• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.10c
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• pp.80-82
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• 2008

고전압 가스차단기용 조작기로 개발된 전자석 조작기(EMFA)는 크기에 비해 큰 힘을 낼 수 있고 긴 스트로크를 갖는 장점으로 다양한 차단기에 적용이 시도되고 있다. 특히 기증차단기(ACB)와 배선용 차단기(MCCB) 등 저압 차단기를 구동하기 위한 연구가 진행중이다. 그러나 적용할 차단기의 전압 등급이 낮아짐에 따라 조작기의 크기 또한 작아져야 하며, 설계 및 해석시 고려해야 할 요소 또한 달라진다. 특히 조작기의 두께가 얇아지면서 코일의 엔드와인딩(end-winding)에 의한 영향이 상대적으로 커지게 되는데, 본 논문에서는 전자석 조작기의 동작 특성 해석시 엔드와인딩 인덕턴스를 고려한 2차원 해석을 시도하였다. 엔드와인딩 형상은 원형으로 가정하였고, 동작 특성 해석에는 유한요소법과 시간차분법을 적용하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07d
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• pp.2538-2539
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• 2000

송배전 system에서 모선관리 및 운용에 있어 초고압 차단기는 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 선로의 운전상태와 차단기의 투입 상황 인식 및 확인은 필수요건이다. 이러한 차단기의 운전상태를 전자적인 신호성분을 검지하여 비접촉식 개폐 확인 unit가 필수적으로 대두되고 있다. 이 unit는 고신뢰성, 고안정성을 요구하며 정확한 표시가 필요하다. 송배전의 모든 System에 적용 가능하며 적용시 선로와 차단기의 운전 및 보수에 절대적인 안정성을 제공한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.11
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• pp.1215-1220
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• 2014

Breaking time is an important performance indicator of a circuit breaker. Thus, the operating mechanism of the circuit breaker should be optimized for reducing the breaking time. The operating mechanism in a gas circuit breaker is made up of several latches. Specifically, the geometry and relative positions of latches influence the dynamic behaviors of the operating mechanism. In this study, a three-stage latch operating mechanism is analyzed on the basis of the verified multibody dynamics model constructed using the MSC.ADAMS program. The relative positions and lengths of latches are selected as design variables. The dominant design variables are selected by a design study. Optimization is performed using a genetic algorithm (GA). The study results demonstrate that the performance of the circuit breaker improves by about 22.5.

• Journal of Climate Change Research
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• v.4 no.3
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• pp.269-278
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• 2013

Sulfur hexafloride($SF_6$) emission to atmosphere is lower than $CO_2$, but $SF_6$ GWP is 22,800 times lager than $CO_2$. In recent years as restriction of $non-CO_2$ gas has been greatly reinforced, development of environment-friendly technology with $SF_6$ removal is becoming to main issue. This study shows that $SF_6$ used insulator electrical equipment has emission characteristics during the each phase(maintenance, use, diposal), and analyzed $SF_6$ emission reduction technology related phase. The major technology applies maintenance and disposal step is that improvment of gas recovery rate($85{\rightarrow}99%$), manufacturing catalysts, internal inspection of circuit breaker using endoscopy. Using those technolgies can reduce $SF_6$ emission in atmosphere.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.2007_2008
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• 2009

본 논문은 $SF_6$ 가스졀연차단기를 대체할 고체절연차단기(Solid Insulated Switchgear:SIS)의 기계적 신뢰성 평가에 대한 연구 결과이다. 최근 제정된 "25.8kV 가스 및 고체절연 친환경 개폐장치" 한전 구매규격에는 "Epoxy 고체절연물에 대한 기계적 신뢰성(수명)이 25년 이상"임을 보증할 수 있는 신뢰성 데이터를 제출해야 한다는 조항이 포함되어있다. 이에 개발된 고제절연차단기의 Epoxy 고체절연물에 대한 기계적 신뢰성(수명)이 25년 이상임을 보증할 수 있는 신뢰성 시험과 분석 기법에 대한 연구가 진행되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.04c
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• pp.122-123
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• 2007

