• 제목/요약/키워드: Joule heat

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온도변화에 따르는 고전력 케이블의 수명 변화 연구 (A study on Lifetime Evaluation of High-power Cables Based on Temperature Changes)

  • 엄기홍;이관우
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.273-278
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    • 2015
  • 증가하는 전력 수요량을 충족시키기 위하여 송전 설비의 전기적인 용량이 커져야 한다. 고전력의 전기를 생산하고 전달하는 설비들은 대규모화될 뿐만이 아니라 높은 신뢰성으로써 동작하여야 한다. 따라서 전기설비가 안정상태에서 동작해야 한다는 것은 매우 중요한 과제이다. 고전력을 전달하기 위한 유일한 수단으로 체택되고 있는 케이블에서 전류에 의하여 줄 열이 발생하며, 열에 의하여 케이블 시스템의 열화가 발생한다. XLPE 케이블의 경우 $90^{\circ}$에서 30년 수명을 보장한다는 조건으로 제작, 설치 및 운영 되고 있으나, 실제 30 년 사용한 시점에서 수명이 종료될 것이라는 보장이 현재로서는 없는 상태이다. 이 논문에서 기존의 수명 이론을 바탕으로 활선 상태의 6.6 kV 케이블 9회선의 온도를 측정하고, 케이블의 온도와 수명의 상관관계를 파악하기 위하여 우리가 제작하여 (주)서부발전에 설치하여 운영하고 있는 장치를 소개한다.

마그네트론 스퍼터링 법을 이용한 IZO/Ag/IZO 다층 박막 투명 면상 발열체 (IZO/Ag/IZO Multilayers Prepared by Magnetron Sputtering for Flexible Transparent Film Heaters)

  • 박소원;강동령;김나영;황성훈;전승훈;;김태훈;김서한;박철우;송풍근
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.114.2-114.2
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    • 2017
  • Transparent film heaters (TFHs) based on Joule heating are currently an active research area. However, TFHs based on an indium tin oxide (ITO) monolayer have a number of problems. For example, heating is concentrated in part of the device. Also, heating efficiency is low because it has high sheet resistance ($R_S$). Resistance of indium zinc oxide (IZO) is similar to ITO and it can be used to flexible applications due to its amorphous structure. To solve these problems, our study introduced hybrid layers of IZO/Ag/IZO deposited by magnetron sputtering, and the electrical, optical, and thermal properties were estimated for various thickness of the metal interlayer. It was found that the sheet resistance of the multilayer was mainly dependent on the thickness of the Ag layers. The $R_S$ of IZO(40)/Ag/IZO(40nm) multilayer was 5.33, 3.29, $2.15{\Omega}/{\Box}$ for Ag thickness of 10, 15, and 20nm, respectively, while the $R_S$ of an IZO monolayer(95nm) was $59.58{\Omega}/{\Box}$. The optical transmittance at 550nm for the IZO(95nm) monolayer is 81.6%, and for the IZO(40)/Ag/IZO(40nm) multilayers with Ag thickness 10, 15 and 20nm, is for 72.8, 78.6, and 63.9%, respectively. The defrost test showed that the film with the lowest RS had the highest heat generation rate (HGR) for the same applied voltage. The results indicated that IZO(40)/Ag(15)/IZO(40nm) multilayer has the best suitable property, which is a promising thin film heater for the application in vehicle windshield.

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분진발생지역의 현장실측과 분석을 통한 위험성 평가 (A Risk Assessment in According to Spot Measures and Analysis in Dust Generation Area)

  • 송길목;김영석;김종민
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.103-110
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    • 2008
  • 전기안전 측면에서 전기설비의 환경영향을 평가하고 국내규정에 맞도록 개선하기 위한 검토가 필요하다. 본 논문은 분진발생지역에서 현장실측과 분석을 통해 위험성을 평가하였다. 분진은 절연재료 표면에 부착되어 사고의 원인이 된다. 분진에 의한 전기사고의 메커니즘에 있어서 분진이 전기설비에 쌓이던, 누설전류가 흐르고, 표면이 탄화된다. 이후 줄열에 의해 전기화재가 발생한다. 실태조사결과, 보호 장치 또는 분전함에서 분진이 발견되었으며, 포집된 분진은 포집량과 도전율이 각각 달랐다. ICP-AES에 있어서 대체로 나트륨성분이 검출되었고 고무재생공장의 경우에는 아연과 칼슘성분이 검출되었다. 하수처리장에서는 나트륨, 마그네슘, 철, 칼슘, 알루미늄 등의 성분이 검출되었다. 따라서, 현장실측과 분진의 분석은 분진발생지역에서의 전기적 위험성 평가의 중요한 자료가 될 것이다.

수소충전 시 압력상승률이 표준충전프로토콜 중요변수에 미치는 영향 해석 (An Analysis of the Effect of Pressure Ramp Rate on the Major Parameters of the Standard Hydrogen Fueling Protocol)

  • 채충근;김용규;채승빈
    • 한국가스학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.23-32
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    • 2020
  • 수소자동차용기에 높은 압력(70 MPa)의 수소를 빨리 완전 충전하는 것은 쉽지 않다. 그 이유는 줄-톰슨효과 등에 의해 발생하는 열로 인하여 용기내의 온도가 급속히 상승하기 때문이다. 미국의 SAE J2601, 일본의 JPEC-S 0003 같은 충전프로토콜이 제정되어 운영되고 있다. 그러나 이들 프로토콜에는 수많은 가정이 도입되어 내용이 너무 복잡하고 적용범위가 제한적이라는 문제가 있다. 이 연구는 완벽한 실시간 통신에 기반한 새로운 프로토콜을 개발하기 위해서 수행되었다. 이 연구에서는 수소충전 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 압력상승률이 자동차용기내의 온도 및 압력 상승과 충전유속에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 그 결과 압력상승률 결정 시 우선 고려하여야 할 매개변수는 자동차 용기의 온도라는 것을 알 수 있었다.

