본 논문에서는 고분자 절연체가 인가된 전압의 시간에 따라 변화하는 공간전하와 전도 전류의 영향에 대하여 조사를 하였다. 또한 극성반전에 따른 공간전하의 분포와 전도 전류에 변화에 대한 연구를 실시하였다. 기존의 공간전하 분포 측정법들은 주로 고분자 절연재료 내에서 공간전하분포의 측정만을 목표로 한 반면에 공간전하 측정법 중의 하나인 PEA(Pulsed Electro-Acoustic method)을 개선시켜 공간전하와 전도전류의 동시 측정을 가능하게 하였다. 개선된 PEA법은 시간변화에 따른 공간전하와 전기전도의 직접적인 상관관계와 미리 형성 되어 있는 공간전하가 전기전도 및 절연특성에 미치는 영향을 직접적으로 분석할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 공간전하와 전류의 동시 측정법을 이용하여 연구하였다.
본 연구는 펄스 정전 응력법을 이용하여 공간전하분포를 교류전압 하에서 측정을 하였다. 이와 동시에 교류 고전압에서의 방전발생과 방전패턴의 변화를 측정하고, 공간전하분포와 방전과의 상관관계를 분석하였다. 교류 전압에서의 공간전하는 교류 한 주기를 18$^{\circ}$ 간격으로 등분하여 각 위상에서 그 분포를 측정하였으며, 공간전하분포와 방전패턴 사이의 관계를 분석하였다 실험 결과 유전체 장벽 방전이 많이 일어나는 위상에서의 공간전하분포 역시 크게 변하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 사실을 통해 공간전하분포 특성이 유전체 장벽 방전 특성의 연구에 있어서 중요한 부분임을 알 수 있다.
본 논문에서는 최근 DC 전력케이블에서 큰 이슈가 되고 있는 공간전하(space charge) 문제와 관련하여 공간전하의 비파괴 측정법 중 하나인 펄스정전응력법(PEA method)에 대한 이론적 고찰을 수행하였으며, 이를 바탕으로 직류전압 하에서 고분자 유전체 내에서 공간전하분포를 측정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 또한, 보정(deconvolution) 처리를 통해 왜곡된 공간전하 신호에 대한 개선을 실시함으로써 신호의 정확도를 개선하였다.
고분자는 전기장 내에 놓이게 되면 분극현상과 전하주입현상이 일어나며 절연체의 절연수명은 분극현상보다 전하주입에 의해 형성된 공간전하에 의하여 크게 좌우된다. 공간전하에 관한 연구에 있어서 공간전하의 정화한 측정 자체도 어려운 문제인 데, 최근에 개발된 방법인 압력펄스파 방법이 있다. 이 방법은 매우 짧은 폭의 펄스가 절연체를 통과하면서 얻은 공간전하에 관한 정보를 de convolution에 의한 후속신호처리하면 절연체내에 존재하는 전하의 공간분포에 따라서 전체전하량 등을 구할 수 있다. 고전압용 전선에 쓰이는 절연물질에서는 사용되는 전압의 종류에 따라 다른 형태의 문제점이 발견된다. dc절연에 있어서는 전압의 극성이 갑자기 바뀌는 polarity reversal에 의한 절연파괴가, 그리고 ac절연에서는 소위 트리잉 현상이라고 불리우는 전기적인 열화반응에 의한 절연체의 파괴 현상이 중요시되고 있다. 이들 모두 공간전하의 축적이 심할 수록, 그리고 기공 또는 그밖에 전기집중현상을 일으킬 수 있는 요인이 많을 수록 절연체의 절연수명을 급격히 감소한다. 따라서 절연수명을 향상시키기 위하여는 공간전하의 축적을 방지해야 하는데, 여기에는 전기적인 측면에서의 노력과 아울러 고분자 자체의 개량등의 노력도 함께 있어야 한다.
