본 논문은 단자대에서 단일원인 및 복합원인에 의한 전기화재위험성을 규명하기 위한 연구이다. 우선적으로 단일원인인 접촉불량에 의한 화재위험성을 측정하기 위해 조임토크변화 및 접촉저항변화에 따른 열적특성을 분석하였다. 또한, 복합원인에 의한 화재위험성을 측정하기 위해 접촉저항변화에 따른 가속트래킹 실험을 실시하여 접촉불량과 트래킹의 화재연관성을 확인하였다. 실험결과 단일원인의 경우 접촉불량상태의 조임토크 및 접촉저항 크기가 증가할수록 열적특성이 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 접촉저항변화에 따른 열적특성이 조임토크변화에 따른 열적특성보다 그 특성이 더 잘 나타났다. 또한, 복합원인의 경우 단자대 접촉불량과 트래킹은 상호연관성을 가지고 있으며, 두 가지의 복합적인 원인이 서로 작용될 경우 기존의 단일원인의 전기화재 위험성보다 상대적인 위험성이 더욱 높게 나타나는 것으로 도출되었다.
마찰용접은 접합하려는 재료를 접촉시켜 일정 압력과 동시에 회전 운동을 가하여 접촉면간에 마찰열을 발생시켜 재료가 충분한 온도에 도달될 때 회전운동을 급정지하고 최종압력을 가하여 접합시키는 방법이다. 국내에서는 지금까지 확인된 자료에 의하면 총 보유대수 20대중 자동차 부품 생산에 12대, 연구용 3대, 기타 5대로서 대부분 자동차부품 생사에 투입되고 있으며, 앞으로 부품류 생산에도 적용가능성이 높음을 확인하였다. 그러나 국내 자동차산업은 발전 유망업종이 되고 있을뿐더러 엔화 상승으로 인한 부품의국산화 대책이 활발히 논의되고 있어서, 국내 산업 발전을 위해서는 마찰용접기의 국산화 및 마찰용접의 기업화 적용에 대한 연구가 시급한 실정 이다.
본 연구에서는 진동대 실험을 실시하여 매립지에서 널리 사용되고 있는 지오멤브레인과 지오텍스타일 사이의 동적 접촉 마찰 특성을 살펴보았다. 연직응력, 진동 주파수, 건조/수침 상태의 영향에 대해서 평가하였으며, 또한 지오멤브레인과 지오텍스타일 사이의 상대적인 미끄러짐의 정도를 측정하였다. 실험 결과, 지오멤브레인과 지오텍스타일 사이를 통해 전달되는 한계 가속도(limited acceleration)가 있음을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 지오멤브레인과 지오텍스타일 사이의 동적 접촉 마찰각을 산정할 수 있었다. 이러한 가속도는 수침상태의 경우 건조상태보다 더 작게 산정되었으며, 변위의 경우 수침상태에서 더 크게 발생함을 관찰하였다. 또한 실험조건에 따라 지오멤브레인과 지오텍스타일 사이에 발생하는 상대적인 미끄러짐의 정도가 다르게 측정되었다. 본 연구에서는 지오멤브레인과 지오텍스타일 사이의 slip equation을 제안하였으며, 이 식을 통해 주어진 가속도와 주파수에서 지오멤브레인과 지오텍스타일 사이를 따라 발생되는 최대 미끄러짐의 정도를 예측 가능하게 하였다.
산업이 발달함에 따라 전기는 우리 일상 생활에 있어 없어서는 안 될 중요한 요소이나 그 사용에 따른 화재 위험성 또한 날로 증가하는 추세이다. 특히 전기 화재의 경우 전기용품 사용에 있어 그 사고를 미리 감지하기 어려워 사고 위험성에 대하여 무방비 상태가 된다. 특히 우리나라의 경우 전체 화재 건수 중 전기 화재가 차지하는 비율은 30%이상으로 일본, 미국 등 선진국에 비해 높아 화재 원으로서 전기 화재 예방에 대한 그 중요성 대두된다 본 논문에서는 전기화재 발화 원인 중 단자대 접촉부 접촉 불량으로 야기된 과열에 의한 화재를 예방하기 위하여 접촉부 접촉 저항을 검출 하는 시스템에 대하여 알고리즘 개발 및 설계 하였다.
산업이 발달함에 따라 전기는 우리 일상 생활에 있어 없어서는 않 될 중요한 요소이나 그 사용에 따른 화재 위험성 또한 날로 증가하는 추세이다. 특히 전기 화재의 경우 전기는 시각적인 흐름을 볼 수가 없어 전기용품 사용에 있어 그 사고를 미리 감지하기 어려워 사고 위험성에 대하여 무방비 상태가 된다. 특히 우리나라의 경우 전체 화재 건수 중 전기 화재가 차지하는 비율은 30%이상으로 일본, 미국등 선진국에 비해 높아 화재원으로서 전기 화재예방에 대한 그 중요성 대두된다. 본 논문에서는 전기화재 발화 원인 중 단자대 접촉부 접촉 불량으로 야기된 과열에 의한 화재를 예방하기 위하여 접촉부 접촉 저항을 검출 하는 시스템에 대하여 알고리즘 개발 및 설계 하였다.
본 논문에서는 MCCB 및 단자대 접속부의 접촉불량에 의한 소손특성을 분석하였으며, 발열을 감지하여 화재를 예방할 수 있는 다양한 기법들을 제시하였다. 첫째로, 열전대를 사용하는 방법과 적외선 열화상기를 사용하여 접촉불량 등의 원인에 의해서 발열을 감지하는 방법을 분석하였다. 또한, 접촉불량 발생시 변색여부로 쉽게 이상유무 판단이 가능한 서모캡의 특성을 분석하였으며, 공간 등의 제약을 덜 받으면서 접속부위에 상시 설치하고 감시할 수 있는 방식인 향 캡슐과 향 검지기를 사용하여 과열을 감지하는 시스템의 원리 및 특징을 분석하였다. 마지막으로, 가융합금의 용융특성을 응용한 접촉불량 감지나사를 제작하여 단자대에 적용 및 실험하여 성능을 검증하였다. 상기 제시된 기법들을 적절히 적용된다면 MCCB 및 단자대등의 접속부의 접촉불량에 의한 전기화재 예방에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
최근 FPD 산업에서 물류이송장비의 전원장치로 비접촉 전원장치에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 양산 라인에 적용되고 있는 물류장비의 비접촉 전원장치는 주로 직선구간을 왕복하고, 이송대차가 한 대인 경우에 적용하고 있다. 그러나 곡선 구간과 이송대차가 다수인 경우의 물류이송장비에는 적합하지 않다. 따라서 본 논문은 직 곡선 구간이 혼용되어진 구조이고, 이송대차가 한 대 이상으로 구동되는 물류이송장비의 비접촉 전원장치 시작품에 적용하였고, 적용된 비접촉 전원장치의 회로 구조는 풀 브릿지 구조를 갖는 직 병렬 공진 DC/DC 컨버터 회로로 하여 회로해석, 제어방법, 특성평가, 실험을 통한 적용 가능성에 대한 연구를 행하였다. 또한 비접촉 전원장치의 전체 제어는 1차측 전원공급장치에 일정한 공진전류를 제어하기 위해 듀티 제어를 사용하였고, 2차측 전원공급장치의 출력전압을 일정하게 유지하기 위해 다수의 이송대차가 자체 제어를 하도록 구성하였다. 실제 2대의 이송대차를 제작하여 직 곡선 구간을 구성하고, 물류이송장비를 운용하여 양호한 특성으로 적용 가능함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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