50% 미만 부하조건에서의 3상 몰드변압기 진동 측정과 분석 (The vibration detection and analysis of 3-phase cast resin transformer in less than 50% load conditions)

  • 송길목;방선배;김종민;김영석;최명일
    • 전기학회논문지
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    • 제61권7호
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    • pp.992-997
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    • 2012
  • In this paper, we were analyzed the vibration characteristics of the three-phase cast resin transformer using less than 50% of load in the field. Most of the cast resin transformer is less than 50% in the domestic field is used for load conditions. Consisting of a solid insulator cast resin transformer is generating lots of noise and vibration. In addition, because it is affected by Joule 's heat is used in light load conditions. As a results, the transformer vibrations at frequencies below about from 200Hz to 500Hz were detected. Vibration velocity depends on the load variations were found. Load up to approximately 20-30% in most cases the vibration velocity was found at 4,000 ${\mu}m/s$ or less, 8,000 ${\mu}m/s$ or more. Vibration frequency at light load conditions were generated at the 120Hz, 240Hz, 360Hz and 480Hz. At the load condition of from 10% to 20%, vibration velocity is higher than another. Most of the vibration velocity were identified at the 1,000 ${\mu}m/s$ or less. Using the vibration frequency and velocity measurements data, the load on the cast resin transformer analyzed the correlation of the burden. Therefore, this data could be found in the vibration characteristics of the light-load conditions. If the field measurements using the data perform diagnostics on the transformer, it's expected to be very effective.

컴퓨터 시뮬레이션에 의한 SPS의 몰드크기에 따른 SiC-ZrB2 복합체의 소결특성 연구 (A Study on Sintering Properties of a SiC-ZrB2 Composite According to Mold Size of SPS Through Computer Simulation)

  • 신용덕;이정훈;진범수;강명균
    • 전기학회논문지
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    • 제61권7호
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    • pp.988-991
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    • 2012
  • The computer simulation was performed to confirm distribution of current and power density according to inner diameter of graphite mold of SPS(Spark Plasma Sintering). When the inner diameters of a graphite mold are varied $10mm{\Phi}$, $20mm{\Phi}$, $30mm{\Phi}$ and $40mm{\Phi}$, the more the inner diameter of graphite mold is decreased, the more the current density of punch section is increased. Because the electrical resistivity of the SiC-$ZrB_2$ specimen section($7.77{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$) was lower than the electrical resistivity($6.00{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$) of graphite section, the current density and power density of specimen section was higher than those of graphite section. It is considered that a SiC-$ZrB_2$ composite is sintered by more Joule heat of specimen section than that of mold and punch section. The current and power density distribution of a SiC-$ZrB_2$ composite can be predicted through computer simulation when SPS is conducted, and an electrical resistivity of the SiC-$ZrB_2$ composite is main element of SPS.

수냉식 전기자로 구성된 1 MW 고온초전도 동기모터의 설계 (Design of 1 MW High-temperature Superconducting Motor with Water-cooled Armature)

  • 백승규;이재득;김석호;이언용;손명환;권영길;문태선;박희주;김영춘;이지영;홍정표
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1258-1260
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    • 2005
  • Superconducting synchronous motors and generators have the field coil composed of superconductor with almost zero resistance at superconducting state. Therefore, co or loss at the conventional field coil is eliminated and the superconducting machine gets higher efficiency. The armature coil of the superconducting machine is composed of cower wire and supported by non-magnetic material such as FRP(Fiber Reinforced Plastic). Although a fully-superconducting machine with superconducting armature coil has been researched, it was not developed toward industrial application because of AC transporting loss and difficulty in construction of the cooling structure and so on. This paper contains the design procedure of a 1 MW superconducting synchronous motor using high-temperature superconductor only for the field coil. Especially, the armature coil is designed by water-cooling in order to dissipate Joule heat easily. Moreover, 3-dimensional electromagnetic design is conducted to get a proper design result and reduce design errors from 2-dimensional approach.

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종양치료용 고주파 열치료 인체적용 시뮬레이션 (Simulation of the High Frequency Hyperthermia for Tumor Treatment)

  • 이강연;정병균;김지원;박정숙;정병호
    • 한국융합학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.257-263
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    • 2018
  • 고주파 열치료법은 1MHz 이상의 RF 고주파 전류를 전극을 통해 종양조직으로 공급, 가열하여 종양조직의 온도를 $42.0^{\circ}C$이상으로 상승시켜 열괴사시키는 치료법으로 알려져 있다. 인체 내에서 전자기에너지의 흡수와 전달을 위한 수학적으로 모델링과 생물학적인 신체조직의 온도 필드 분포의 해석과 평가를 통해 생체조직을 구성하는 분자들이 진동하면서 서로 마찰되어 열에너지로 전환되는 과정을 분석할 수 있다. 본 논문에서는 3차원 모델의 기하학적 형상의 성인남자 표준모델을 토대로 인체모형을 설정하고, 계산은 유한체적법 코드를 활용하였다. 인체에 전극을 장착하여 외부에서 유도되는 자기장을 모사한 쥴열이 공급되는 것으로 가정하였고 이에 대한 온도분포를 0-1,200초 동안 해석하였다. 시뮬레이션의 결과, 전달된 에너지는 전극의 가장자리로부터 전극의 안쪽으로, 피부 표면으로부터 피하층으로 점진적으로 침투되어 폐종양세포에 전달되어 종양이 열괴사하는 과정을 확인할 수 있었다.