• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.60-67
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• 2005

본 논문에서는 진공방전관을 이용한 고농도 중첩방전형 오존발생기를 설계$\cdot$제작하였다. 3개의 전극(중심전극, 내부전극 및 외부전극)과 1개의 방전간극(내부전극과 외부전극 사이의 방전간극)으로 구성된 중첩방전형 오존발생기는 진공방전관내에 장착한 중심전극과 내부전극에 $180{[^\circ]}$의 위상차를 가진 2개의 교류고전압을 인가하고 외부전극을 공통접지함으로써 중심전극과 외부전극사이에서 발생되는 무성방전과 내부전극과 외부전극사이에서 발생되는 무성방전이 방전간극에서 중첩되는 구조이다. 이때 방전관의 진공도, 방전전력 및 산소원료가스 유량 변화에 따른 방전특성과 오존생성특성을 연구검토한 결과 최대 8840[ppm]의 고농도 오존을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제21권2호
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• pp.205-210
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• 2010

본 연구에서는 기체방전관의 과전압 보호 성능과 수명에 미치는 절연파괴 특성을 알아보기 위하여 황동전극을 이용하여 기체방전관을 제조하였다. 황동전극을 이용한 기체방전관의 절연파괴 특성은 인가전압의 기울기와 방전관 내부의 질소기체 압력을 통하여 알아보았다. 방전관 인가전압의 기울기가 증가할수록 절연파괴 전압과 방전 시 소비되는 에너지량이 크게 상승되었고, 절연파괴 시간은 감소되었다. 방전관 내부 질소기체의 압력이 감소할수록 절연파괴 전압과 절연파괴 소요시간, 방전 소비에너지량이 크게 감소되었다. 결과적으로, 방전관의 과전압 보호 성능 및 수명을 증진시키기 위해서는 절연파괴 전압과 절연파괴 소요시간, 방전 시 소비되는 에너지량이 감소되어야 함을 알 수 있었다. 한편, 방전관 내부 질소기체 압력이 방전관의 자체 수명 및 과전압 보호 성능에 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1360_1361
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• 2009

일반적으로 AC PDP는 Xe+Ne이 동작가스로 사용된다. 본 연구에서는 Xe 분압을 50, 60, 80, 100 Torr로 고정한 상태에서 전체 가스압력을 변화시키고 Short 방전 갭으로 $80{\mu}m$를, Long 방전 갭으로 $180{\mu}m$ 적용함으로써 나타나는 AC-PDP의 방전특성을 분석하였다. 여기에 Xe 분압을 Short 방전 갭에서는 80, 100 Torr로, Long 방전 갭에서는 50, 60, 80 Torr로 각각 고정하고, Ne 압력을 변화시킴에 따라 나타나는 방전개시전압, 소비전력, 휘도, 발광효율을 측정하여 높은 휘도와 효율을 가지면서 방전개시전압을 최대한 낮출 수 있는 적정 조합을 연구하였다. 실험결과, Short 방전 갭 패널은 소비전력이 26% 낮았고, Long 방전 갭 패널은 휘도가 45% 높았다. 휘도, 소비전력 등 여러 가지 측면을 고려하였을 때, 방전개시전압이 가장 낮은 Short 방전 갭, Xe 절대분압 80 Torr, Xe 35%(Xe+Ne=286 Torr)에서의 방전 특성이 가장 우수하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.503-503
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• 2012

본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압 펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 $N_2$와 $SF_6$ 혼합기체 종류와 여러 가지 기체압력에서 전기 트리거를 이용한 방전현상을 전기, 광학적으로 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 10 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr, 1기압, 2 기압에서 실험을 진행하였고, $N_2$에 대한 $SF_6$의 혼합비율을 0~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 전기 트리거 신호가 인가된 펄스 방전 스위치의 방전전압 및 방전 기작원리, 트리거 스위칭 지연시간, 트리거 절연파괴 기작원리, 그리고 이때 생성된 플라스마의 전자 온도 및 밀도에 관한 전기광학 특성 등에 관한 기초연구를 수행하였다. 트리거 펄스가 있을 때의 방전개시전압은 트리거 지연시간 20 us 에서 최소가 되는 특성을 보이며, 이때의 SF6 함량에 따른 최소방전전압과 트리거 펄스가 없을 때의 방전전압을 서로 비교하였다. 이를 통하여 A-K gap 10 mm 조건에서 20 us의 트리거 펄스의 지연시간을 가지는 방전 개시전압은 트리거 펄스가 없을 때 전극 간격이 6 mm에 해당되는 방전개시 전압 값을 가짐을 실험적으로 보였다. 이는 트리거 펄스에 의하여 전극 주위에 쉬스가 형성되며, 이로 인한 전극 간격이 가까워지며, 이와 같은 효과 때문에 방전개시전압은 그만큼 낮아지는 것으로 해석 할 수 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.25-34
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• 2001

