후막광식각 기술은 스크린 인쇄 등의 일반적 후막공정에 노광 및 현상등의 리소그라피 공정 을 접목시킨 새로운 기술이다. 그린시트를 적층한 후 감광성 Ag 페이스트를 도포하고, 패턴을 노광, 현상, 동시소성하여 스크린 인쇄법으로는 어려운 25 $\mu\textrm{m}$ 선폭과 25 $\mu\textrm{m}$ 선간공백을 구현하였다. 알루미나 기판을 사용하였을 경우에도 유사한 방법으로 20 $\mu\textrm{m}$에 가까운 선폭이 구현 가능하였으며, 노광량과 현상시간이 미세라인 형성에 있어서 가장 중요한 공정변수임을 확인하였다. 또한, 광식각 기술을 이용하여 정밀도가 높고 고주파 대역에서 전송특성이 우수한 microstrip 전송선로와 series gap 공진기를 제작하여, 이로부터 기판의 유전률 및 유전손실을 계산하였다.
마이카 커패시터는 세라믹 커패시터에 비해 내고충격 특성이 우수하여 다양한 유도무기체계의 고전압 기폭장치에 적용된다. 본 연구에서는 국산화된 마이카 고전압 커패시터의 고전압 기폭장치 적용을 위해 단자강도시험, 내습성시험, 열충격시험과 같은 환경시험과 함께 가속 수명 시험을 진행하였다. 마이카 고전압 커패시터의 고장모드는 절연저항 감소 및 이를 통한 절연 파괴이다. 가속수명모델의 중요 상수를 실험적으로 도출하였으며 전압계수 n 및 활성화 에너지 Ea는 각각 5.28 및 0.805 eV이었다. 가속모델식을 이용하여 도출한 가속계수는 496이었으며 가속수명시험을 통해 도출된 정상 사용 조건에서의 마이카 고전압 커패시터의 수명은 38.5년으로 기폭장치 적용에 문제가 없는 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 납 차폐물의 두께변화에 대한 반응을 알아보기 위하여 크롬으로 코팅된 전극을 사용한 FEP 유전체필름과, 그들 사이에 PTFE 유전체 필름을 삽입한 형태의 평행판 검출기를 제작하였다. 측정조건은 선원-팬텀표면 간의 거리 100 Cm, 조사면 크기 10x10 cm, 그리고 팬텀의 표면으로부터 깊이 5 cm 되는 지점과 10 cm 되는 지점에 유전체필름을 이용한 제작검출기와 Farmer형 전리함을 설치하고 6 MV, 10 MV X-선을 조사하였다. 차폐물은 조사면을 충분히 포함하도록 제작하여 측정순서에 따라 차례대로 Tray 위에 놓아서 두께변화에 대한 감쇄효과를 확인하고 두 검출기 간의 반응함수를 알고자 하였다. 차폐효과에 대한 두 검출기 간의 반응함수는 선량에 대하여 지수적으로 감소함을 확인할 수 있었다. 제작검출기와 비교검출기로 측정한 선형감쇄계수 ${\mu}(cm^{-1})$는 6 MV X-선으로 조사한 경 우 0.1414, 0.541이 었고, 10 MV X-선으로 조사한 경우 각각 0.1368, 0.5279로서 납 차폐물의 두께 변화에 의한 선형감쇄계수가 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며 계산된 반응함수로부터 제작검출기는 전리함에 비해 상대적으로 매우 크게 반응하고 있음을 알 수 있었다. 제작검출기에서 측정한 선량값(R)과 전리함에서 측정한 선량값($D_r$) 간의 반응함수를 최적화 과정을 통하여 계산하였다. 이들 반응함수의 최적화 상수 값들은 고 에너지 X-선 크기에 비교적 무관한 경향을 보였다. 제작 검출기와 비교검출기 간의 최적화된 반응함수를 계산한 결과 6 MV X-선의 경우 1%, 10 MV X-선의 경우 4% 이내의 범위 내에서 측정된 선량이 일치함으로써 상대 선량계로서의 가능성을 확인하였다.
