• The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.10 no.5
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• pp.66-74
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• 1996

In this paper, the arc currents, voltages and these waveforms were investigated when negative DC high voltages applied to neddle-pane electrodes to study arc quenching phenomena of DC interruption in the. magnetic field. The conclusion of this study are as follows : There are no dynamic arc characteristics in the no magnetic field. Not only dynamic arc characteric but also zero points of arc current which are generated from repeating frequence of arc discharge under the magnetic fields were observed. The more magnetic field were applied, the repeating frequence of arc discharge were more increased..

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.8 no.3
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• pp.83-90
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• 1993

직류 아아크 용접시 아아크 프라스마와 용융 금속 사이의 계면에서 일어나는 전기 화학 반응이 용착금속 내의 산소와 질소의 함량에 미치는 영향이 고찰되었다. 열 화학 반응 뿐만 아니라 전기 화학 반응도 용접부의 산소 및 질소의 함량을 결정하는 중요한 반응 메카니즘이라는 것과 전기 화학 반응의 양을 결정하는 것은 단위 면적당 통과하는 전류의 양을 조절하는 용접 전류와 용접 속도라는 것이 실험적으로 입증되었다. 따라서 이 연구 결과는 아아크 용접시 적당한 용접 조건의 선택뿐만 아니라 용접 재료의 설계 또는 선택에 중요한 지침을 준다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.2233_2234
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• 2009

낙뢰 또는 수목 접촉 등의 일시적인 사고가 발생하면 계통내 접촉 위치에 순간적으로 아크 현상이 일어나게 된다. 일시 고장 원일을 제거하기 위해 기계적으로 전기의 흐름을 단절시켜 고장 원인을 제거하고, 재투입을 통해 계통 복구를 할 수 있다. 아크는 음극과 양극 사이의 방전으로 인한 플라즈마로 설명될 수 있는데 전력 계통에서는 저항으로서 취급할 수 있다. 본 논문에서는 765kV 모델 계통의 아크 현상 시뮬레이션을 통해 고장각 발생 변화에 따른 아크 전압 특성을 분석할 것이다. 또한 아크 특성 분석을 통해 우리는 아크 발생 시 전력 계통에 미치는 영향을 파악하고 분석하고자 한다. 본 논문에서 전력 계통의 과도현상 분석 프로그램인 EMTP(Electro Magnetic Transient Program)를 이용하여 아크현상에 대한 분석 및 765kV계통에서의 아크 고장을 시뮬레이션 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.604-605
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• 2010

산업이 고도화 됨에 따라 박막 코팅에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며 이에 따라 플라즈마를 이용한 마그네트론 스퍼터 시스템에 대한 수요 역시 증가하고 있다. 코팅 공정에서 가장 문제가 되는 것은 고압의 플라즈마 발생장치를 사용함으로써 야기되는 아크현상이라 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 전원 장치의 핵심 기능 중의 하나는 아크 차단 성능이라 할 수 있으며 가능한 한 최소의 아크 에너지를 유지할 필요가 있다. 아크를 억제하는 방법은 최단 기간 내에 아크를 검지하여 출력을 차단함으로써 아크 발생에 필요한 에너지의 유입을 감소시키는 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 아크를 검지하는 기존의 방식을 살펴보고 최단기간에 아크를 검지할 수 있는 새로운 형태의 검지 방식을 제안한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1443-1445
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• 2002

내전압과 내아크성을 높이고 $SF_6$가스 내에서 복합재료로 사용된 유리섬유를 보호하기 위한 코팅 재료를 만들어서 특성을 평가하였다. 에폭시 수지에 내아크성이 우수한 무기물 필러인 $Al_2O_3$, $MgAl_2O_4$, BN, MgO 등을 첨가하여 절연저항, 유전특성, 내아크성 등의 전기적 특성을 평가하였다. 코로나 처리에 의한 열화를 평가하기 위하여 접촉각을 측정하고 전자현미경으로 표면의 상태를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.194.1-194.1
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• 2016

방사성 폐기물의 운반이나 장기 보관 시 방사성 물질의 침출을 차단하기 위한 유리화 기술을 실현하기 위해 이송식 아크 플라즈마에 대해 전산해석을 수행하였다. 본 연구에서는 운전전류나 아크길이와 같은 운전조건 변화에 따른 열플라즈마의 특성 변화 뿐만 아니라 150 kW급 고출력 이송식 아크 플라즈마의 최적 설계를 위하여 핵심 부품인 파일럿 노즐의 길이와 직경 변화에 따른 예상 용융영역을 전산해석 하여 방사성 폐기물의 유리화 기술을 상업적으로 이끌어내는데 기초 자료를 제공하고자 하였다. 노즐직경은 4, 5, 6 mm로 변화시켰으며, 길이는 2, 4, 6mm로 하였다. 이러한 다양한 설계조건에 대하여 운전변수로는 전류 200 A, 방전 기체인 알곤의 유량 15 L/min, 아크 길이 2 cm로 고정하였다. 전산해석 결과 노즐직경이 작을수록 아크압축 효과에 의해 중심부에서 최고 온도가 높은 열플라즈마 제트를 발생시킬 수 있으나, 반경방향으로 온도구배가 커서 고온 구간이 급격히 감소하는 경향이 예상되었다. 반면 노즐직경이 증가할수록 아크 압축효과는 줄어들지만 반경방향으로 온도가 완만히 감소하여 콘크리트가 대부분인 유리화 대상물질을 충분히 용융시킬 수 있는 $2,600^{\circ}C$ 이상의 고온 면적이 넓어지게 될 것으로 예상되었다. 또한, 노즐길이가 줄어들 경우 아크방전의 안정성은 다소 떨어 질 수 있으나 수 있으나 고온의 열플라즈마 제트가 반경방향으로 효과적으로 넓어 질 수 있음이 예측되었다. 따라서 고온 영역의 확장 관점에서 이송식 아크 플라즈마 토치를 제작할 경우 아크의 안정성을 유지하는 범위 내에서 파일럿 노즐의 직경을 크게 하고 길이는 짧게 하는 것이 효과적인 유리화를 위해 유리할 것으로 예상되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1769-1771
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• 2002

