• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제11권1호
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• pp.42-47
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• 2010

Polymer insulating materials such as cross linked polyethylene (XLPE) are employed in electric cables used for extra high voltage. These materials can degrade due to chemical, mechanical and electric stress, possibly caused by voids, the presence of extrinsic materials and protrusions. Therefore, this study measured discharge patterns, discharge phase angle, quantity and occurrence frequency as well as changes in XLPE under different temperatures and applied voltages. To quantitatively analyze the irregular partial discharge patterns measured, the discharge patterns were examined using a statistical program. A three layer sample was fabricated, wherein the upper and lower layers were composed of non-void XLPE, while the middle layer was composed of an air void and copper particles. After heating to room temperature and $50^{\circ}C$ and $80^{\circ}C$ in silicone oil, partial discharge characteristics were studied by increasing the voltage from the inception voltage to the breakdown voltage. Partial discharge statistical analysis showed that when the K-means clustering was carried out at 9 kV to determine the void discharge characteristics, the amount discharged at low temperatures was small but when the temperature was increased to $80^{\circ}C$, the discharge amount increased to be 5.7 times more than that at room temperature because electric charge injection became easier. An analysis of the kurtosis and the skewness confirmed that positive and negative polarity had counterclockwise and clockwise clustering distribution, respectively. When 5 kV was applied to copper particles, the K-means was conducted as the temperature changed from $50^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. The amount of charge at a positive polarity increased 20.3% and the amount of charge at a negative polarity increased 54.9%. The clustering distribution of a positive polarity and negative polarity showed a straight line in the kurtosis and skewness analyses.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.487-495
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• 2021

선박에서 주로 사용하는 전압은 450[V], 6.6[kV], 11[kV]이며, 운항 중 전력계통의 안정성 확보를 위해 접지 시스템이 적용된다. 일반적으로 450[V]를 사용하는 저전압 선박은 비접지 시스템을 6.6[kV], 11[kV]를 사용하는 고전압 선박은 고저항 접지 시스템을 적용한다. 선박의 전력계통에서 지락 고장이 발생하면 건전상의 대지 전압이 선간전압 또는 그 이상으로 증가하고, 케이블의 절연에 과도한 충격을 주게 되므로 이를 분석하는 것은 매우 중요한 부분이다. 따라서 본 논문에서는 선박에서 주로 채택하고 있는 고저항 접지 및 비접지 시스템에 대해 지락 고장에 따른 선박 전력계통의 대지 전압의 변동 특성과 고장 상의 판단 방법을 대칭 좌표법을 이용하여 분석하고자 한다. 이를 위해 대칭 좌표법을 이용하여 대지 전압의 수학적 모델을 유도하고, 시뮬레이션을 위한 선박 전압은 6.6[kV]와 450[V]로 선정하였다. MATLAB을 이용한 시뮬레이션 결과 두 접지 시스템 모두 지락상 보다 위상이 120° 앞선 상의 대지 전압이 가장 높게 상승하였고, 이를 이용하여 고장 상을 정확하게 판단할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.476-480
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• 2003

Polyethylene used as insulating material of power cable is nonpolar and low dielectric loss polymer. But it has defects of tree generation and accumulation of space charge by an applied voltage resulting in the decreased life and performance. To solve these problems, mixed films with LLDPE and EVA that is similar to LLDPE at physical properties in case of low VA contents were made and tested due to the blend ratios of 80:20, 70:30, 60:40 and 50:50[wt%] respectively. We investigated AC electrical treeing characteristics to acquire the best mixture ratio and effect of the tip radius of needle electrode to develop excellent treeproof materials. The degree of crystallity calculated with XRD pattern is higher for pure LLDPE, 50:50 and 70:30. For DSC analysis, it is confirmed that the melting points of mixed specimens are lower than that of pure LLDPE and higher than pure EVA's. The shape of tree propagation showed that pure EVA was electrical tree shape of the branch type, pure LLDPE and blended specimens was able to confirm tree shape of the bush type. As the tip radius go up in the blend ratio 70:30 specimen, the tree inception voltage rise. Probably the reason is the relaxation of electric field in the specimen with bigger tip ratio. As the 6 specimens were applied AC 5[KV],7.5[KV],10[KV] respectively, tree growth length is far shorter in the specimen with blend ratio 70:30, 50:50 than in pure EVA and pure LLDPE specimen. Conclusively, it is confirmed that specimens of which blend ratio are 70:30 and 50:50 are good in electrical tree retardant characteristics, especially, 70:30 has lower dielectric loss than 50:50 and its mixture ratio is the best.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.450-456
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• 2016

