• Electric Engineers Magazine
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• s.284
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• pp.21-25
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• 2006

산업자원부 고시 제2005-1(2005.1.10)호에 의거 전기설비기술기준 제16조 (전로의 절연사항 및 절연내력) 1항의 단서조항으로 다만, 정전이 어려운 경우 등 절연사항 측정이 곤란한 경우에 는 누설전류를 1mA이하로 유지하여야 한다. 라고 개정고시 됨에 따라 현장업무에 적용되고 있으나, 기준적용의 어려움은 물론 예상되는 문제점을 고찰하고자 한다.

• 전기의세계
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• v.28 no.8
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• pp.3-7
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• 1979

일반적으로 고전압의 절연물로 사용되어 지고 있는 gas를 고기압으로 압축하여 사용하므로써 그 압력에 비례하여 절연내력을 증가시킬 수 있다는 사실을 알고 있다. 따라서 전력계통에서 그 사용전압이 점차 초고전압화 됨에 따라 그에 따른 절연물로써 압축가스의 이용이 증가일로에 있으며 어떤 압축가스를 사용하므로서 높은 절연내력을 얻을 수 있음은 물론이거니와 열적으로 안정하며 전도성이 좋고 또한 교류송전선로에 이용될때는 Corona가 발생하는 가능성도 적으며 유전손실도 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히 이러한 압축가스는 고전압발생장치, 고전압변환장치 및 고전압용 개폐기등의 절연에 상당히 많이 사용되고 있으며 5기압 정도의 부성기체는 고전압변압기나 Compact Substation의 절연물로써 점차 이용이 증가되고 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1502-1504
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• 2006

본 연구는 $SF_6$와 Dry-air(건조공기)가 혼합된 절연매체의 절연 특성과 부분방전 특성 연구를 위하여 기초실험용 쳄버와 70kV급 GIS mock up 을 이용하여 교류전압을 인가하여 실험이 수행되었다. 전자의 경우, Sphere gap 및 Needle/Plate 전극시스템을 이용하여 순수 $SF_6$가스와 Dry-air의 절연내력을 비교하고, 챔버의 압력을 5기압으로 유지한 상태에서 Dry-air와 $SF_6$가스의 혼합비를 변화시키면서 절연내력이 측정되었다. 후자의 경우, 기초실험에서 도출된 $SF_6$가스와 Dry-air의 최적의 혼합비율을 선택한 후, 방전 개시전압과 부분방전 양상을 순수 $SF_6$가스의 결과와 비교 분석하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위하여 GIS 사고의 주요원인이 되는 결함들, 즉 Protrusion, Floating, Free moving particle 들을 인위적으로 모의하여 Mock up 내부에 설치하고 내부 압력을 5기압으로 유지한 상태에서 수행되었다. 전자의 경우, $0.5{\sim}5$ 기압 범위내 에서 Dry-air 압력을 변화시켰을 때 절연내력은 전극시스템에 무관하게 순수 $SF_6$가스의 결과치의 $40{\sim}50%$정도이다. 또한 챔버 압력이 5기압일 경우, Needle/Plate 전극을 이용했을 경우, Dry-air 가 80% 혼합된 절연매체는 순수 $SF_6$가스 절연내력의 80%정도이다. 후자의 경우, 인가전압을 고정 시켰을 때, 부분방전 패턴과 방전크기는, 순수 $SF_6$가스와 Dry-air 가 80% 혼합된 절연매체는 동일한 패턴과 방전크기를 나타내고 있다. 이러한 결과를 근거로, 가스 압력이 5기압에서 운전되는 전력기기의 절연 매체로서 혼합가스를 사용할 경우, $SF_6$가스와 Dry-air의 혼합비는 2:8정도가 적절한 것으로 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.248-249
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• 2017