본 논문에서는 방전관을 채용하여 전기적 기체방전의 중침을 이용한 새로운 방전형식의 환경개선용 오존발생 기술을 개발하였다. 방전관형 오존발생기(DLO)는 설치된 3개의 전극중 접지전극인 중심전극으로 방전관을 사용 하였으며, 나머지 2개의 메쉬형 내부전극과 나선형 외부전극에 180[$^{\circ}$]의 위상차를 가진 2개의 교류고전압 전원을 인가함으로써 방전관과 내부전극, 방전관과 외부전극사이의 방전공간에서 각각 발생되는 무성방전의 중침에 의하여 오존이 발생되는 구조이다. 이때, 원료가스의 유량, 방전전력 및 DLO의 사용 개수 변화에 따른 방전특성과 오존생성특성을 연구검토하였으며, DLO로부터 생성된 오존을 대기오염물질인 NO 가스에 접촉시켰을 때 NO 제거특성이 우수하여 방전관형 오존발생기가 대기환경개선 설비로 적용가능함을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.295-295
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• 2010

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 토카막에 설치되어 있는 ICRF(Ion Cyclotron Range Frequency) 시스템을 이용한 방전세정을 2008년에 이어 2009 KSTAR 플라즈마 campaign 동안에도 시행하였다. ICRF 시스템을 이용한 방전세정인 ICWC(Ion Cyclotron Wall Cleaning)는 ITER와 DEMO 같은 초전도 자석을 이용하는 토카막에서 토카막 shot 중간에 자장을 낮추지 않고 바로 방전 세정을 할 수 있는 방법이다. 토카막에서 방전세정은 탄소나 산소 화합물과 같은 불순물을 제거하여 방사에 의한 플라즈마 냉각을 막고 토카막 초기 start-up시 진공 챔버 벽면으로부터 의도하지 않은 연료주입을 제거하는 역할을 한다. 본 연구에서는 ICWC 방전 세정 플라즈마의 밀도특성과 균일도를 간섭계와 $H_{\alpha}$ line 세기를 통해 관측하고 RGA를 통해서 C, $H_2O$, $O^2$ 불순물의 제거량을 파악하는 한편 토카막의 신뢰성 있는 start-up을 위해 요구되는 벽면에서 토카막 방전가스의 제거량을 HD양을 통해서 조사하였다. 플라즈마 선적분 밀도는 약 $1{\sim}3{\times}10^{17}#/m^2$로 측정되었는데 이는 보통 He을 이용한 방전세정 플라즈마의 밀도에 해당한다. 한편 $H_{\alpha}$ line의 세기를 통해 ICWC 방전 플라즈마의 균일도를 살펴본 결과 안테나 전류띠의 중간이 아닌 끝부분에서 $H_{\alpha}$의 세기가 큰 것으로 나타났는데 이는 ICWC 플라즈마가 Inductive 방전보다는 capacitive 방전에 의해 생성되는 것으로 추정된다. ICWC 방전에서 C, $H_2O$, $O_2$ 불순물의 제거율은 각각 약 $4.2{\times}10^{-5}\;mbar{\cdot}l/sec$, $1.4{\times}10^{-3}\;mbar{\cdot}l/sec$ 그리고 $1.72{\times}10^{-4}\;mbar{\cdot}l/sec$로 각각 나타났는데 ICWC shot이 진행될수록 이 양은 점점 줄어들었다. 대표적인 He/$H_2$, He ICWC 방전 shot인 2118, 2123 shot에서 벽면에서 $D_2$의 제거율은 각각 약 $0.12\;mbar{\cdot}l/sec$와 $3.9{\times}10^{-3}\;mbar{\cdot}l/sec$로 나타났다. 이는 수소의 첨가로 인해 HD의 형태로 $D_2$의 제거율이 증가되었기 때문이다. 한편 $H_2$의 첨가는 챔버 벽면에 흡착되는 $H_2$ 양을 또한 증가시키므로 차후에 $H_2$ 만을 제거하는 He ICWC를 수행해야 할 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.182-185
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• 2003

본 논문은 AC PDP의 구조, 전극 및 가스등을 기존 방식 그대로 사용하면서 고휘도 방전모드를 구현할 수 있는 새로운 파형의 유지펄스에 관한 연구 결과이다. 기존 PDP 구조에서의 Plasma 방전은 음극영역에서 주된 방전이 발생하기 때문에 Xenon gas의 여기율이 낮아지게 됨으로 충분한 휘도를 얻을 수가 없었다. 이러한 PDP가 갖는 휘도 특성의 문제를 개선하기 위한 목적으로 Panel의 셀구조의 변형, 전극 구조의 변화 또는 방전 가스의 혼합비율조정 둥 다양한 노력과 시도를 계속하고 있다. 하지만 PDP의 생산 단가의 상승을 초래할 수 있으며, 전극 간격을 조절하여 휘도를 개선하는 방식은 화질의 저하시킬 뿐만 아니라 방전전압을 증가시키게 됨으로 소비전력을 증가시키게 된다. 본 연구에서 제안하는 새로운 방식의 유지방전 구동파형은 기존의 유지 방전 펄스인 스퀘어 펄스와는 다르게 계단형의 펄스를 사용하는 방식으로 방전이 일어나기 전까지 일정한 전압을 인가하여 유지시킨 뒤 어느 시점에서 방전 되기까지 전압을 올려주는 방법으로 PDP의 협소한 방전 영역을 증가 시킴으로써 고휘도를 얻을 수 있다. 실험 결과 기존의 유지펄스와 비교하여 39.4%의 휘도와 50.0%의 효율 향상을 얻을 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.19-26
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• 2006