케이블에 인가되는 신호로 의사잡음 수열을 사용하여 인가신호와 반사신호의 시간 상관 분석을 실시하여 케이블 고장을 검출하는 STDR (sequence time domain reflectometry)은 노이즈 환경에 강하고, 단선, 합선을 포함한 간헐적 고장의 검출이 가능한 것으로 알려져 있다. 하지만 고장 위치의 거리가 멀거나 경미한 고장의 경우 반사신호의 감쇄가 크고 상관계수가 작아지게 되어, 케이블 고장 판별이 어렵거나 측정 거리 오차가 커진다. 또한 위상과 피크치 검출에 의한 고장 탐지 자동화가 어렵게 된다. 따라서 본 논문에서는 기존의 STDR의 고장 검출 성능을 향상시키기 위해 케이블에 인가되는 인가신호의 상관계수의 최댓값을 검출하고, 다음으로 인가신호를 제거하여 반사신호의 상관계수의 최댓값을 검출하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 저압 전력 케이블에서의 고장 검출 실험을 통해 성능을 입증하였다. 그 결과 제안된 방법은 신호가 감쇄되더라도 전통적인 STDR보다 고장 여부의 정확한 구분과 위치의 추적이 가능하였다. 또한 기준신호 제거와 상관계수의 정규화를 통해 위상과 최대값 검출 방법을 사용함으로써 자동 고장 판별과 거리 계산에 오류가 발생하지 않았다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.405-412
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• 2004

본 논문에서는 1차 측이 20m이상의 긴 트랙케이블(Track Cable)로 2차 측은 큰 에어 갭(Air-gap)을 갖는 픽업코일(Pick-up Coil)로 구성되어 있는 비접촉 전원에 대해서 서술하였다. 이러한 비접촉 전원은 1차 측 누설 인덕턴스가 자화 인덕턴스보다 크기 때문에 커플링이 좋지 않아 1차 측의 에너지를 2차 측으로 효율적으로 전달 할 수 없다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 논문에서는 직렬공진 컨버터, 병렬공진 컨버터 그리고 직ㆍ병렬공진 컨버터(SPRC)의 주 회로를 해석하였고, 각 회로에 대한 전압이득 특성을 비교 검토하였다. 그리고 10kW 직ㆍ병렬공진 컨버터(SPRC)에 대한 실험결과를 서술했다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.18-20
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• 2005

일반적으로 저압계통의 고장전류를 차단하기 위해 설치된 차단기의 차단원리는 주로 역전압발생법올 이용하고 있다. 역전압발생법은 효과적으로 저압계통의 고장전류를 차단할 수 있으나, 제한된 한류성능과 긴 아킹 시간은 차단기는 물론 주변 전력기기에 전기적/열적/기계적 스트레스를 주게 된다. 국내외 업체는 고장전류를 보다 빠르고 효과적으로 제한 및 차단을 할 수 있는 한류형 차단기를 제안하고 있는 실정이다. 저압계통의 경우, 정온도계수 (Positive Temperature Coefficient, PTC) 특성을 가지는 한류소자를 기존 차단기에 직렬 혹은 병렬로 연결하여 저압계통의 고장전류를 매우 빠르고 효과적으로 제한 및 차단하는 추세에 있으며, 또한 PTC 한류소자를 이용함으로써 저압계통의 차단보호협조를 효과적으로 구현하고자 하고 있다. PTC 한류소자는 소자는 열팽창이 큰 비전도성 성분과 열팽창이 작은 전도성 성분이 혼합되어 구성되며, 소자의 온도가 증가함에 따라 비전도성 성분이 상대적으로 큰 부피 팽창을 하여 저항이 증가하게 된다. 이러한 PTC 소자를 전력계통에 적용함으로써 고장전류에 따른 줄열에 의한 저항증가로 고장전류를 제한하게 된다. 본 연구에서는 일반적으로 배터리 보호용으로 사용되는 폴리에틸렌 수지 및 카본블랙으로 구성된 폴리머 PTC 한류소자를 이용하여, 기존의 저전력 배터리 보호 폴리머 PTC 소자로부터, 저압계통의 단락사고시 발생하는 단락전류를 효과적으로 제한할 수 있는 대전력 폴리머 PTC 소자를 개발하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.251-256
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• 2001

