• 전기학회논문지P
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• 제59권2호
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• pp.197-201
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• 2010

$SF_6$ gas would be used in power transformer, GIS (Gas insulated switchgear) and so on because of its electrically superior insulation and chemically stable structure. Recently, the reduction of $SF_6$ is required to avoid global warming and the researches on the dilution of $SF_6$ with other gases have been carried out. $SF_6$ mixture gases with $N_2$ and $C_xF_y$ have drawn attention to the synergy effect. However, in order to understand the mechanism of the synergy effect, it is important to analyze and evaluate properties of mixture gases quantitatively. In this paper, we investigated the mechanism of synergy effect from electron collision processes and electron energy distribution by solving Boltzmann equation with propagator method. Three kinds of gases for dilution of $SF_6$ ($SF_6/N_2$, $SF_6/CF$4 and $SF_6/C_4F_8$) are considered in this simulation. On the properties of $SF_6/N_2$ mixture gas, the variation of reduced electric field was shown highly within 0%~40% mixtures of $SF_6$. And the more low-level electron energy has been distributed, the higher insulation capability has appeared.

• 멤브레인
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• 제21권3호
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• pp.256-262
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• 2011

저농도의 $SF_6$를 포함하고 있는 기체 혼합물(10% $SF_6$/70% $N_2$/19% $O_2$/1% $CF_4$)로부터 $SF_6$를 분리 및 회수하기 위한 PSF막과 PC막의 성능에 대하여 연구하였다. 회수된 기체 내의 $SF_6$의 농도와 회수율 그리고 혼합기체($N_2/SF_6$, $O_2/SF_6$, $CF_4/SF_6$)의 선택도는 배출 유량과 온도의 함수로 측정하였다. PSF막과 PC막 모두 회수된 기체 내의 $SF_6$ 농도는 배출 유량이 증가하면서 감소하였으며 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 동일한 실험조건에서는 PSF막에서 회수된 기체 내의 $SF_6$의 농도가 PC막에서보다 높게 나타났다. 최대회수율은 298.15 K과 배출유량 150cc/min에서 PSF막의 경우 95.9%이고 PC막의 경우 67.8%를 나타냈다. $CF_4/SF_6$를 제외한 $N_2/SF_6$와 $O_2/SF_6$의 실제 선택도는 PSF막이 PC막보다 더 높게 나타났다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제7권1호
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• pp.21-29
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• 1993

본 연구는 전력계통의 절연에 가장 가혹한 영향을 미치는 뇌충격 전압에 대한 50% FOV와 V-t 특성 및 코로나 진전 과정을 불평등 전계중에서 순수 $SF_6, N_2, SF_6-N_2$혼합가스 분위기에서 연구하여 SF6-N2 혼합가스의 파괴과정과 경제적 실용 가능성에 대해서 검토하였다. 실험결과 $SF_6$ 50%-$N_2$ 50% 혼합가스의 50% FOV는 순수 $SF_6$의 80%보다 높다. 또 V-t 특성의 측정치와 등면적 법칙으로 계산된 곡선은 각 경우에 일치했다. 따라서 순수 $SF_6$에 대한 경제적 대체가스로서 SF6 50%-$N_2$ 50% 혼합가스가 사용되어질 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 방전 도형을 이용한 코로나 진전과정 분석으로 이를 입증했다.

• 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.

• 멤브레인
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• 제22권1호
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• pp.72-76
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• 2012

육불화황($SF_6$)은 매우 큰 지구 온난화 효과를 가진다. 따라서, $SF_6/N_2$의 사용을 줄이고 이것을 대기 중으로 방출하는 것을 억제하기 위한 노력이 있어 왔다. 전기 기구에서 $SF_6$의 사용량을 줄이는 한 가지 방법은 $SF_6/N_2$ 혼합 기체를 사용하는 것이다. 혼합 기체에서 $SF_6$의 농도는 10~60%까지 변화가 가능하다. 그러나, 기구를 분해하거나 수리할 경우에 혼합기체에서 $SF_6$를 회수하여야 한다. $SF_6$의 끓는점이 $-60^{\circ}C$ 정도로 매우 낮으므로 액화법은 적용하기가 어렵다. 한 가지 가능한 대안은 분리막을 사용하는 것이다. 본 연구에서는 5가지 고분자에 대해서 육불화황과 질소의 투과 성질에 대해서 조사하였다. 예를 들면 $25^{\circ}C$에서 이축연신 폴리프로필렌(BOPP)에 대한 질소의 투과도는 0.19 barrer인 반면에 육불화황의 투과도는 0.0012 barrer로써 선택도는 158이었다. $SF_6/N_2$ 혼합기체에 대한 upper bound가 처음으로 제안되었는데 n = -1.33 and k = 160 (barrer)이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권1호
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• pp.47-53
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• 2011

