• 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.

• 멤브레인
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• 제26권3호
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• pp.220-228
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• 2016

비용매 유도 상분리(NIPS) 법으로 제조된 폴리이미드 전구체를 이용하여 탄소분자체 중공사 분리막을 제조하였으며, 온도변화에 따른 열처리 조건이 탄소분자체 중공사막의 기체 분리 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 열처리 온도 $250{\sim}450^{\circ}C$에서 승온 속도, 안정화 시간을 조정하여 최적화 하였을 때, 중공사 분리막의 단일기체 $N_2$, $SF_6$, $CF_4$ 투과도는 각각 20, 0.32, 0.48 GPU이었고, $N_2/SF_6$ 선택도는 62, $N_2/CF_4$ 선택도는 42로 가장 높은 값을 나타내었다. $SF_6/CF_4/N_2$ 혼합기체 평가에서는 0.5 MPa에서 stage cut이 0.2일 때, $SF_6$, $CF_4$ 회수율이 각각 99, 98% 이상으로 높게 나타났고, 농축농도는 stage cut 0.8에서 주입농도의 4.5배 이상이었다. 이로부터 제조된 탄소분자체 중공사 분리막은 불화가스 회수용 분리막으로써 우수한 소재임을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.507-508
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• 2006

$SF_6$ gas is widely used in industrial of insulation field. In this paper, $N_2$ is mixed to improve pure $SF_6$ gas characteristics. Electron transport coefficients in $SF_6-N_2$ mixture gases are simulated in range of E/N values from 70 to 400 [Td] at 300K and 1 Torr by using Boltzmann equation method. The results have been obtained by using the electron collision cross sections by TOF, PT, SST sampling, compared with the experimental data determined by the other author. It also proved the reliability of the electron collision cross sections and shows the practical values of computer simulation. The result of Boltzmann equation and Monte Carlo Simulation has been compared with experimental data by Ohmori, Lucas and Carter. The swarm parameter from the swarm study are expected to sever as a critical test of current theories of low energy scattering by atoms and molecules.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.503-503
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• 2012

본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압 펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 $N_2$와 $SF_6$ 혼합기체 종류와 여러 가지 기체압력에서 전기 트리거를 이용한 방전현상을 전기, 광학적으로 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 10 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr, 1기압, 2 기압에서 실험을 진행하였고, $N_2$에 대한 $SF_6$의 혼합비율을 0~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 전기 트리거 신호가 인가된 펄스 방전 스위치의 방전전압 및 방전 기작원리, 트리거 스위칭 지연시간, 트리거 절연파괴 기작원리, 그리고 이때 생성된 플라스마의 전자 온도 및 밀도에 관한 전기광학 특성 등에 관한 기초연구를 수행하였다. 트리거 펄스가 있을 때의 방전개시전압은 트리거 지연시간 20 us 에서 최소가 되는 특성을 보이며, 이때의 SF6 함량에 따른 최소방전전압과 트리거 펄스가 없을 때의 방전전압을 서로 비교하였다. 이를 통하여 A-K gap 10 mm 조건에서 20 us의 트리거 펄스의 지연시간을 가지는 방전 개시전압은 트리거 펄스가 없을 때 전극 간격이 6 mm에 해당되는 방전개시 전압 값을 가짐을 실험적으로 보였다. 이는 트리거 펄스에 의하여 전극 주위에 쉬스가 형성되며, 이로 인한 전극 간격이 가까워지며, 이와 같은 효과 때문에 방전개시전압은 그만큼 낮아지는 것으로 해석 할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1999-2001
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• 2000

Impulse breakdown voltage characteristics of sulphur-hexafluoride/nitrogen ($SF_{6}-N_{2}$) mixtures were presented. The applied voltages were the positive and negative lightning impulse (1.2/44${\mu}s$) and oscillating impulse ($0.4{\mu}s$/2.08MHz) voltages. The predischarge current was observed to clarify the breakdown mechanism. The electrode system was consisted of plane to plane configuration with a needle-shaped protrusion whose length and diameter are 10mm and 1mm. The measurements were carried out at the gas pressure of mixtures up to 0.5MPa with nitrogen concentrations varying from 5 to 20%. The electrical breakdown in $SF_{6}-N_{2}$ mixtures develops with steplike pulses in leader mechanism. The minimum breakdown voltages for the negative lightning and oscillating impulse voltages were higher than those for the positive.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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• pp.17-21
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• 2000

