• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1459-1460
• /
• 2011

자성유체에 60Hz의 교류자기장을 인가할 때 발생되는 냉각효과를 해석하기 위해 유한요소법을 결합하였다. 열원으로는 전류가 코일에 흐를 때 생성되는 줄열과 닐운동과 브라운운동으로 야기되는 전력손실에 의한 발열이 있다. 교류자기장은 주파수가 낮기 때문에 줄열이 주요한 열원이 된다. 그러므로 코일에서 자성유체로 일어나는 열전달과 자연대류현상은 코일의 표면에서 일어난다. 자연대류현상을 해석하기 위해서는 자성유체의 부력밀도를 고려해야 한다. 부가적으로 자계의 세기와 온도에 관한 함수인 자화와 자기체적력밀도로 인해 자기대류현상과 같은 강제대류가 일어난다. 이러한 두 가지 대류현상으로 인해 교류자기장을 인가한 자성유체에서 냉각효과가 일어난다. 자기체적력밀도는 유한요소법으로 보간된 가상공극개념을 이용하여 켈빈전자기력밀도를 이끌어 낸 후 이를 수치적으로 이용하여 구하였다. 랑제방함수는 켈빈전자기력밀도와 전력손실을 계산하는데 필요한 비선형 자화율을 고려하기 위해 사용하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.1265-1270
• /
• 2008

Electromigration is a one of a critical failure mechanism in microelectronic devices. Minimizing the thin film interconnections in microelectronic devices make high current densities at electrrical line. Under high current densities, an electromigration becomes critical problems in a microelectronic device. This phenomena under DC conditions was investigated with high temperature. The current density of 1.5MA/cm2 was stressed in interconnections under DC condition, and temperature condition $150^{\circ}C,\;175^{\circ}C,\;200^{\circ}C$. By increasing of thin film interconections, microelectronic devices durability is decreased and it gets more restriction by temperature. Electromigration makes electronic open by void induced, and hillock induced makes electronic short state.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.210-215
• /
• 2008

This paper presents an experimental study on a bending actuator with a shape memory alloy wire. In this study, we introduced design process and experimental result of the bending actuator. The bending actuator consists of a SMA wire, springs, and a glass/epoxy strip. In the bending actuator, springs were used to restore the SMA wire to its initial shape right after actuation. To obtain properties of the SMA wire, DSC test was performed and the behavior of the SMA wire under different loadings was observed. Finally, the proposed bending actuator shows reasonable actuation behavior with relatively lower power consumption, fast response and effective efficiency.

• Proceedings of the Korea Institute of Applied Superconductivity and Cryogenics Conference
• /
• 2002.02a
• /
• pp.56-59
• /
• 2002

Since the KSTAR magnet structure should be maintained at cryogenic temperature of about 4.5 K, even a small amount of heat might be a major cause of the temperature rising of the superconducting magnet structure. The Joule heating by eddy current induced on the magnet structure during the KSTAR operation was found to be a critical parameter for designing the cooling scheme of the magnet structure as well as defining the requirements of the refrigerator for the cryogenic system. Based on the Joule heating calculation, it was revealed that the bulk temperature rising of the magnet coil structure was less than 1 K. The local maximum temperature especially at the inboard leg of the TF coil structure increase as high as about 21 K for the plasma vertical disruption scenario. For the CS coil structure maximum temperature of 8.4 K was obtained from PF fast discharging scenario.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1288-1289
• /
• 2011

