 기계적 거동은 변형률 속도 및 온도에 대한 의존성이 큰 동시에 압축에 대하여 큰 비선형 연성거동을 보인다. 이러한 비선형 연성 압축거동 중에 폴리우레탄 폼은 변형률의 증가에 따라 기공율과 탄성계수의 감소를 보인다. 따라서 본 연구에서는 상기 특성들을 포함한 폴리우레탄 폼의 변형률 속도 및 온도 의존 비선형 압축거동을 모사하기 위하여 온도 의존 손상 점소성 구성방정식이 개발되었다.
Recently, precast concrete tracks are replacing ballast track for efficient and economic maintenance of track. Precast concrete railroad tracks are manufactured in factory, and transported to railroad construction site for installation. Therefore, quality of precast concrete track itself should be sufficiently good. On the contrary to the convenient manufacturing of precast concrete track, the installation of a precast concrete track requires careful steps. Typically, a precast concrete track is placed on an approximately 15-cm thick lean concrete layer. A mortar is filled between lean concrete layer and precast concrete track to adjust the sloping angle of a precast concrete track for a safe train operation at a curvy section. Then, the use of filled mortarproduces a void underneath a precast concrete track, which is harmful to structural safety of a precast concrete track undercyclic loading. Therefore, it is essential to make sure that there is no void left beneath a precast concrete track after mortar filling. In the continuous resonance method, the amplitude of frequency response measured using an instrumented hammer and an accelerometer is plotted against a pseudo-depth, which is half of the wave velocity divided by frequency. The frequency response functions are measured at consecutive measurement locations, 6-cm interval between measurement points, and then combined together to generate a 2-D plot of frequency response. The sections with strong reflections or large amplitude of frequency response are suspicious areas with internal voids and unfilled areas. The 2-D frequency response plot was efficient in locating problematic sections just by examining the color shade of a visualized plot in 2-D format. Some of the problematic sections were drilled to make a visual inspection of mortar filling. The visual image of interface between mortar and precast concrete track was verified using the validity of the continuous resonance technique adopted in this research.
Because of internal voids ininsulators give rise to partial discharge(PD), which cause local breakdown and even entire insulation breakdown. Treeing due to PD is one of the main causes of breakdown of the insulating materials and reduction of the insulation life. Therefore the necessity for establishing a method to diagnose the aging of insulation materials and to predict the breakdown of insulation has become important. From this viewpoint, our studies diagnose insulation degradation using the method of computer sensing system, which has the advantages of PD and acoustic emission(AE) sensing system. To use advantages of these two methods can be used effectively to search for treeing location and PD in some materials. In analysis method of degradation. We analyzed the PD pulse and AE pulses by regression analysis, compared to these obtained the correlation coefficient and determination coefficient by T-distribution and saw that PD and AE pulses show a similar pattern on the whole. Finally using statically operator such as the center of gravity(G), the gradient of the discharge distribution(C), we have analyzed for the prediction of life which we can be obtained the time, occurred of many pulse of small discharge amplitude.
본 연구에서는 모래의 수급 문제와 회처리장 부족으로 전력생산 위기에 처해진 화력발전소의 문제점을 해결하며, 쇄석다짐말뚝의 폐색 현상에 대처하기 위한 방안으로 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 조립재료다짐말뚝 재료로 활용하기 위하여 다양한 공학적 시험을 실시하였다. 특히 연약지반에 쇄석다짐말뚝의 클로깅 현상을 줄이고 말뚝 내 공극을 감소시키기 위한 연구가 수행되었다. 각 재료의 배합비별 전단강도 시험을 통해 적정혼합비를 산정하고 연약지반에 적용 시 효율적인 치환율을 공학적 시험으로 도출하였다. 다짐 시험 및 대형직접전단 시험결과, 쇄석:저회 혼합비 80:20의 전단강도가 가장 크므로 쇄석과 저회 혼합다짐말뚝의 최적 혼합비로 결정하였다. 저회의 혼합비가 20% 이상의 영역에서는 혼합재료의 입자간 맞물림 효과 감소에 의한 내부마찰각 저하가 발생하였다. 동결융해법에 의한 모형시험 방법을 개발하여 압축시험을 수행한 결과, 저회혼합다짐말뚝의 치환율이 40% 이상일 경우 그 영향이 크게 증가하지 않았다. 따라서 저회혼합다짐말뚝을 연약지반에 시공 시 경제적인 치환율은 40%로 판단된다.
Translucent alumina is a potential candidate for high temperature application as a replacement of the glass or polymer. Recently, due to the increasing demand of high power light emitting diode (LED), there is a growing interest in the translucent alumina. Since the translucent property is very sensitive to the internal defect, such as voids inside or abnormal grain growth of sintered alumina, it is important to fabricate the defect-free product through the fabrication process. Powder injection molding (PIM) has been commonly applied for the fabrication of complex shaped products. Among the many parameters of PIM, the flowability of powder/binder mixture becomes more significant especially for the shape of the cavity with thin thickness. Two different positions of the gate were applied during PIM using the disc type of die. The binder was removed by solvent extraction method and the brown compact was sintered at $1750^{\circ}C$ for 3 hours in a vacuum. The flowability was also simulated using moldflow (MPI 6.0) with two different types of gate. The effect of the flowability of powder/binder mixture on the microstructure of the sintered specimen was studied with the analysis of the simulation result.
Low-cost and large-scale fabrication method of nanohole array, which comprises nanoscale voids separated by a few tens to a few hundreds of nanometers, has opened up new possibilities in biomolecular sensing as well as novel frontier optical devices. One of the key aspects of the nanohole array research is how to control the hole size following each specific needs of the hole structure. Here, we report the extensive study on the fine control of the hole size within the range of 500-2500 nm via surface-catalyzed chemical deposition. The initial hole structures were prepared via conventional photo-lithography, and the hole size was decreased to a designed value through the surface-catalyzed chemical reduction of the gold ion on the predefined hole surfaces, by simple dipping of the hole array device into the aqueous solution of gold chloride and hydroxylamine. The final hole size was controlled by adjusting reaction time, and the optimal experimental condition was obtained by doing a series of characterization experiments. The characterization of size-controlled hole array was systematically examined on the image results of optical microscopy, field emission scanning electron microscopy(FESEM), atomic-force microscopy(AFM), and total internal reflection microscopy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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