내구시험기의 기본적인 구조를 해석하고 분석하여 각종 기구부의 내구성 시험에서 적용대상물에 관계없이 전기유압서보장치의 용량과 적합한 센서들을 조합하여 구성 가능하도록 시험기를 구성하였으며, 본 연구에서 개발된 제어장치와 데이터 수집 소프트웨어는 내구시험 대상물에 관계없이 범용 적으로 사용할 수 있도록 개발하였다.
전기체 정적시험 시험을 수행하기 위해 개발된 기술과 시험치구 설계에 대하여 설명하였다. 개발된 기술은 치구설계에 설계기준으로 사용하는 설계기준하중 산출기술, 하중부가 장치 설계기술, 중량보상장치 설계기술, 시험체 자세제어장치 설계기술, 시험장비 구성설계 및 과하중방지 기술이다. 이와 같이 개발된 시험기술을 적용하여 설계된 시험치구를 이용하여 고등훈련기 전기체 정적 시험인 설계제한하중 시험이 성공적으로 수행되었다.
연속가변 추력기는 비행체의 위치 또는 자세 변경 및 연소실 내부의 압력 조절을 위하여 정밀 추력 조절이 요구된다. 이를 위하여 연소실 내부의 노즐 목 근처에 설치된 핀틀 구조물을 앞/뒤로 움직여 추력을 조절하고, 핀틀 구조물을 움직이기 위하여 구동장치를 사용한다. 본 논문에서는 연속가변 추력기용 구동장치를 개발하였으며, 운용조건에서의 부하를 모사하기 위한 부하시험장비를 개발하였다. 또한, 개발된 부하시험장비를 이용하여 구동장치의 성능 시험을 수행하였다.
국내 접지방식은 2021년부터 IEC 60364에서 제시하는 접지방식을 새롭게 채택하고 있다. 이 접지방식은 인체접촉사고 발생 시, 접촉전압과 통과전류에 대한 특성이 다양하게 나타날 수 있어, 인체에 대한 안전성 평가가 구체적으로 요구되고 있다. 또한, 한국전기안전공사나 대한전기협회에서 IEC 60364의 접지방식에 대한 안전기술 교육을 부분적으로 수행하고 있지만, 안전성을 평가할 수 있는 시험장치가 미흡하여, 전기안전관리자에 대한 교육이 어려운 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 IEC 60364의 접지방식별 안전성 평가를 수행할 수 있는 시험장치를 모델링하고, 이를 바탕으로 시험장치를 구현한다. 즉, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, 계통 전원부, 접지방식별 시험장치부, 보조장치부로 구성된 안전성 평가 시험장치의 모델링을 제시하고, 계통전원부, TT접지방식 시험장치부, TN-S접지방식 시험장치부, 모니터링부로 구성된 안전성 평가 시험장치를 구현한다. 상기의 모델링과 시험장치를 이용하여, TT접지방식과 TN-S접지방식의 인체 안전성 특성을 분석한 결과, TT접지방식의 경우 고장점 임피던스가 0[Ω], 10[Ω], 100[Ω]에서 인체 통과전류는 각각 104[mA], 87.4[mA], 35.5[mA]가 산정되었고, TN-S접지방식의 경우 54.9[mA], 4.1[mA], 0.4[mA]가 산정됨에 따라, TN-S접지방식이 TT접지방식에 비하여 감전에 대한 보호가 우수함을 알 수 있고, 저압수용가에서 사용 중인 TT 접지방식에서 TN-S 접지방식으로 전환하면 감전에 대한 보호성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.
포항 방사광 가속기의 선형가속기는 2.5GeV 전자빔용 마이크로웨이브의 발생을 위하여 80 MW급 클라이스트론(klystron) 11대와 입사부용 65 MW 급 클라이스트론 1대를 사용한다. 80 MW 급 클라이스트론 부하를 구동하기 위하여 최대 펄스 정격출력 200MW(400kV, 500A, 평탄도 $4.4\;{\mu}s$)인 대출력 펄스 전원공급 장치(modulator)가 요구된다. 모듈레이터 시스템 용 PFN(pulse forming network) 커패시터의 충전용 입력전원으로써 최대 출력전압 50 kV, ${\pm}\;0.5\%$ 이내의 전압제어가 가능한 고전압 인버터 전원장치를 적용하여 PLS 선형가속기용 국산화 개발 클라이스트론 부하의 성능시험을 수행하였다. 국산화 개발된 S-band 펄스 클라이스트론은 고전압 길들이기 과정을 거쳐 최대 정격 출력 빔 전압 400 kV 이상까지 시험 완료하였다. 클라이스트론의 정확한 RF 출력성능의 측정을 위하여 방향성 결합기와 검파기를 설치하여 측정시스템의 성능을 개선하였다. 본 논문에서는 포항 방사광 가속기의 국산화 개발 1호 클라이스트론 부하의 성능시험을 위한 50 kV 급 인버터시스템 적용과정에서 수행하였던 시험장치 개선과 PFN의 충전 특성을 분석하였다. 또한, 클라이스트론의 고전압 및 RF 길들이기 시험 결과에 관하여 고찰하고자 한다.