$SF_6$는 IPCC가 평가한 온난화 지수가 가장 큰 물질이다. 이런 $SF_6$ 가스의 처리를 위하여 현재는 고에너지의 분해 기술이 사용되고 있지만 최근 분리막을 이용한 분리 및 회수 기술이 주목을 받고 있다. $SF_6$가 중간권으로 방출될 경우 광분해 또는 이온 반응을 일으켜 높은 독성과 부식성을 지닌 부산물을 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 현재 분리막을 이용한 $SF_6$ 가스의 회수 분리에 관한 연구 동향을 살펴보면 다양한 분리막 재질에 대한 투과특성연구가 부족하다. 또한, 실제 폐 $SF_6$ 가스 농도에 대한 연구와 에너지 효율이 높은 운전조건의 분리 회수 연구는 초기단계이다. 그러므로, 본 연구에서는 상용화된 PSF (polysulfone), PC (tetra-bromo polycarbonate)와 PI (polyimide) 중공사 분리막을 사용한 $SF_6$, $N_2$ 단일기체의 투과도 연구 및 폐 $SF_6$ 가스 농도의 $SF_6/N_2$ 혼합기체를 사용하여 상용화된 PSF, PC와 PI 중공사 분리막과 운전조건 변화에 따른 $SF_6$ 가스의 분리 회수 연구를 수행하였다. 고분자 중공사 분리막에 대한 $SF_6$와 $N_2$의 투과 특성 실험 결과, $N_2/SF_6$ 투과선택도는 PI 중공사분리막이 가장 높고, PC 중공사 분리막이 가장 낮은 결과를 보였다. $SF_6/N_2$ 혼합기체의 분리 특성연구에서 회수된 $SF_6$의 농도를 비교할 경우, PC 중공사 분리막이 0.5 MPa일 때 95.6 vol %로 가장 높았다. $SF_6$의 회수율에서는 PSF 중공사 분리막이 운전압력 0.3 MPa, 배출유량 150 cc/min일 때 최대 97.8%로 가장 높았다. 이상의 결과로부터 분리막을 이용한 폐 $SF_6$ 가수의 분리 및 회수 기술은 향후 $SF_6$ 가스의 대표적 친환경 기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대기
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• 제18권3호
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• pp.225-235
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• 2008

Sulfur hexafluoride ($SF_6$), man-made compound, has been paid attention as a potent greenhouse gas. After Kyoto Pototcol on Climate Change in 1997, nations established the policy aimed at minimizing release of $SF_6$ to atmosphere. We have developed and operated an automatic analytical system for monitoring atmospheric $SF_6$ using gas chromatography with electron capture detector (GC-ECD) and packed separate-column. Here, we report and discuss 4-month record of atmospheric $SF_6$ concentrations monitored at Seoul National University (SNU) pilot station near the Kwanak Mountain, Seoul. Most of observed $SF_6$ concentrations were excessively high compared with Northern Hemisphere (NH) background trend obtained from National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Earth System Research Laboratory (ESRL) monitoring stations. And the observed $SF_6$ showed extremely wide variability ranging from 4.6 pptv to $1.1{\times}10^3$ pptv, which may be affected by local sources placed nearby. Simultaneous wind data with $SF_6$ measurements show that relatively high values of $SF_6$ correspond to weak wind as well as southerly. There are many engineering installations to the south of the station. The regional value of the atmospheric $SF_6$ estimated from the data selection by wind conditions is about 6.8 pptv. This value, which is similar to concentrations of urban areas, is higher than NH background concentration.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권1호
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• pp.53-58
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• 2020

