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.
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.
Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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1998.11a
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pp.101-107
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1998
본 논문에서는 최근 국내·외적으로 활발하게 연구되고 있는 고분자 절연재료에 있어서 공간 전하가 전기적 특성에 미치는 영향에 대한 연구로서, 기존에는 보고되지 않았던 새로운 측정시스템과 분석 방법을 제시하였다. 그리고, 이러한 측정시스템을 이용하여 교류전압 하에서 PD 발생시에 절연체 표면에 축적되는 공간전하의 직접적인 관측을 통하여 공간전하와 PD와의 연관성에 대한 규명을 실시하였다. 실험결과로부터 PD 패턴은 방전에 의해 절연체 내부보다는 표면에 축적되는 동적 공간전하와 매우 밀접한 관계를 가지고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 PD 발생시 공기층 전압은 이러한 동적 공간전하에 의해 지배됨을 확인할 수 있었다. 그리고, 일정전계 이상에서는 공간전하의 축적에 의한 영향으로 PD 크기와 공기층 전압은 더 이상 증가하지 않았다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 실험결과는 유전체장벽방전을 이용한 NOx, SOx 등의 공해물질의 분해에 있어서, 현재까지는 분해시스템에 전달되는 전력은 인가전압의 주파수와 크기에 비례하는 것으로 생각해 왔으나, 본 실험결과를 통하여 일정전계 이상에서는 전압상승에 의한 분해 효율의 향상을 기대하기 힘들다는 것을 나타낸다.
The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.4
no.4
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pp.68-78
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1990
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.
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.
Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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2008.10a
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pp.3-6
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2008
PDP는 어드레스 기간 동안 유전체 위에 축적한 벽전하(Wall-Charge)를 이용하여 화상정보를 입력함으로서 표시방전 셀을 결정할 수 있다. 따라서 벽전하의 해석은 방전 셀 특성을 분석하기 위한 중요한 요소이나 실제 X-Y 전극 간 벽전압은 다른 인가 펄스의 영향과 공간전하의 영향이 작용하여 측정이 쉽지 않다. 본 논문에서는 공간전하의 영향과 다른 인가 펄스의 영향을 고려하여 실제 표시방전 펄스의 방전 조건과 동일한 조건을 만들어 벽전하가 소거된 상황의 방전개시전압을 측정하였으며 측정된 결과를 통해 벽전압을 계산하였다. 또한 공간전하 발생 후 시간을 변화시키면서 방전지연시간과 방전강도를 측정하여 방전 시 발생한 공간전하에 의한 영향을 분석하였다.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.7
no.6
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pp.1403-1411
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2012
In this paper, we have evaluated theoretically the PEA method which is the most popular methods for the non-destructive measurement of space charge distribution in polymer dielectric materials and is recently one of big issues in DC high voltage cables. On the basis of theoretical evaluation, we have developed the space charge measurement system in polymer dielectrics under DC appled voltage and improved the accuracy of space charge distribution by applying the deconvolution process for distorted signals.
The TSDC(Thermally Stimulated Depolarization Current) measurement were carried out in the temperature range $30{\sim}500^{\circ}C$. We observed the anomalous two peaks that have a thousand times longer relaxation time than that of the space charge. It seems that the origin of the two peak are due to the electron trapping effect and to the adsorption of the vacancies at silver electrode.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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