고도화, 정보화시대를 맞이하여 대형인버터, 컴퓨터 등 전력풀질을 저하시키는 비선형 부하의 보급이 확대되고 있으며, 이들 비선형부하에 의한 전력품질 저하시 공정제어기, 마이크로프로세서 등과 같이 전력품질에 매우 민감한 기기의 오동작 등으로 경제적 피해가 증대되고 있다. 따라서 중요부하 및 계통을 보호하기 위한 전력전자 기술을 응용한 전력품질 보상기기 적용이 필요하다. 이에 본 연구에서는 전력품질 향상기기 성능평가 텐 실증기술 개발을 위한 전력풀질 실증시험장 구축 및 전력풀질 향상기기 실계통 적용시 효과분석을 위한 해석기법을 확보하고자 하였다. DSTATCOM, DVR, SSTS 등 전력품질 향상기기의 성능평가를 위해서 실계통에서 발생되는 외란을 모의할 수 있는 외란발생장치 등 시험설비와 전력품질 향상기기 및 실증시험설비를 제어하는 S/W와 시험결과를 분석하기 위한 전력품질 측정 및 분석시스템을 구축하였다. 순간전압강하, 순간전압 상승 파형을 외란발생장치를 구현하고 전력품질 향상기기의 보강효과를 분석하였다. 또한 전력품질 향상기기(DVR, DSTATCOM, SSTS)와 부하 등 시험설비에 대하여 EMTDC 프로그램용 모델 및 해석기법을 개발하였다.
포항가속기 연구소에서 3.0 GeV의 에너지로 성능향상(PLS-II)를 위하여 선형가속기에 모듈레이터를 증설하였다. 추가 증설을 위하여 사용될 200 MW 인버터 모듈레이터를 설계, 제작, 시험하고자 한다. 모듈레이터에는 Inverter type 고전압 전원장치를 사용하였으며 사양은 펄스 전압 400 kV, 전류 500A, 펄스폭 8us, 반복횟수 30 Hz이며 부하는 80 MW 클라이스트론을 사용하여 시험할 하였다. 본 논문에서는 설계, 제작 및 시험 결과에 대하여 논하고자 한다.
전력케이블 선로에 가해지는 전압은 상시교류전압이외에 지락 등에 의한 사용주파과전압과 뇌써지와 같은 써지성 과전압이 있다. 써지성 과전압이 케이블 심선에 침입할 경우 종단접속부나 절연접속함의 접속점은 절연통 양단 및 시스와 대지간에 고전압이 발생하여 케이블심선-시스간 시스-대지간의 써지임피던스 비에 따라 과전압이 발생하며, 이와 같이 써지성 과전압이 방식층의 충격내전압치를 초과할 경우 방식층을 보호하기 위한 대책이 필요하며 그 보호장치로 절연통 보호장치를 사용하는 것이 일반적이다. 절연통에 대한 보호대책과, 설계 제작된 절연통 보호장치에 대한 주요시험항목을 실시하여 항목별 그 특성을 검토하고 절연통 보호장치의 지중송전선로에서 사용되는 조건인 열적내량을 검증하는 충격전류시험과 침수에 의한 기밀성능을 검증하는 내수성능시험을 실시함으로써 그 중요성을 인식할 수 있었다.
광변환 물질을 사용하여 X-선이나 감마방사선을 가시광으로 변환한 다음 CCD 카메라를 통하여 광량을 측정하면 방사선의 양을 간접적으로 측정할 수 있다. 본 연구에서는 CCD형 비상대용 로봇용 고속 삼차원 방사선 위치 탐지장치에서 방사선 위치 센싱의 핵심 역할을 수행하는 CCD 방사선 탐지부를 간접 방사선 측정 방법을 응용하여 고안하고 구현한 다음 이에 대한 방사선 특성시험을 수행하였다. 시험 결과로 부터 구현한 CCD형 방사선 센서가 방사선 위치 및 선량 탐지장치로 활용 가능성이 충분함 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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