절연파괴의 원인이 되는 절연체중의 공간전하의 여러 특성을 정량적으로 측정하였다. 전극에서의 주입전하가 트랩되어 주로 공간전하를 형성하는 것을 확인하였다. TSSP측정법으로 컬렉팅 전위를 결정하고 바이어스의 시간, 전압, 온도에 따른 공간전하 변화량을 측정하여 공간적 분포의 깊이를 조사하였다. 그리고 정상상태에 있어서 모델과 해석과 시험 결과가 비교적 잘 일치함을 발견하였다.
$Li_2B_4O_7$의 완화현상은 이온 깡총뛰기에 의한 것과, 공간전하에 의한 완화현상의 두 가지 종류가 나타나며 이들의 완화시간은 실온 이상에서 모두 $10^2sec$보다 짧은 것으로 보고되었다. 지금까지 논의되지 않은 매우 낮은 주파수 (mHz 혹은 Hz)에서 나타나는 완화현상을 관찰하기 위하여 $30{\sim}500^{\circ}C$ 온도영역에서 TSDC(Thermally Stimulated Depolarization Current) 특성에 관한 실험과 사각형 파의 바이어스 전압을 인가하였을 때의 유전특성 조사에 의하여 이온 및 전자 trap에 의한 완화특성을 논의하였다. TSDC 조사를 통하여 $Li_2B_4O_7$의 TSDC 전류곡선이 두 개의 anomaly를 갖고 있는 것으로 나타났다. TSDC 에서 나타난 anomaly는 공간전하보다 수천배나 더 긴 완화시간을 갖고 있는 것으로 밝혀졌으며 이 중 저온 쪽의 anomaly는 공간전하 층에 수입된 전자들이 양의 공간전하 층에 trap 되어 공간전하의 재 분포를 방해하는 역할을 하여 trap 되어 있던 전자와 이온이 서로 분리되면서 공간전하의 재 분포가 이루어지는 전도기구에 기인하는 것으로 여겨진다. 또한 고온쪽의 anomaly는 음의 전하운반자가 전극에 흡착되어 나타나는 완화 mechanism으로 생각된다.
레이저 유기 압력 펄스법을 이용하여 가교폴리에틸렌필름과 전력케이블의 공간전하의 성질을 정량적으로 연구하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 잔류가교제를 갖는 XLPE에서는 음극으로부터 현저한 전자주입이 나타나고 시료전체에 걸쳐 부의 공간 전하가 형성되었으며 음극으로 부터의 전자 주입은 전계상승에 따라 증가 하였다. XLPE 전력 케이블에서는 잔류가교제가 이온화하여 생긴 정 및 부의 헤테로 공간 전하가 음극 및 양극 부근에 형성되었다.
본 논문에서는 PET/PET 필름과 인터페이스를 갖는 PET/SEMI/PET필름에서의 전기 전도도와 공간전하분포를 고찰하였다. 반도전층을 가지고 있는 PET/SEMI/PET 필름의 전도전류는 PET/PET에 비하여 높았으며 특히 전압 인가후 순간적인 전류가 급격하게 소멸하였다. 또한 PET/SEMI/PET 필름의 공간전하 분포는 PET/PET 필름에 비해 높은 전하 형성을 보였다.
본고에서는 고분자절연체의 내부전하분포 측정을 위한 측정원리, 측정장치 및 실제측정예 등에 대하여 언급하였다. 이 방법은 고분자내에 존재하는 전하의 종류, 위치 및 전하량에 대한 정보를 얻을 수 있으므로 고분자의 절연성질을 이해하는데 도움을 줄 것으로 생각한다. 특히 폴리에틸렌의 경우 여러 가지 요인, 즉 수지의 종류 또는 첨가제의 유무 등에 의해 각기 다른 내부전하분포를 갖는다는 사실이 밝혀졌다. 이와 같은 사실은 고분자 내부에 존재하는 공간 전하 때문에 외부전압에 의한 전기장이 변형되고 이에 따라 고분자의 절연성질이 변형될 수 있다는 점을 생각할 때 매우 중요한 의미를 갖는다고 할 수 있다. 따라서 고분자의 절연성질에 대한 이해를 높이기 위하여는 절연성질과 내부전하분포와의 관계에 대한 보다 깊은 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
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.