용량결합고주파(ccrf)방전은 홀로우음극방전이나, 직류방전에 비해서 방전관의 구조가 간단하고 균질한 플라즈마를 발생시키는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 ccrf-방전을 기체레이저의 여기에 적용하기 위한 목표를 가지고 방전시스템을 선계, 제작하여 연속운전의 균질한 방전을 실현하였다. 13.56[MHz]의 rf-전력을 방전 내부로 효율적으로 결합하기 위해서 내부직경 5[mm]의 레이저방전관에 특수하게 제작된 rf-전극을 사용하였다. 또한 방전관의 임피던스가 rf-발생기의 풀력저항 50[$\Omega$]에 정합을 이루는 임피던스 정합회로를 개발하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.216.1-216.1
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• 2014

Closed drift ion source는 그 특성으로 인하여 강판 표면처리, 금속 표면 산화막 형성, 폴리머 혹은 기타 표면 개질 등 다양한 분야에서 사용이 되고 있다. 다양한 환경에서 사용 되는 소스의 특성으로 인하여 각기 다른 공정에 대한 최적의 특성이 요구 되며, 이러한 공정 환경에 맞춘 소스를 설계하기 위해서 ion source내 전극의 구조 및 자기장 세기 등 이온소스의 구조적 특성에 대한 연구가 필요하게 된다. 본 연구에서는 선형 이온소스의 구조 설계를 위한 실험을 소형(이온빔 인출 슬릿 직경: 60 mm) 이온빔 인출 장치를 제작하여 전극 구조에 따른 방전 특성을 우선적으로 평가를 실시하여 소형 이온빔 인출 장치에서 도출된 결과를 바탕으로 0.3 m급 linear closed drift ion source 설계에 대한 변수를 조사 하였다. 실험은 양극-음극(C-A) 간 간격 및 음극 슬릿(C-C) 간격 그리고 자기장 세기 조건에서 방전 전류 및 인출 이온빔 전류량 측정하였으며, 이 결과를 전산모사 결과와 비교 하였다. 방전전압 1~5 kV, 가스유량 10~50 sccm 조건에서 Ar 이온빔 방전 특성을 평가한 결과, 양극-음극(C-A) 간격이 넓을수록, 음극-음극(C-C) 간격이 좁을수록 방전 전류량이 증가함을 확인 하였다. 또한, 공정 가스 압력 및 자기장 세기 변화에 따른 1~5 kV의 방전 전압에 대한 방전 특성의 관찰 결과, 압력 및 자기장 변화에 따라서 방전 전류의 변화를 관찰 할 수 있었으며, 이에 대한 결과를 통하여 이온 소스 구조 내부에서의 방전 영역에 대한 압력과 자기장 세기에 대한 영향을 분석 할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1612-1614
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• 1997

고분자 절연재료의 결함에 의하여 발생하는 부분방전은 고분자 재료의 화학적, 전기적 열화를 가져오며 때로는 전기 트리로 성장하여 재료의 절연파괴에 이르게 하기도 한다. 따라서 부분 방전 현상의 메카니즘 뿐만 아니라 측정법에 대한 많은 연구들이 있었으나 부분방전 열화가 고분자 재료에 미치는 열화과정에 대하여서는 명확한 메카니즘이 보고되지 않았다. 본 논문에서는 부분방전에 의한 고분자 절연재료 내의 공간전하 축적 현상에 대하여 연구하였다. 고분자 재료로는 현재 전력용 케이블에 주로 사용되고 있는 가교 폴리에틸렌(XLPE)를 사용하였으며, 1kHz의 주파수로6kV, 8kV, 10kv 및 11kV로 수시간 부분방전을 발생시킨 후 펄스정전응력법(PEA)으로 공간전하를 측정하였다. 실험결과 부분방전에 의하여 고분자 재료 내에 이종공간전하의 주입이 확인되었으며 따라서 부분방전에 의하여 고분자 재료가 열화되며 이러한 열화에 의한 전자의 방출율의 변화와 같은 고분자 표면의 상태 변화에 의하여 부분방전의 패턴에 지배적인 영향을 미친다. 이러한 공간전하의 축적에 의하여 부분방전 현상에 미치는 영향은 추후 보고할 예정이다.