세계가 점차적으로 "전화(電化)"됨에 따라 전기 에너지의 효과적인 분배와 사용이 급격히 중요하게 되었다. 일반 도체를 통한 전류의 흐름은 도체의 저항에 의해 줄열을 발생시켜 전기 에너지의 손실을 일으키고 결국은 에너지와 경제적 자원의 낭비를 초래하게 된다. 초전도체의 저항은 직류 전류에서는 0, 교류 전류에서는 거의 0이기 때문에 초전도체를 이용하면 전력 소자 및 기기의 부피와 무게를 현저히 줄일 수 있는 반면에 모든 전기 시스템의 효율을 향상시킬 수 있고, 에너지 사용의 절감에 따라 환경 문제에 도움을 줄 수 있다. 사고 전류 제한기의 설계에 있어서, 권선형태에 따른 솔레노이드 마그네트와 팬케이크 마그네트를 설계, 제작하여 자장 특성 및 한류 특성을 비교 하였다. 2세대 고온 초전도 선재로 불리는 YBCO 박막형 초전도 선재를 이용하여 동작 전류 증대를 위한 다병렬 솔레노이드 마그네트와 다병렬 팬케이크 마그네트를 제작하였다. 이를 이용하여 440 V/ 630 A급 초전도 사고 전류 제한기와 2 kA 급 대전류 통전 사고 전류 제한 모듈을 설계, 제작하여 단락 특성 시험을 수행하였다. 한편, 자장 응용 기기에 적용 가능한 더블 팬케이크 마그네트를 제 2 세대 초전도선재를 이용하여 설계, 시작하였다. 2세대 선재는 1세대 선재에 비하여 20 T 이상의 외부 자장에 대한 특성이 우수하여 고자장 마그네트 시스템에 더욱 적합하다. 이에 초전도 마그네트 보호를 위한 상전도 영역 전파 실험을 수행하여 CC 선재의 안정도를 측정하였다. 또한 영구전류모드 운전과 플럭스 펌프를 통한 전류 충전에 대한 연구도 병행하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.18-20
• /
• 2005

일반적으로 저압계통의 고장전류를 차단하기 위해 설치된 차단기의 차단원리는 주로 역전압발생법올 이용하고 있다. 역전압발생법은 효과적으로 저압계통의 고장전류를 차단할 수 있으나, 제한된 한류성능과 긴 아킹 시간은 차단기는 물론 주변 전력기기에 전기적/열적/기계적 스트레스를 주게 된다. 국내외 업체는 고장전류를 보다 빠르고 효과적으로 제한 및 차단을 할 수 있는 한류형 차단기를 제안하고 있는 실정이다. 저압계통의 경우, 정온도계수 (Positive Temperature Coefficient, PTC) 특성을 가지는 한류소자를 기존 차단기에 직렬 혹은 병렬로 연결하여 저압계통의 고장전류를 매우 빠르고 효과적으로 제한 및 차단하는 추세에 있으며, 또한 PTC 한류소자를 이용함으로써 저압계통의 차단보호협조를 효과적으로 구현하고자 하고 있다. PTC 한류소자는 소자는 열팽창이 큰 비전도성 성분과 열팽창이 작은 전도성 성분이 혼합되어 구성되며, 소자의 온도가 증가함에 따라 비전도성 성분이 상대적으로 큰 부피 팽창을 하여 저항이 증가하게 된다. 이러한 PTC 소자를 전력계통에 적용함으로써 고장전류에 따른 줄열에 의한 저항증가로 고장전류를 제한하게 된다. 본 연구에서는 일반적으로 배터리 보호용으로 사용되는 폴리에틸렌 수지 및 카본블랙으로 구성된 폴리머 PTC 한류소자를 이용하여, 기존의 저전력 배터리 보호 폴리머 PTC 소자로부터, 저압계통의 단락사고시 발생하는 단락전류를 효과적으로 제한할 수 있는 대전력 폴리머 PTC 소자를 개발하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.249-249
• /
• 2011