A Study on the electron energy distribution function in $SF_6+Ar$ mixtures gas used by MCS-BE algorithm, the electron swam parameters in the 0.5% and 0.2% $SF_6+Ar$ mixtures are measured by time of flight method over the E/N(Td) range from 30 to 300(Td). A two-term approximation of the Boltzmann equation analysis and Monte Carlo simulation have been also used to study electron transport coefficients. The electron energy distribution function has been analysed in $SF_6$ gas and $SF_6+Ar$ mixtures at E/N : 200(Td) for a case of the equilibrium region in the mean electron energy. The measured results and the calculated results have been compared each other.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.696-699
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• 1999

The electron transport coefficients in $SF_6+N_2$ gas is analysed in range of E/N values from 100~900(Td) by a Monte Carlo simulation and Boltzmann method, using a set of electron collision cross sections determined by the authors. The result of the Monte Carlo simulation such as electron drift velocity, ionization and electron attachment coefficients, longitudinal and transverse diffusion coefficients in nearly agreement with the respective experimental and theoretical for a range of E/N.

• 전기학회논문지
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• 제63권10호
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• pp.1485-1490
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• 2014

$SF_6$ gas has been used for power transformers or gas insulated switchgears, because it has the superior insulation property and the stable structure chemically. It has been, however, one of global warming gases and required to reduce the its amount. Some papers have reported that its amount could be reduced by mixing with other gases, such as $N_2$, $CF_4$, $CO_2$ and $C_4F_8$ and their mixture gases would cause the synergy effect. In this paper, we investigated the characteristics of DC plasmas on $SF_6$ mixture gases with $N_2$ at atmospheric pressure. $N_2$ gas is one of cheap gases and has been reported to show the synergy effect with mixing $SF_6$ gas, even though $N_2$ plasmas have electron-positive characteristics. 38 kinds of $SF_6/N_2$ plasma particles, which consisted of an electron, two positive ions, five negative ions, 30 excitation and vibration particles, were considered in a one dimensional fluid simulation model with capacitively coupled plasma chamber. The results showed that the joule heating of $SF_6/N_2$ plasmas was mainly caused by positive ions, on the other hand electrons acted on holding the $SF_6/N_2$ plasmas stably. The joule heating was strongly generated near the electrodes, which caused the increase of neutral gas temperature within the chamber. The more $N_2$ mixed-ratio increased, the less joule heating was. And the power consumptions by electron and positive ions increased with the increase of $N_2$ mixed-ratio.

• 전기학회논문지P
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• 제59권2호
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• pp.146-150
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• 2010

Distribution Function and Drift velocities for electrons in $SF_6$-Ar mixtures gases used by MCS-BEq algorithm has been analysed over the E/N range 30~300[Td] by a two term Boltzmann equation and by a Monte Carlo simulation using a set of electron cross sections determined by other authors, experimentally the electron swarm parameters for 0.2[%] and 0.5[%] $SF_6$-Ar mixtures were measured by time-of-flight method. The results obtained in this work will provide valuable information on the fundamental behaviors of electrons in weakly ionized gases and the role of electron attachment in the choice of better gases and unitary gas dielectrics or electro negative components in dielectric gas mixtures. The results show that the deduced electron drift velocities agree reasonably well with theoretical for a rang of E/N values.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제7권6호
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• pp.462-472
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• 1994

In this paper, electron drift velocity is experimentally measured in SF$_{6}$+N$_{2}$ Gas by induced cur-rent method and quantitaive production of electron transport coefficient is calculated by backward-prolongation of Boltzmann equation. Then electron energy distribution function and attachment coefficients are calculated. This paper can use the electron drift velocity by experimentally and the electron transport coefficient by calculated as a basic data of mixed Gas by comparing and investigating.g.