차단기내에서 일어나는 아크철상을 모의하기 위해서는 수학적으로 표현할 수 있어야 한다. 하지만, 아크의 물리적 현상이 대단히 복잡하여 수식화 하기가 쉽지 않을 백만 아니라 논리적으로 이상이 없는 결과를 얻는 일도 쉽지 않다. 특히, 아크를 표현하는 수식에는 많은 경험적 변수 또는 실험결과를 고려하여 조정되어야 할 변수가 존재한다. 그 대표적인 것이 난류 변수(turbulence parameter)와 방사에너지 전달에서의 방사계수(emission coefficient)이다. 본 논문은 차단기가 전류차단 후의 열적회복과정에서, 난류변수에 따른 아크-후 전류(post arc current)를 계산한 결과를 제시한 것이다. 난류변수에 따른 아크의 냉각효과를 검토하고 있으며, 실험결과 비교하여 가장 잘 맞는 난류변수의 값을 제시하고 있다.
본 연구는 자계내에서 직류 차단설비의 아크소호 현상을 규명하기 위하여 침대 평판 전극에 부극성 직류 고전압 인가시 아크전압 및 전류 그리고 이들 파형특성을 자계세기의 변화에 따라 연구 검토하였다. 본 연구에서 얻은 중요한 결론은 다음과 같다. 자계가 인가되지 않았을 때는 아크동특성이 나타나지 않고 아크전압의 감소와 아트전류의 증가가 순간적으로 이루어진 후, 일정하게 유지되었을 뿐만아니라 전류 파형으로부터 아크방전이 연속적으로 발생됨을 알수 있었다. 자계가 인가되면 아크동특성이 나타난후, 서서히 아크전압이 감소되고 증가되고 아크전류는 감소되었다. 그리고 전류파형으로부터 아크방전은 단속적으로 됨에 따라 전류영점이 나타남을 알 수 있었고, 전류영점이 나타나는 주기와 아크방전의 단속 주기가 일치하였으며 자계가 증가될수록 주기도 증가되었다.
배전계통에서 전력수요의 증가와 분산전원의 증가로 대용량 변압기의 적용이 불가피하게 되었다. 하지만, 대용량 변압기로 교체할 경우 배전계통에 고장발생시 고장전류의 크기가 증가되어 기존에 설치된 차단기 및 보호기기의 차단용량 초과로 인해 교체에 따른 경제적 비용 상승이 우려된다. 따라서, 대용량 변압기의 교체시 고장전류 증가 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나로 초전도한류기를 설치하는 방안을 검토하고 있다. 초전도 한류기는 평상시에 초전도 상태인 영 저항이므로 전력손실이 발생하지 않으며, 고장 발생시 치로 인한 신속한 저항 발생으로 고장전류를 빠르게 감지 및 제한함으로써 기존에 설치된 차단기의 차단 용량이하로 감소시켜 줄뿐만 아니라 계통의 안정도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 초전도한류기는 도입위치에 따라 ��치 발생시 초전도한류기의 저항 크기가 다르게 되며, 고장전류 제한효과 및 보호협조를 고려한 적정의 한류기 저항 설정이 필요하다. 이에 대한 선행연구로서, 본 논문에서는 모의 배전계통에 초전도한류기를 적용하였을 경우 도입위치에 따라 전류제한, 모선 전압강하, 초전도한류기의 전력부담을 실험을 통하여 비교 분석하였다. 분석을 통해 초전도한류기를 피더에 설치하였을 경우 전류제한 효과, 모선 전압강하 보상효과는 가장 우수하였으나 가장 많은 전력부담을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
미생물연료전지는 미생물이 유기물을 분해하면서 전기를 발생시킨다. 미생물연료전지는 여러 분야로 응용이 가능하며 현재 생산되는 전력이 낮기 때문에 상용화가 되기 위해서는 미생물연료전지(MFC)의 전력을 증진시키는 방안 연구가 필요하다. 미생물연료전지(MFC)의 전력을 증진시키기 위해서는 산화, 환원전극에서의 활성화전압손실(Activation losses)과 저항전압손실(Ohmic losses)을 줄여야 하며 활성화전압손실과 저항전압손실의 정확한 측정과 이를 줄이기 위한 인자를 찾는 것이 중요하다. 본 연구에서는 H형태의 미생물연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC)에서 전류차단법(Current interruption)을 이용하여 산화전극 및 환원전극에서의 활성화 전압손실과 저항전압손실을 측정하였다. H형태의 미생물연료전지에서 백금이 코팅된 전극(0.5 $mg/cm^2$; 10% Pt)을 환원전극으로 이용하였음에도 환원전극 전압손실이 산화전극 전압손실보다 4배 가량 큼을 알 수 있었다. 전류차단법(Current interruption)에 의하여 구한 저항전압손실 값(1146 ${\Omega}$) 과 impedance에 의하여 구한 내부저항(1167 ${\Omega}$)은 거의 일치하였다. 또한 산화, 환원전극 활성화 전압손실의 합은 전지(cell)의 활성화 전압손실과 일치하였다.
