A study on the dielectric characteristics of the Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) is important for designing a reliable high voltage superconducting machines such as transmission superconducting fault current limiters, superconducting cables, and superconducting transformers. In this paper, dielectric experiments of the GFRP under lightning impulse voltage are conducted in liquid nitrogen($LN_2$) according to various experimental conditions such as the thicknesses of the GFRP, the diameters of electrode systems and the pressures. The dielectric characteristics of the GFRP are analyzed by using a Finite Elements Method(FEM) according to various field utilization factors. It has been reported that the electrical insulation design of the GFRP would be conducted by considering the mean electric field intensity($E_{mean}$) distributed inside the GFRP. In this study, it is found that the dielectric performance of the GFRP could be explained by not only $E_{mean}$ but also the maximum electric field intensity ($E_{max}$). Finally, the empirical formulae of the GFRP to estimate an electrical breakdown voltage at sparkover under the lightning impulse condition are deduced. It is expected that the presented experimental results in this paper are helpful to design electrically reliable high voltage superconducting machines using the GFRP as an insulation material.
The electrical insulation design of high voltage superconducting fault current limiters (SFCLs) should be confirmed to be applied for the stabilization of the power grid. This paper describes numerical analysis and AC dielectric experiments for developing high voltage SFCLs. The electric field distributions between applied high voltage part and ground were calculated by finite element method (FEM) simulation tool and AC criterion of liquid nitrogen at 200 kPa was calculated from correlation between the field utilization factor and FEM simulation results. This paper deals with ceonceptual insulation design of a 154 kV class single-phase no-inductively wound solenoid type SFCL which was focused on gap distance between the cryostat and superconducting coils. Furthermore, the shield ring effect was confirmed to reduce maximum electric field at applied high voltage part.
A sub-cooled liquid nitrogen system is known as a promising method to develop high voltage superconducting apparatuses such as superconducting fault current limiters (SFCLs) and superconducting cables. To develop a high voltage superconducting machine adopting the sub-cooled liquid nitrogen system with a constant pressure. injecting a non-condensable gas is indispensable. In this study. the dielectric characteristics of insulation gases are investigated and analyzed by using electric utilization factors ($\xi$). It is found that the maximum electric field at sparkover that occurs with 50 % probability. $E_{MAX.50%}$ exponentially decreases as the S increases. This means that the $E_{MAX.50%}$ at sparkover can be estimated with the $E_{MAX.50%}$
The study on the dielectric characteristics of gaseous insulation medium is important for designing current leads of superconducting machines using a sub-cooled liquid nitrogen ($LN_2$) cooling method. In a sub-cooled $LN_2$ cooling system, the temperature of gaseous insulation medium surrounding current leads varies from the temperature of coolant to 300 K according to the displacement between the electrode system and the surface of sub-cooled $LN_2$. In this paper, AC withstand voltage experiments on gaseous nitrogen according to temperature are conducted. Also, AC withstand voltage experiments on gaseous nitrogen according to pressure, size of electrode, and gap length between two electrodes are performed. It is found that there is a functional relation between the electrical breakdown voltage and the field utilization factor (${\xi}$). As a result, the empirical formula for estimating an electrical breakdown voltage is deduced by adopting the concept of field utilization factors. It is expected that the experimental results presented in this paper are helpful to design current leads for a high voltage superconducting apparatus such as a superconducting fault current limiter (SFCL) using a sub-cooled $LN_2$ cooling system.
To demonstrate the applicability of super-conductors to electric power machines, the authors made and tested a small single-phase superconducting transformer. The aim of the study was to determine the fundamental properties of superconducting trans former. Therefore the superconducting transformer has a simple structure, i.e. the high voltage to low one ratio is 2:1 and the iron core is immersed in liquid helium. Fundamental characteristics are obtained through no-load and short-circuit tests. In this paper, the experimental results are described.
1MW class superconducting synchronous motor is designed considering several conditions such as superconducting wire length, machine efficiency and size. As the machine is larger and larger, the superconducting machine shows the advantages more and more over the conventional machines. Although the advantages at 1MW rating are not so great, the design approach to get an appropriate result would be very helpful for larger superconducting synchronous machine design. Major design concerns are focused on reducing expensive Bi-2223 HTS(High Temperature Superconducting) wire which is used for superconducting field coil carrying the rating current around 30K(-243$^{\circ}C$) while the machine efficiency is higher than conventional motors or generators with the same rating. Furthermore, some iron cored structure is considered to reduce the HTS wire requirement without bad effect on machine performances such as sinusoidal armature voltage waveform, synchronous reactance and so on.
Kim, W.J.;Kim, H.J.;Cho, J.W.;HwangBo, S.;Kim, S.H.
한국초전도ㆍ저온공학회논문지
/
제14권4호
/
pp.32-35
/
2012
A high-$T_c$ superconducting (HTS) DC application has advantages such as the ultimately lower loss, more compact dimensions, and large capacity compared to AC application. In order to optimize the insulation design of a HTS DC machines, it is important to understand the high voltage insulation and materials at cryogenic temperature. Polypropylene laminated paper (PPLP) has been widely used as an insulating material for HTS AC machines. However, the fundamental data under DC voltage have not been revealed satisfactorily until now. In this paper, we will discuss mainly on the breakdown and dielectric characteristics of PPLP in liquid nitrogen ($LN_2$). The polarity effects of DC and impulse voltage were studied by using the semi-rod to cylindrical electrode. The volume resistivity of PPLP in $LN_2$ was studied. Also, the space charge distribution at room temperature was studied. However, it is necessary to study this topic at cryogenic temperature in the near future.
A 1MW class superconductng synchronous motor is designed considering several conditions such as superconducting wire length, machine efficiency and size. As the machine is larger and larger, the superconducting machine shows the advantages more and more over the conventional machines. Although the advantages at 1MW rating are not so great, the design approach to get an appropriate result would be very helpful for larger superconducting synchronous machine design. Major design concerns are focused on reducing expensive Bi-2223 HTS(High Temperature Superconducting) wire which is used for superconducting field coil carrying the rating current around 30K($-243^{\circ}C$) while the machine efficiency is higher than conventional motors or generators with the same rating. Furthermore, some iron cored structure is considered to reduce the HTS wire requirement without bad effect on machine performances such as sinusoidal armature voltage waveform, synchronous reactance and so on.
For the first time in Korea, a 100hp high Tc superconducting(HTS) motor has been designed, developed and successfully tested recently. The design was based on 2-dimensional electromagnetic field analysis of cylindrical coordinate. The field winding of rotor was wound with Bi-2223 tapes and tested after assembled with other rotor components. The stator had air-gap type armature windings which allow higher terminal voltage and more sinusoidal voltage waveform than conventional iron cored machines. Steady state open & short-circuit test and resistive load test were conducted also in generator mode. The fabrication and test results of this machine were discussed in this paper.
During the past few years, a great deal of attention has been directed to the application of superconductivity to the electrical systems such as superconducting power transmission lines, superconducting magnet energy storage and so on. Yet in order to develop the practical model of these electrical equiqments utilizing suprconductivety and other phenomena at cryogenic temperautre, it is necessary to know the dielectric behaviour of insulating materials at cryogenic temperature in view of reliability, safety and economy of these machines. Investigation of dielectric properties of cryogenic liquids is very important due to the dual role of those as the dielectric and cooling medium. In this study, we investigated results measured over several kinds of dielectric characteristics of liquid nitrogen taking into consideration for application of high Tc superconductor. Dependence of breakdown voltage of gap width, polarity and pressure is reported in this paper and time delay characteristics of breakdown is also the subject of this discussion.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.