정전형 펄스파워시스템에서 핵심은 투입 스위치라고 해도 과언이 아니다. 이러한 투입 스위치 중 진공 아크를 이용하는 스위치로는 로렌츠력을 이용 아크를 회전시켜 전극의 손상을 억제한 횡자계형과 전극의 축방향으로 자계를 발생시켜 아크가 확산되도록 함으로써 z-pinch에 의한 전극 손상을 감소시키는 종자계형으로 대별 할 수 있다. 본 논문에서는 고전압/대전류용 횡자계형과 종자계형 진공스위치의 동작특성을 파악하기위해 아크전압-전류 특성에 대해서 기술하였다. 횡자계형 전극과 종자계형 전극을 동크롬(75:25 [wt%])으로 제작하여 진공 챔버 내에서 실험을 통해 아크 전압과 전류를 측정하였으며, 이를 통해 아크 저항과 손실 전력을 구하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2004.05a
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• pp.200-202
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• 2004

용접이 진행되는 아크 범위 내에 용접재료로서 아크를 일으키지 않는 여분의 Wire를 삽입하고자 하는 시도는 이미 여러 용접 Process 에 응용되어 행해진 바 있다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.177-177
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• 2010

티타늄 화합물은 뛰어난 물리적 특성과 인체 무해성을 가지고 있어 생체, 내식 및 내마모 재료 등에 널리 응용되고 있으며, 다양한 색상 구현을 통한 미려한 외관 등 기능성을 위한 표면처리 분야에도 많은 관심을 받고 있다. 이중 질화 티타늄은 금색을 대체할 수 있는 물질로 코팅방법과 기판온도, 바이어스, 질소유량 등과 같은 공정변수 제어를 통해 그 물성을 변화시킬 수 있어 기능적 측면과 함께 미려한 외관처리에 응용이 가능하다. 본 연구에서는 아크(cathodic arc) 코팅 시스템을 이용하여 다양한 조건에서 TiN 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다. 아크 장비는 화합물 박막을 코팅할 수 있는 아크 소스와 시편 홀더, 가스 주입구, 시편 가열장치 그리고 배기 장치로 구성되어 있고, 아크 소스에 장착된 타겟은 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였다. 시편과 타겟 간의 거리는 약 31cm이며, 시편은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척 된 강판(냉연 강판), 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ${\sim}10^{-6}$ Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ${\sim}10^{-4}$ Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고, 질소 유량, 온도, bias, 시간 등의 공정변수에 따라 코팅을 실시하였다. 질소의 유량이 80sccm 일 때, Ti 금속 결정구조가 나타났는데, 이는 질소와 충분하게 반응하지 못한 Ti이 기판에 코팅되어 나타나는 현상으로 판단된다. 색상변화에서는 질소 유량이 증가함에 따라 노란색이 짙어지며, TiN은 시편에 인가되는 bias 전압이 높아질수록 붉은색이 증가하고, 온도에 따른 큰 변화는 관찰되지 않았다. 공정변수에 따른 반사율 변화는 TiN의 경우 질소 가스 유량이 200sccm, bias 150V, 공정 온도 200도에서 반사율이 가장 높았으며, 코팅 시간이 짧을수록 반사율이 높아지는 경향을 나타냈다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 외관 코팅 분야에 응용한다면 장식성과 외관의 경도, 내마모성, 내식성의 향상 등 많은 장점을 가질 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.249-249
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• 2011

전력용 개폐장치인 진공차단기의 차단부가 송배전 시스템에 30 [kA] 정도의 커다란 사고전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 동작될 때 차단부 내부 전극 사이에 25,000 [K] 이상의 아크 플라즈마가 발생하게 된다. 두 전극 사이에 발생된 아크 플라즈마는 약 10 ms~20 ms 동안 지속되다가 교류전원의 전류영점 부근에서 회복된 절연성능으로 인하여 자연스럽게 소멸되지만, 대전류 구간동안 아크 플라즈마의 집중 현상 등에 의하여 전극의 심각한 손상 등이 발생되면 절연성능이 요구된 만큼 회복되지 못하여 사고전류를 차단하지 못하며 시스템에 연결된 기기들에게 심각한 손상을 입히고 정전사고를 일으킨다. 본 연구에서는 전자계-열유동 연성해석기법을 이용한 축자계 진공차단부에서 발생하는 아크 플라즈마의 3차원 수치해석을 통하여 전극의 심각한 손상을 입히는 아크플라즈마의 집중 현상에 관한 축자계의 영향을 고찰하고자 한다. 수치해석을 위한 아크 영역은 양극과 음극의 직경과 같은 직경의 원기둥으로 가정하였고, 전자계 해석으로부터 얻어진 로렌츠 힘과 줄열을 열유동 해석을 위한 Navier-Stokes 방정식의 파라미터로 입력하여 해석을 수행함으로써 전자계와 유체역학적인 영역을 동시에 연계한 순차적 일방향 연성해석 기법을 적용하였다. 컵형 축자계 진공차단부 내 아크영역에서의 로렌츠 힘의 특성과 온도분포에 대하여 수치해석을 수행하였고, 크기가 다른 두 로렌츠 힘에 의하여 양극표면으로 집중되는 온도분포의 크기를 비교함으로써 진공아크 플라즈마의 집중현상에 영향을 미치는 주요 요소를 규명할 수 있었다.