• Electric Engineers Magazine
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• v.232 no.12
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• pp.36-41
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• 2001

고장전류계산의 목적은 단락 및 각종 지락사고시 계통내 각 지점의 고장전류를 분석하여 전기기기의 단락용량을 결정하여 각종 보호계전기의 정정치를 설정함을 주 목적으로 하고 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.99-100
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• 2006

절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (Insuialed atc Bipolar Transistor : IGBT)는 높은 전류구동 능력과 높은 입력 임피던스 특성으로 인해 대전력 스위칭 소자로 널리 응용되고 있다. 특히, 대용량 모터 구동을 위해 응용되는 경우, 모터의 부하 특성상, 모터의 단락에 의한 단락 회로 (Short-circuit fault) 현상을 비롯한 클램핑 다이오드의 파손으로 인한 unclamped 유도성 부하 스위칭 (UIS) 상황에서 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 이를 위해, 이전 연구를 통해 Floating p-well을 600V급 IGBT에 도입함으로써 UIS 상황에서 IGBT가 견딜 수 있는 에너지(항복 에너지)륵 증가시키고 Floating p-weil 전압을 감지함으로써 단락 회로 상황에서 IGBT가 보호될 수 있도록 보호회로를 제안하고 검증하였다. 그러나 이 보호회로는 수평형 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터 (Latcral MOSFET)로 제작됨으로써 보호회로 기능을 수행하기 위해서는 넓은 면적을 요구하였다. 또한, 정상적인 동작 상황에서 오류를 감지 (오류 감지: False detection)하는 동작으로 인해 추가적인 filter를 요구함으로써 보호회로 동작 속도를 감소시켰다. 이러한 단점을 해결하기 위해, 수평형 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (Lateral IGBT : LIGBT)를 보호회로에 적용함으로써 LIGBT의 높은 전류 구동능력을 이용하여 기존 보호회로 면적의 30% 수준의 보호회로를 구현하였다. 또한, 구현된 보호회로는 오류 감지 현상을 제거함으로써 보호회로의 동작 속도를 개선하였다. 제안된 보호회로와 1200V급 IGBT는 7장의 마스크를 이용한 표준 수평형 IGBT 공정을 이용하여 제작되었으며, 특히, 전자빔 조사를 이하여 턴오프 속도를 개선함으로써 고속 스위칭에 적합하도록 최적화 되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.171-173
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• 2006

지중 전력케이블의 접속함은 금속보호관(Casing or Protective Tube)의 전기적 검토를 통해서 적정 단면적을 산정하여 고장시 고장전류를 흘려주어야 한다. 현재 국내외 금속보호관은 그 재료로서 Copper를 사용하고 있으나 현장에서의 시공성 및 취급 용이성 때문에 알루미늄 보호관으로 재질 변경이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 기존의 Copper보호관과 Alumlnium보호관에서의 비교검토를 통해서 Aluminium보호관의 유효성을 검토하고 구리에서 알루미늄으로 재질 변경이 이루어 졌을 때 열적 제약조건을 고려하여 적정단면적을 재 산정한다. 또한 산정된 단면적은 단락시험을 통해서 그 유효성을 입증하였다.

• Journal of Korean Institute of Fire Investigation
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• v.6 no.1
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• pp.31-36
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• 2005

휴대용 이동전화(Mobile Phone)의 편리성 등에 의해 이동전화의 보급률이 증가하고 있다. 이에 따라 이동 전화 기기(핸드폰)에 사용되는 배터리에서의 폭발이나 화재사고의 발생률이 증가되고 있어 이로 인한 사고의 위험과 피해도 점차 증가되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 현재 유통되고 있는 국내 외 배터리 팩 4종을 선별하여 배터리팩의 외부 단자 사이를 1시간 이상 길게 지속적으로 단락(긴 단락)시켜보고, 1초 간격으로 접촉과 해제를 200회 가량 반복하여 단락(짧은 단락)시켜 보았다. 또한, 배터리팩을 분해한 후 보호회로를 제거한 상태에서 셀의 양극과 음극을 금속으로 단락(내부 단락)시켜 셀의 방전실험을 하여, 이에 따른 방전특성과 온도상승에 대한 실험을 하였다. 이를 통해 핸드폰 배터리에서의 폭발 화재로의 발전가능성 및 위험성에 대해 살펴보았다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• summer
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• pp.604-606
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• 2004

본 논문은 배전계통에서 단락사고 발생할 때 나타나는 매우 큰 단락전류를 일정한 값 이하로 제한하여 계통의 다른 기기들에 대한 단락용량을 감소시키는 고압 한류 퓨즈에 대해 IEEE에서 다루는 퓨즈의 분류 및 정의, 동작원리, 적용방법 및 보호협조 방법 둥을 체계적으로 제시하였다.