본 논문은 지능형 반도체 변압기용 고압 절연 내력을 갖는 고주파 변압기의 설계 순서와 방안을 제안하고 시제품을 제작하여 동작 검증 및 절연 시험을 완료한 결과를 서술한다.제작된 변압기는 10 kHz의 스위칭 주파수 하에 정격은 15 kW이며, 3권선 방식을 이용하였다. SST의 입력 전압인 $13.2kV_{rms}$및 출력단의 전압 플로팅 현상을 고려하여, polycarbonate를 이용한 내부 보빈과 teflon PTFE를 이용한 외부 보빈 및 가드를 제작해, 30 kV의 절연이 가능하도록 설계되었다. 또한, 정전 유도 현상으로 인해 고려해야 하는 코어와 권선 간의 고압 절연을 최소화하는 방안을 적용하였으며, 근접 효과와 표피 효과를 최소화하는 구조로 설계되었다. 시제품 제작 후 15 kW의 정격 하에 동작 검증을 완료하였고, 내전압 시험을 이용하여 30 kV의 절연 내력을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1397-1398
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• 2007

본 연구는 $SF_6$와 Dry-air(건조공기), $N_2$, $CO_2$ 가스가 혼합된 절연매체의 절연 특성과 부분방전 특성 연구를 기초실험용 쳄버와 70kV급 GIS mock up을 이용하여 교류전압을 인가하여 실험이 수행되었다. 전자의 경우, Sphere gap 및 Needle/Plate 전극시스템을 이용하여 순수 $SF_6$가스와 Dry-air, $N_2$, $CO_2$ 가스들의 절연내력을 비교하고, 챔버의 압력을 5기압으로 유지한 상태에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$와 $SF_6$가스의 혼합비를 변화시키면서 절연내력이 측정되었다. 후자의 경우, 기초실험에서 도출된 $SF_6$가스와 Dry-air, $N_2$, $CO_2$의 최적의 혼합비율을 선택한 후, 방전 개시전압과 부분방전 양상을 순수 $SF_6$가스의 결과와 비교분석하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위하여 GIS 사고의 주요원인이 되는 결함들, 즉 Protrusion, Floating, Free moving particle 들을 인위적으로 모의하여 Mock up 내부에 설치하고 내부 압력을 5기압으로 유지한 상태에서 수행되었다. 전자의 경우, $0.5{\sim}5$ 기압 범위 내에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$ 압력을 변화시켰을 때 절연내력은 전극시스템에 무관하게 순수 $SF_6$가스의 결과치의 Dir-air $47{\sim}51%$, $N_2\;48{\sim}61%$, $CO_2\;47{\sim}60%$ 정도이다. 또한 챔버 압력이 5기압인 상태에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$가 80% 혼합된 절연매체는 순수 $SF_6$가스 절연내력의 80%이상의 절연내력을 가지고 있다. 후자의 경우, 인가전압을 고정 시켰을 때, 부분방전 패턴과 방전크기는, 순수 $SF_6$가스와 Dry-air 가 80% 혼합된 절연매체는 동일한 패턴과 방전크기를 나타내고 있다. 이러한 결과를 근거로, 가스 압력이 5기압에서 운전되는 전력기기의 절연매체로서 혼합가스를 사용할 경우, $SF_6$가스와 Dry-air, $CO_2$, $N_2$ 가스들의 혼합비는 2:8정도가 적절한 것으로 제안한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.1968-1970
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• 2005

송전 용량 증대 및 초고압 케이블 컴펙트화를 위해, 최근 고내력 케이블에 관한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있으며, 이러한 추세에 대응코자 당사에서는 고내력 케이블 개발에 있어서 첨가제 투입에 따른 절연 능력 향상에 관한 연구를 진행하여왔다. 본 연구에서는 케이블 절연 능력 향상을 위하여 반도전 컴파운드에 첨가제를 투입하여 반도전과 절연의 계면 특성을 향상시킴으로 절연체의 절연파괴능력 향상시키고자 하였으며, 계면 특성의 향상은 절연 파괴능력 향상으로 이어짐을 확인 할 수 있었다. 또한 상기의 연구결과에 따라 제조된 케이블은 기존 케이블과 비교하였을 때 매우 우수한 절연파괴 특성을 나타냄을 확인하였으며, 그 결과 절연 두께를 비약적으로 감소시킬 수 있었다. 본 논문은 상기 절연 성능 향상에 관한 메커니즘 및 IEC 62067에 따라 진행된 초고압 XLPE 케이블의 type test 결과를 중심으로 기술하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.11a
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• pp.238-240
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• 2001