고전압 가스 차단기에서는 긴 스트로크 동안 가스반발력을 극복하고 빠르게 차단할 수 있는 액추에이터가 필요하다 기존에는 공압식, 유압식, 스프링 액추에이터와 같은 기계적인 장치가 사용되었다. 그러나 기존 액추에이터에서는 소음, 에너지 손실, 고가적의 단점이 있어, 근래에 들어 PMA, 모터와 같은 전기적 장치도 사용되고 있다. 전기 액추에이터는 간단한 구조로 되어 있어 기계적 손실을 줄일 수 있고 소음이 적은 장점이 있다. 전자석 조작기의 연구 필요성에 따라 새로운 형태의 전자석 조작기 Electro Magnetic Force driving Actuator(EMFA)가 개발되어 고전압 가스 차단기에 적합하다고 분석되었다. EMFA의 동특성을 얻기 위한 과도상태 해석에서는 2차원 유한요소법을 이용하여 얻은 전자기적 해석을 회로, 운동방정식과 연계하여 시간차분법을 사용하여 해석하였다. 하지만 2차원과 3차원의 전자기 해석은 차이를 보인다는 것을 확인하였고 정확한 전자기 해석을 위해 3차원 동특성 해석을 수행하여 실험결과와 비교하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2002.08a
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• pp.365-368
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• 2002

The design of industrial arc plasma systems is still largely based on trial and error although the situation is rapidly improving because of the available computational power at a cost which is still fast coming down. The desire to predict the behavior of arc plasma system, thus reducing the development cost, has been the motivation of arc research. To interrupt fault current, the most enormous duty of a circuit breaker, is achieved by separating two contacts in a interruption medium, $SF_{6}$ gas or air etc., and arc plasma is inevitably established between the contacts. The arc must be controlled and interrupted at an appropriate current zero. In order to analyze arc behavior in $SF_{6}$ gas circuit breakers, a numerical calculation method combined with flow field and electromagnetic field has been developed. The method has been applied to model arc generated in the Aachen nozzle and compared the results with the experimental results. Next, we have simulated the unsteady flow characteristics to be induced by arcing of AC cycle, and conformed that the method can predict arc behavior in account of thermal transport to $SF_{6}$ gas around the arc, such as increase of arc voltage near current zero and dependency of arc radius on arc current to maintain constant arc current density.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.11b
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• pp.523-528
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• 2001

There are many difficult problems in analyzing the flow characteristics in a high voltage circuit breaker such as shock wave and complex geometries, which may be either static or in relative motion. Although a variety of mesh generation techniques are now available, the generation of meshes around complicated, multicomponent geometries like a gas circuit breaker is still a tedious and difficult task for the computational fluid dynamics. This paper presents the computational method for analyzing the compressible flow fields in a high voltage gas circuit breaker using the Cartesian cut-cell method based on the CFD-CAD integration, which can achieve the accurate representation of the geometry designed by a CAD tools. The technique is frequently satisfied, and it will be almost universally so in the future, as the CFD-CAD traffic increases.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2003.11a
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• pp.169-174
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• 2003

The thermal design of the bus bar of a Gas-Insulated Switchgear(GIS) becomes important since the current-carrying capacity of the GIS is limited by maximum operating temperature. In order to predict temperature rise of the bus bar, a program has been developed. Various heat sources possibly generated in the bus bar are calculated in the program. To estimate temperature rises at the bus bar caused by the heat balance between the heat generation and heat transfer, the finite volume method as well as the $4^{th}$ order Runge-Kutta method has been employed. In the experiments, temperature rises at conductor, contact part and external tank are measured for full-scale gas-insulated bus bars. The comparisons of the predicted values of the heat balance calculation to those of the experiments are made. From the comparisons, it is concluded that the developed program can predict the temperature rise of the bus bar quite well.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07b
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• pp.764-766
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• 2002

본 연구에서는 가스 차단기의 소전류 차단성능을 개선하기 위한 최적화 과정에 대해서 나타낸다. 목적함수는 절연내력과 극간 인가전압의 차이의 최소값으로 선정하였으며, 목적함수가 최대가 되도록 최적화를 수행한다. 설계 변수로는 개극 전의 전극 이동길이, 노즐목 길이 및 노즐목 발산각과 노즐 하류장 형상을 채택하였다. 최적화 알고리즘으로는 (1+1) 진화알고리즘을, 유동해석을 위해서는 FVFLIC법을 사용하였다. 최적화 결과로 얻어진 모델은 초기 모델에 비해 소전류 차단성능이 상당히 개선되었음을 확인할 수 있었다.