• 조명전기설비학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.78-84
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• 2016

This paper is focused on the measurement and analysis of an atmospheric electric field which is caused by thunderclouds. The electric field due to thunderclouds changes very slowly. For this reason, the extremely low frequency E-field sensor needs to be used for measuring the atmospheric electric field strength. The balloon-carried E-field sensor system with the time constant of 1sec was designed and fabricated. The electric field sensor consists of $100mm{\times}100mm$ copper plate, active integrator, high pass and low pass filters and batteries. The measurements of atmospheric electric fields were made by the balloon-carried E-field sensor and radiosonde, which sends the data back to ground in real time. From the calibration experiments, the response sensitivity of the E-field sensor was 0.154mV/kV/m in the frequency range of less than 1kHz. As a result from the actual experiment of the atmospheric electric field, the electric field signals were observed from the altitude of about 2.5km. Also, as the altitude was increased, the detected electric field wave oscillated with the fluctuation of sensing plate. The proposed method seems suitable for measurements of atmospheric electric fields, because it is inexpensive, simple to use and launch.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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• pp.274-277
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• 2006

This paper describes a lighting warning system (LWS) which consists of a corona needle electrode, a low noise differential amplifier, an A/D converter, an one-chip microprocessor, a LCD and alarm devices. The corona needle electrode is used to measure electric field intensity caused by thunderclouds on the ground level. To evaluate the sensitivity of the LWS, calibration experiment was carried out using a round-shape parallel plate electrode system. The theoretical and experimental results show that the LWS can measure electric field intensity over 2 [kV/m].

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.40-45
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• 2007

뇌경보시스템은 낙뢰에 의한 인적 물적 피해를 예방하는 중요한 장치이다. 본 논문에서는 뇌경보시스템의 주요기능으로 뇌운의 이동과 활동을 감시할 수 있는 뇌방전 위치표정 알고리즘 및 회로에 대해 연구하였다. 뇌방전시 발생하는 전계성분은 whip 안테나와 공진주파수 300[kHz]의 협대역 공진증폭기로 검출한다. 자계파형 측정회로는 직교루프코일과 적분증폭기로 구성되며 주파수 대역은 5[kHz]$\sim$1.2[MHz]이다. 전계파형으로 뇌방전의 극성을 판별하고, 자계파형의 크기와 영점교차점에 의해 방향과 거리를 산출하여 뇌방전의 위치를 표정한다.

• 기술사
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• 제29권3호
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• pp.87-93
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• 1996

Lightening is a phenomenon in which electric charges accumulated in the air due to a strong ascending air current are instantly discharged. As the air current rises, the steam in the air turns into hail and grows to a certain size. Thunderclouds brought together by the ascending air current when the earth's surface is heated by strong summer sunlight produce what are called heat thunderstorms. Compared to transistors and IC's that operate at several volts, lightening induces voltages of from several 100 to several 10,000 volts and sometimes causes great damage, such as destroying equipment or delaying communication. The following describes the cause of lighting damage and basic idea behind countermeasures against such damage.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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• pp.469-473
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• 2001

This paper describes a rotation-type field mill to measure the electric field intensity caused by thunderclouds on the ground level. The field mill developed is consisted of two isolated electrode vanes, a grounded stator and a rotor. To develop a high sensitive field mill, the principles and design rules of a rotation-type field mill are studied. Also, two types of calibration system, such as a cylindrical guard electrodes and a parallel-plate electrodes, are proposed to determine the sensitivity and frequency bandwidth of the field mill. From the calibration experiment, the frequency bandwidth and the sensitivity of the field mill arc DC ∼ 200 [MHz] and 0.267 [mV/Vm], respectively. Therefore, it can measure the electric field intensity from 73[V/m] to 18.7[kV/m].

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.297-300
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• 2008

This paper described a New-Concept lightning warning system (LWS) which can measure electric field intensity on the ground level by an electric field mill (EFM) and calculate the lighting location by radiated electro-magnetic waveform. The EFM measures electric field up to 20[kV/m] with the sensitivity of 0.15[V/kV/m] and frequency bandwidth of the loop antenna was ranges from 5.2[kHz] to 1.71[MHz]. The LWS provides data on the movements of thunderclouds and the possibility of lightning return stroke.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.52-59
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• 2007

본 논문에서는 뇌경보시스템에 적용하기 위한 센서로 대지전계의 극성과 크기의 측정이 가능한 필드밀에 대하여 연구하였다. 회전날개를 갖는 평면 셔터형 필드밀을 설계 제작하였으며, 필드밀의 교정은 대칭적인 구조의 원형 평판전극을 수직으로 배열하고 이때 얻어지는 평등전계 내에서 수행하였다. 교정실험에서 필드밀의 감도를 0.5[V/kV/m]로 조정하였으며, 측정 가능한 대지전계의 범위는 $200[V/m]{\sim}]20[kV/m]$가 된다. 교정실험 후, 건물 옥상에 필드밀을 설치하고, 뇌운에 의한 대지전계의 변화를 관측하였다. 2006년 7월 1일부터 7월 15일의 기간 중, 뇌운의 생성과 소멸, 이동에 따라 대지전계의 크기는 $+2[kV/m]{\sim}-6[kV/m]$의 범위에서 기록되었다. 적용실험결과로부터 제안한 필드밀은 직류 전계 측정에 충분한 성능이 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.315-320
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• 2001

본 논문은 뇌운의 접근에 따라 변화하는 대지전장 측정을 위하여 필드 밑을 이용한 대지전장 측정장치의 개발에 관하여 기술하였다. 필드 밀은 두 개의 절연된 전극으로 구성되며, 회전전극과 고정 전극이 있다. 고정도 필드 밀 개발을 위하여 회전형 필드 밀의 원리 및 설계기법에 관하여 연구하였으며, 교정실험장치로 원통형 가드전극계 및 평행평판 전극계의 두 가지 방법을 이용하여 주파수 대역 및 응답감도 특성을 조사하였다. 교정 실험결과로부터 주파수 대역 및 응답감도는 DC ~ 200(Hz), 0.267[mV/V/m]로 얻어졌으며 73[V/m] ~ 18.7[㎸/m] 범위의 대지전장 변화의 측정이 가능하다.

• 센서학회지
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• 제10권4호
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• pp.250-258
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• 2001

본 연구에서는 지상에서 전장의 세기를 측정하는 것에 의해 낙뢰 예측이 가능한 뇌경보시스템을 개발하였다. 뇌경보시스템은 전장센서로써 회전형 필드밀, 임피던스변환기, 2단 증폭기 및 마이크로프로세서로 구성되어 있다. 교정 실험결과로부터 뇌경보시스템의 주파수대역과 최대 분해능은 각각 $DC{\sim}200\;[Hz]$, 73[V/m]이었으며, 뇌운에 의한 대지전장의 세기를 18.7 [kV/m]까지 측정할 수 있음을 확인하였다. 실제 상황에서 본 뇌경보시스템의 감지능력을 평가하기 위하여 뇌운의 모델을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며. 그 결과 관측점으로부터 6 [km] 이내에 접근하는 뇌운의 움직임을 관측할 수 있었다.