초전도 응용 기기의 실용화를 위해서는 극저온 냉매의 절연기술이 확립되어야 한다. 특히, 취급이 용이하고 경제성이 높은 액체 질소를 냉매로 사용하는 고온 초전도 응용 기기 개발이 활발히 이루어지고 있어 여러 고온초전도 응용 기기 중 고온 초전도 변압기의 pancake-coil 형 권선에서의 spacer에 대한 절연 특성을 연구하였다. 이때 spacer는 pancake-coil의 턴간 절연내력을 유지하여야 하며, 또한 냉매 유동 통로를 확보하여야 한다. 하지만 실용상에 있어서는 절연물의 계면을 따라서 진전하는 연면 방전에 의한 절연내력이 관통절연 파괴전압에 비해 낮아 절연 설계 시 유의해야 한다. 따라서 pancake-coil형 고온초전도 변압기 권선을 위한 spacer에 대한 연면 방전 특성을 연구하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.11a
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• pp.234-237
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• 2001

고온초전도 기기의 냉매로 사용되는 액체질소($LN_2$)의 절연파괴 특성을 평가하고 기존 변압기에 사용되는 변압기유의 절연파괴 특성에 대하여 비교하였다. ��치에 따른 기포발생을 모의하여 순수 액체와 기포가 포함된 액체의 절연내력을 평가하였으며 기포의 거동에 따른 절연내력을 고찰하였다. 또한, 고온초전도 변압기, 케이블 및 한류기 등은 괜치 발생위치가 명확하지 않으므로 기포의 발생위치를 세 부분으로 모의하여 절연파괴 특성을 고찰하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1171-1172
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• 2015

송전선이나 전기기기의 나선(裸線)부분을 절연하고 동시에 기계적으로 유지 또는 지지하기 위한 절연체와 이것과 일체로 조립된 금구류로 구성된 절연지지물인 애자는 전기적으로 충분한 절연내력을 가지게 하기 위하여 다수의 주름을 만들어 표면에 따른 거리를 크게 한다. 이는 표면이 습하였을 때, 염분이나 먼지 등이 부착하였을 때 절연내력이 저하되는 것을 방지하는 데 효과가 있다. 그리고 재질별(세라믹, 유리, 합성수지 등), 모양별(원판형, 원주형, 중공, 갓형 등), 용도별(전차 선로용, 발전소 또는 변전소용, 통신 선로용 등) 및 사용방법(현수용, 내장용, 인류용, 고정용 등)에 따라 다양하게 분류된다. 본 논문에서는 복합 애자류(composite insulators)의 여러 가지 성능평가 시험방법 중에서 복합 애자의 여러 계면과 연결 금구의 접속부(interfaces and connections of end fittings)에 대한 이상 유무를 확인하는 시험인 수분침투시험평가기술에 대해 고찰하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.155-157
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• 2006

송전전압이 점차 초고압화되면서 절연체의 유전특성을 개선하여 송전용량을 향상시키고, 절연내력을 높여 케이블 외경을 저감시키려는 시도에 따라 우수한 유전특성 및 절연내력을 갖는 폴리머 절연층과 기계적 특성, 절연유와의 적합성이 우수한 크라프트지의 장점을 혼합시킨 반합성지가 개발되어 전력케이블의 주절연재료로 사용되고 있다. 본 논문은 LS전선이 국내최초로 개발한 400 kV급 반합성지 전력케이블 및 접속함 개발과정 및 이와 관련된 요소기술에 대해 기술하였다. 송전시스템에서 요구되는 유전특성의 반합성지를 설계 제작하여, 기존 크라프트 절연지 대비 유전손실은 50% 수준, 절연내력은 125%이상의 반합성지를 개발하였고, 반합성지 고유의 특성인 팽윤율을 조절하여 케이블을 제조하였다. 반합성지 절연 케이블에 필요한 접속함에서는 보강절연재로 케이블과 동일한 반합성지를 사용하여 전체적인 3기를 감소시키고, 열저항성을 줄이고자 노력하였다. 또한, 접속함 조립공정에 필요한 저온연공법을 개발하여 반합성지에 열적 스트레스를 최소화하였다. 상기 관련기술의 개발 결과로, IEC 60141, AEIC CS2-97 및 NGTS 3.5.1에 근거하여 400 kV급 반합성지 OF 케이블 및 접속함에 대해 국제 공인기관인 KEMA의부터 Type Test을 인증받았다.