전력의 효율적인 사용과 전기 안전(electrical Safety)을 위한 전류 측정에 대한 요구가 늘고 있다. 이에 전류 센서가 사용되며, 특히 홀 효과(hall effect)를 이용하여 회로를 차단하지 않고 전류를 측정할 수 있는 비접촉식 전류 센서가 많이 사용되고 있다. 하지만 이러한 전류 센서에는 다양한 잡음 등의 유입으로 인하여 전류 센서의 정확한 측정을 방해한다. 본 논문은 기존의 전류 센서에 저역통과 FIR필터를 사용하여, 보다 잡음에 강인한 전류 센서를 제안한다. 전류 센서의 출력단에 일정 주파수 이상의 영역을 차단하는 FIR필터를 설계하여 외부 잡음 등을 제거하였으며, 그 결과 기존 전류센서 보다 정확하고 정밀한 측정을 할 수 있었다.
가로등 지중전선로에서의 누전차단기는 일정상당의 대지정전용량 및 누설전류증가로 인한 오동작때문에 정전을 발생시켜 많은 민원을 야기하였다. 본 연구는 사용장소별 5~35[V]이내에서 설정값에 따라 전압을 감지하여 제어부를 차단하도록 하고 가로등이나 기계기구에 연결되는 전선로는 누설전류(15~200[mA])값을 1[mA]단위로 사용여건에 따라 조정 할 수 있는 전압감지식 누전차단기의 설치시 동작에 대한 것이다. 동작시험 결과 설정값에 따라 잘 조정되었고 대지정전용량 이나 영상 분전류의 영향을 받지 않았다. 국제 안전전압 25[V](50[mA])와 우리나라 15[V](30[mA])이하에서도 사용할 수 있으며 최소 5[V], (10[mA])에서 오동작 없이 잘 동작하여 고차단 안전차단장치임을 확인하였다.
This study proposed design parameters of opening spring of circuit breaker that cut off the over-current in order to protect the electric device about opening speed using the energy method. We simulated the opening kinetic energy, the potential energy of opening spring and the design parameters of opening spring with respect to opening speed of VCB (Vacuum Circuit Breaker)'s moving contactor which has 24kV 25kA break capacity. From the result of simulation the initial tensional force and the final tensional force of the opening spring chose 107kgf and 282kgf respectively. Through the dynamic analysis using ADAMS, We verified that the opening speed of moving contactor satisfied break capacity of VCB and analyzed opening dynamic characteristics of VCB such as the opening displacement, the opening velocity and the opening acceleration of moving contactor in time domain.
본 연구에서는 10 nm이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 하단 게이트 전압에 대한 터널링 전류(tunneling current)의 변화에 대하여 분석하고자한다. 단채널 효과를 감소시키기 위하여 개발된 다중게이트 MOSFET중에 비대칭 이중게이트 MOSFET는 채널전류를 제어할 수 있는 요소가 대칭형의 경우보다 증가하는 장점을 지니고 있다. 그러나 10nm 이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 경우, 터널링 전류에 의한 차단전류의 증가는 필연적이다. 본 연구에서는 차단전류 중에 터널링 전류의 비율을 계산함으로써 단채널에서 발생하는 터널링 전류의 영향을 관찰하고자 한다. 포아송방정식을 이용하여 구한 해석학적 전위분포와 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) 근사를 이용하여 터널링 전류를 구하였다. 결과적으로 10 nm이하의 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET에서는 하단 게이트 전압에 의하여 터널링 전류가 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 채널길이, 상하단 산화막 두께 그리고 채널두께 등에 따라 매우 큰 변화를 보이고 있었다.
본 논문에서는 3차 체비세프 전류모드 필터가 1.8V-$0.18{\mu}m$ CMOS 파라메터로써 설계되었다. 전류모드 필터의 기본 회로는 제안된 전압제어 주파수 가변 전류모드 적분기로 구성되었다. 제안된 전류모드 적분기를 사용함으로써 필터의 차단주파수가 가변될 수 있으며 또한 전체 소비전력을 줄 일 수 있다. HSPICE 시뮬레이션 결과, 필터의 차단주파수는 1.2MHz에서 10.1MHz로 조절되었고 전체 소비전력은 1.8V 공급전압에서 2.85mW으로 확인되었다.
This experimental study describes the noise reduction and the feasibility of short current of a silencer for a high voltage COS(cut out switch) fuse of a transformer. When a high voltage COS fuse becomes a short circuit by the over current, the strong impulse noise over 150 dB(A) is generated. For the purpose of the reduction of impulse noise, in this study, the diffuser type and the reactive type silencers have been designed and tested, respectively. And also the electrical test on the short current is performed. From the experimental results, the well designed reactive type silencer has been shown to have the noise reduction of about 20 dB(A). It has been found that the feasibility of short current for the COS fuse is closely related to the porosity of the silencer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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