• Electric Engineers Magazine
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• v.224 no.4
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• pp.35-39
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• 2001

• Electric Engineers Magazine
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• v.225 no.5
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• pp.29-32
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• 2001

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.11a
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• pp.7-9
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• 2003

전력계통의 정상상태와 다양한 초장상태를 모의하기위한 단락시험설비는 크게 단락발전기, 보호차단기, 전류제한 리액터, 투입스위치, 단락변압기, 버스바 및 케이블, 투입피크 제한장치, 부하회로 및 측정장치 등으로 구성되어 있으며, 유효한 시험을 위해서는 이러한(변수)조합들을 적절하게 조절, 제어하여 실계통의 현상을 재현하거나 규격 또는 의뢰자의 요구에 부응하도록 하는 것이 중요하다. 이것을 위해서는 각 시험설비의 정상 및 과도 특성과 조합된 회로에 상존하는 변수(stray values)들을 찾아내고, 이들에 대한 독립성과 의존성 관계를 파악하여 계산 가능한 모델링을 도출 하여야 한다. 그러나 경험적으로 볼때 단락발전기의 과도임피던스 및 여자 특성과 변압기를 포함한 회로상의 stray values 등이 여러 변수들과 만들어내는 상관관계를 파악하는데는 좀 어려움이 있었다. 본 논문에서는 이러한 관점에서 상기 변수에 따른 변화 기여도를 가능한 한 정량적으로 분석하여 회복전압, TRV 및 전류와의 상관관계를 규명해 보고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.11a
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• pp.18-20
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• 2005

일반적으로 저압계통의 고장전류를 차단하기 위해 설치된 차단기의 차단원리는 주로 역전압발생법올 이용하고 있다. 역전압발생법은 효과적으로 저압계통의 고장전류를 차단할 수 있으나, 제한된 한류성능과 긴 아킹 시간은 차단기는 물론 주변 전력기기에 전기적/열적/기계적 스트레스를 주게 된다. 국내외 업체는 고장전류를 보다 빠르고 효과적으로 제한 및 차단을 할 수 있는 한류형 차단기를 제안하고 있는 실정이다. 저압계통의 경우, 정온도계수 (Positive Temperature Coefficient, PTC) 특성을 가지는 한류소자를 기존 차단기에 직렬 혹은 병렬로 연결하여 저압계통의 고장전류를 매우 빠르고 효과적으로 제한 및 차단하는 추세에 있으며, 또한 PTC 한류소자를 이용함으로써 저압계통의 차단보호협조를 효과적으로 구현하고자 하고 있다. PTC 한류소자는 소자는 열팽창이 큰 비전도성 성분과 열팽창이 작은 전도성 성분이 혼합되어 구성되며, 소자의 온도가 증가함에 따라 비전도성 성분이 상대적으로 큰 부피 팽창을 하여 저항이 증가하게 된다. 이러한 PTC 소자를 전력계통에 적용함으로써 고장전류에 따른 줄열에 의한 저항증가로 고장전류를 제한하게 된다. 본 연구에서는 일반적으로 배터리 보호용으로 사용되는 폴리에틸렌 수지 및 카본블랙으로 구성된 폴리머 PTC 한류소자를 이용하여, 기존의 저전력 배터리 보호 폴리머 PTC 소자로부터, 저압계통의 단락사고시 발생하는 단락전류를 효과적으로 제한할 수 있는 대전력 폴리머 PTC 소자를 개발하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1299-1300
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• 2006

Floating p-well 전압 감지를 이용한 시간 지연 회로를 적용하여 punch-though형 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (PT-IGBT)의 최적화된 보호 회로를 제안하였다. Floating P-well 축전기와 게이트 저항은 정상 스위칭 동작시 단락 회로 감지 동작 (false detection of fault)을 차단하며, floating p-well 전압은 단락회로 상황시 풀-다운 (pull-down) MOSFET의 문턱 전압 이상으로 상승되어 풀-다운 MOSFET을 턴-온(turn-on) 시킴으로서 IGBT의 게이트 전압을 감소시킨다. 이에 따라 IGBT의 컬렉터 전류는 자연스럽게 감소된다. 실험 결과를 통해, 단락회로 상황에서 최적화된 IGBT의 보호회로가 소프트-셧다운 (soft-shutdown) 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.