전력용 개폐장치인 진공차단기의 차단부가 송배전 시스템에 30 [kA] 정도의 커다란 사고전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 동작될 때 차단부 내부 전극 사이에 25,000 [K] 이상의 아크 플라즈마가 발생하게 된다. 두 전극 사이에 발생된 아크 플라즈마는 약 10 ms~20 ms 동안 지속되다가 교류전원의 전류영점 부근에서 회복된 절연성능으로 인하여 자연스럽게 소멸되지만, 대전류 구간동안 아크 플라즈마의 집중 현상 등에 의하여 전극의 심각한 손상 등이 발생되면 절연성능이 요구된 만큼 회복되지 못하여 사고전류를 차단하지 못하며 시스템에 연결된 기기들에게 심각한 손상을 입히고 정전사고를 일으킨다. 본 연구에서는 전자계-열유동 연성해석기법을 이용한 축자계 진공차단부에서 발생하는 아크 플라즈마의 3차원 수치해석을 통하여 전극의 심각한 손상을 입히는 아크플라즈마의 집중 현상에 관한 축자계의 영향을 고찰하고자 한다. 수치해석을 위한 아크 영역은 양극과 음극의 직경과 같은 직경의 원기둥으로 가정하였고, 전자계 해석으로부터 얻어진 로렌츠 힘과 줄열을 열유동 해석을 위한 Navier-Stokes 방정식의 파라미터로 입력하여 해석을 수행함으로써 전자계와 유체역학적인 영역을 동시에 연계한 순차적 일방향 연성해석 기법을 적용하였다. 컵형 축자계 진공차단부 내 아크영역에서의 로렌츠 힘의 특성과 온도분포에 대하여 수치해석을 수행하였고, 크기가 다른 두 로렌츠 힘에 의하여 양극표면으로 집중되는 온도분포의 크기를 비교함으로써 진공아크 플라즈마의 집중현상에 영향을 미치는 주요 요소를 규명할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• summer
• /
• pp.833-835
• /
• 2004

초전도 선재를 전력 기기에 적절히 응용하기 위하여 사고 시 과전류에 대한 안전성 여부를 확인할 필요가 있다. 본 논문에서는 임계전류 이상의 영역에서 Bi-2223 선재의 저항 및 온도변화 특성을 알아보았다. 임계전류가 57 A인 Bi-2223 선재에 임계 전류 이상의 과전류를 인가한 후 전류 크기 및 사고시간에 따른 저항 변화를 조사하였다. 또한 열전대를 사용하여 과전류 인가에 따른 선재의 온도 변화를 측정하여 저항에 의해 유추한 결과와 상호 비교하였다. 이로부터 Bi-2223 선재에 과전류 인가 시 발생된 저항으로부터 간접적으로 얻은 선재의 온도와 측정된 줄열은 매우 잘 일치하였으며, 이로부터 과전류 인가 시간과 크기에 따른 선재의 온도 변화를 예측할 수 있었다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
• /
• v.14 no.5
• /
• pp.215-221
• /
• 2014

In this paper, the improved power durability test system and method for an reliability analysis of SAW device is proposed and the failure mechanism through failure analysis is analyzed. As a result of the failure analysis using microscope, SEM and EDX, the failure mechanism of the SAW device is electromigration due to joule heating under high current density and high temperature condition. The electromigration makes voids and hillocks in the IDT electrode and the voids and hillocks can lead to short circuit and open circuit faults, respectively, increasing the insertion loss of an SAW filter. The accelerated life testing of the SAW filter for 450MHz CDMA application using the proposed power durability test system and method is carried out. $B_{10}$ lifetime of the SAW filter using Eyring model and Weibull distribution is estimated as about 98,500 hours.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.22 no.9
• /
• pp.103-110
• /
• 2008

In terms of electrical safety, environmental impact assessment and revision of domestic regulation are needed for the electric facilities. In this paper, risk of electric facilities is assessed by the spot measures and analysis in dust generation area. Adhesion dust in a surface of insulated materials cause electrical accidents. In a mechanism of these accidents, when the dust lie on electric facilities, a leakage current is flowed and the surface of insulated material is carbonized. Hereafter, electrical fire is generated due to Joule's heat. As the results, dusts are found in protection devices or panel board and sampled dusts vary in sampled amounts and conductivity severally. For the most part, sodium is detected but zinc and calcium are detected in case of reclaimed rubber factory by the ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy). In a sewerage, the ingredients such as sodium, magnesium, iron, calcium, aluminium, etc are detected uniformly. So that, results of the spot measures and analysis of dusts are become the important data for the assessment of electrical hazard in dust generation area.