Korea Electric Power Corporation (KEPCO) uses large amount of SF₆, one of the potent greenhouse gases, in electric equipment for electrical insulation. KEPCO is developing SF₆ recovery and purification technology to minimize the release of SF₆ into the environment, to secure certified emission reduction, and to save purchase cost of new SF₆ by reusing the refined SF₆. A prototype SF₆ purification system using cryogenic solidification technology has been built in demonstration scale. To evaluate the feasibility of the commercialization, the system has been operated to purify large amount of used SF₆ in a long-term operation and the performance has been economically evaluated. The system was stable enough for commercial operation such that it was able to purify 5.4 tons of used SF₆ from power transmission equipment in 2-month operation. Over 99% of the SF₆ was recovered from the used gas and the purity of the purified gas was over 99.7 vol%. The operation cost, which is the cost of refrigerant (liquid nitrogen), electricity and labor, per kilogram of purified SF₆ was 6,526 KRW. Considering the price of new SF₆ in Korea is about 15,000 KRW per kilogram this year, about 56% of the purchase cost can be saved.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제7권5호
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• pp.765-771
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• 2012

$SF_6$ gas has been used as arc quenching and insulating medium for high and extra high voltage switching devices due to its high dielectric strength, its excellent arc-quenching capabilities, its high chemical stability and non toxicity. Despite of its significant contributions, the gas was classified as one of the greenhouse gas in the Kyoto Protocol. Thus, many researches are conducted to find out the replacement materials and to develop the $SF_6$ gas useless electrical equipment. This paper describes experiments on the temperature change-related breakdown characteristics of $SF_6$ gas ($SF_6$) and $SF_6$ liquid ($LSF_6$) in a model GIS(Gas-Insulated Switchgear) chamber in order to show the possibility of more stable and safe usages of $SF_6$ gas. The breakdown characteristics are classified into three stages, namely the gas stage of $SF_6$ according to Paschen's law, the coexisting stage of $SF_6$ gas with liquid in considerable deviation at lower temperature, and the stage of $LSF_6$ and remaining air. The result shows that the ability of the $LSF_6$ insulation is higher than the high-pressurized $SF_6$. Moreover, it reveals that the breakdown characteristics of $LSF_6$ are produced by bubble-formed $LSF_6$ evaporation and bubbles caused by high electric emission and the corona. In addition, the property of dielectric breakdown of $LSF_6$ is determined by electrode form, electrode arrangement, bubble formation and movement, arc extinguishing capacity of the media, difficulty in corona formation, and the distance between electrodes. The bubble formation and flow separation phenomena were identified for $LSF_6$. It provides fundamental data not only for $SF_6$ gas useless equipment but also for electric insulation design of high-temperature superconductor and cryogenic equipment machinery, which will be developed in future studies.

• 전기학회논문지
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• 제57권2호
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• pp.245-251
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• 2008

Although many studies have been carried out about binary gas mixtures with $SF_6$, few studies were presented about breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures. At present study the breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures in non-uniform field was performed. The experiments were carried out under AC voltage and standard lightning impulse(SLI) voltage. Breakdown characteristics were investigated for $SF_6/CF_4$ mixtures when AC voltages and standard lighting impulse voltage was applied in a needle-plane. The needle-plane electrode whose gap distance was 3 mm were used in a test chamber. $SF_6/CF_4$ mixtures contained from 0 to 100% $SF_6$ and the experimental gas pressure ranged from 0.1 to 0.5 MPa. The breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures in non-uniform field may be influenced by defects like needle-shaped protrusions. In case of slowly rising SLI voltage and AC voltage it is enhanced by corona-stabilization. This phenomena caused by the ion drift during streamer development and the resulting space-charge is investigated. In non-uniform field under negative SLI voltage the breakdown voltage was increase linearly but under positive SLI voltage the breakdown voltage increase non-linearly. The breakdown voltage in needle-plane electrode displayed N shape characteristics for increasing the content of $SF_6$ at AC voltage. $SF_6/CF_4$ mixture has good dielectric strength and arc-extinguishing properties than pure SF6. This paper presents experimental results on breakdown characteristics for various mixtures of $SF_6/CF_4$ at practical pressures. We could make an environment friendly gas insulation material with maintaining dielectric strength by combing $SF_6\;and\;CF_4$ which generates a lower lever of the global warming effect.