Bi-2223 tapes have been developed for low-field power applications at liquid nitrogen temperature. When the Bi-2223 tapes are used in an application such as a power transmission cable or a power transformer, they are supplied with an AC transport current simultaneously. AC loss taking into account such real applications is a crucial issue for power applications fo the Bi-2223 tapes to be feasible. In this paper, the transport losses for different AC current levels and arrangements of the neighboring tapes have been measured in a 1./5 m long Bi-2223 tape. The significant increase of the transport losses due to neighboring tape's AC currents is observed. An increase of the transport losses caused by a decrease of the Bi-2223 tape's critical current is a minor effect. The measured trasprot losses could not be explained by a dynamic resistance loss based on DC voltage-current characteristics in combination with the neighboring tape's AC currents.The trasport losses do not depend on the frequency of the neighboring tape's AC currents but is arrangements in the range of small current especially.

• 한국안전학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2005

Stick type ignition coil is new development that connect directly with ECU(Electronic control unit), without needing a spark plug cable and distributor. Glass-fiber reinforced ploymeric composites provide the desirable properties of high stiffness and strength as well as low specific weight. Stick type ignition coil jacket is using PBT CF30 resin. PBT CF30 resin is a kind of electric insulation which is a superior engineering plastic that is used to prevent the leakage of the electrical current. If PET receive a mistake of design or excessive force when HV terminal oppress on jacket, it can happen to crack. Local stress concentrations occurring on the contact surface, the contact phenomenon becomes a direct cause to the wear and failure of mechanical structures. When it is cracked, it can allow a leakage of the electrical current. So, in this study, we analyze the contact stress to PBT jacket using ANSYS program, when HV terminal oppress on jacket. We suppose PBT to be Jacket and we analyzed contact stress that happens in PET like PBT analysis method. We compared the use of PBT and PET.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.96-100
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• 2001

Bi-2223 tapes have been developed for low-field power applications at liquid nitrogen temperature. When the Bi-2223 tapes are used in an application such as a power transmission cable or a power transformer, they are supplied with an AC transport current and exposed to an external magnetic field generated by neighboring tape's AC currents simultaneously. AC loss taking into account such real applications is a crucial issue for power applications of the Bi-2223 tapes to be feasible. In this paper, the transport losses for different AC current levels and arrangements of the neighboring tapes have been measured in a 1.5 m long Bi-2223 tape. The significant increase of the transport losses due to neighboring tape's AC currents is observed. An increase of the transport losses caused by a decrease of the Bi-2223 tape's critical current is a minor effect. The measured transport losses could not be explained by a dynamic resistance loss based on DC voltage-current characteristics in combination with the neighboring tape's AC currents. The transport losses do not depend on the frequency of the neighboring tape's AC currents but its arrangements in the range of small current especially.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.534-539
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• 2007

본 논문에서는 저압 배선 진단 시스템 개발을 위한 지능형 차단 시스템을 제안한다. 제안된 배선 진단 시스템은 TFDR(Time-Frequency Domain Reflectometry) 알고리즘을 통해 배선이 어떤 상태인지를 보여 주는 시스템이다. 그리고 제안된 진단 시스템으로부터 얻은 신호를 분석하여 이상 종류에 따라 분류하는 시스템을 통해 지능형 차단 시스템을 제안한다. 일반적으로, TFDR을 통해 알아 낼 수 있는 이상의 종류는 damage, open 그리고 short 이다. 각 상황에 대한 효율적인 분류를 위하여 IF-THEN 규칙에 기반 한 분류기가 사용된다. 기존 TFDR이 수행되었던 통신선 케이블의 실험 데이터에 기반 한 실험을 통해 본 제안 내용의 우수성을 보이게 된다.