본 논문에서는 Bare-die Chip 형태의 Drive amplifier를 Ajinomoto Build-up Film (ABF)와 FR-4로 구성된 PCB에 내장함으로써 28 GHz 대역 모듈에서 적용될 수 있는 내장형 능동소자 모듈을 구현하였다. 내장형 모듈에 사용된 유전체 ABF는 유전율 3.2, 유전손실 0.016의 특성을 가지고 있으며, Cavity가 형성되어 Drive amplifier가 내장되는 FR4는 유전율 3.5, 유전손실 0.02의 특성을 가진다. 제안된 내장형 Drive amplifier는 총 2가지 구조로 공정하였으며 측정을 통해 각각의 S-Parameter특성을 확인하였다. 공정을 진행한 2가지 구조는 Bare-die Chip의 패드가 위를 향하는 Face-up 내장 구조와 Bare-die Chip의 패드가 아래를 향하는 Face-down내장 구조이다. 구현한 내장형 모듈은 Taconic 사의 TLY-5A(유전율 2.17, 유전손실 0.0002)를 이용한 테스트 보드에 실장 하여 측정을 진행하였다. Face-down 구조로 내장한 모듈은 Face-up 구조에 비해 Bare-die chip의 RF signal패드에서부터 형성된 패턴까지의 배선 길이가 짧아 이득 성능이 좋을 것이라 예상하였지만, Bare-die chip에 위치한 Ground가 Through via를 통해 접지되는 만큼 Drive amplifier에 Ground가 확보되지 않아 발진이 발생한다는 것을 확인하였다. 반면 Bare-die chip의 G round가 부착되는 PCB의 패턴에 직접적으로 접지되는 Face-up 구조는 25 GHz에서부터 30 GHz까지 약 10 dB 이상의 안정적인 이득 특성을 냈으며 목표주파수 대역인 28 GHz에서의 이득은 12.32 dB이다. Face-up 구조로 내장한 모듈의 출력 특성은 신호 발생기와 신호분석기를 사용하여 측정하였다. 신호 발생기의 입력전력(Pin)을 -10 dBm에서 20 dBm까지 인가하여 측정하였을 때, 구현한 내장형 모듈의 이득압축점(P1dB)는 20.38 dB으로 특성을 확인할 수 있었다. 측정을 통해 본 논문에서 사용한 Drive amplifier와 같은 Bare-die chip을 PCB에 내장할 때 Ground 접지 방식에 따라 발진이 개선된다는 것을 검증하였으며, 이를 통해 Chip Face-up 구조로 Drive amplifier를 내장한 모듈은 밀리미터파 대역의 통신 모듈에 충분히 적용될 수 있을 것이라고 판단된다.
Recently, the development of superconducting fault current limiters (SFCLs) has been required as power demands increase in the power system. A distribution-level prototype resistive SFCL using coated conductor (CC) has been developed by Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. and Yonsei University for the first time in the world. The ratings of the SFCL are 13.2kV/630A at normal operating condition. A novel non-inductive winding method is used in fabricating coils so there is almost zero impedance during normal operation. The distribution SFCL is cooled by sub-cooled liquid nitrogen $(LN_2)$ of 65K and 3 bar to enhance cryo-dielectric performance, critical current density, and thermal conductivity. In order to make reliable operation of an SFCL in real power systems, we monitored and controled its operation conditions by using supervisory control and data acquisition (SCADA) method. Thus, a monitoring system for the SFCL employing information technology (IT) is proposed and developed to be on the lookout for the operation conditions such as inside temperature, inside pressure, $LN_2$ level, voltage and current. Since operation temperature should be kept constant, bang-bang control for temperature feedback with a heater attached to the cold head of cryo-cooler is applied to the system. Short-circuit tests with prospective fault current of 10kA and AC dielectric withstand voltage tests up to 143kV for 1 minute were successfully performed at Korea Electrotechnology Research Institute. This paper deals with the development of a distribution level SFCL and its monitoring system for reliable operation.
Thien, Yee Von;Azis, Norhafiz;Jasni, Jasronita;Kadir, Mohd Zainal Abidin Ab;Yunus, Robiah;Ishak, Mohd Taufiq;Yaakub, Zaini
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제11권1호
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pp.184-191
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2016
In recent years, there are a number of studies that have been carried out to explore the alternative for Mineral Oil (MO) as dielectric insulating fluid in transformers due to the increasing tight regulation on safety and environment. Vegetable oils have been identified as suitable candidate since it is biodegradable, non-toxic and high flash/fire points which ensure more in-service safety. Among the types of vegetable oils considered for transformers application are Palm Oil (PO) and Coconut Oil (CO). This paper presents an experimental study on the lightning breakdown voltages of PO and CO under non-uniform electric field based on needle-sphere electrodes configuration at 3 small gap distances. The type of PO used in this study is Refined Bleached and Deodorized Palm Oil (RBDPO) Olein. The main focus of this study is to examine the lightning breakdown performance of RBDPO and CO under different test conditions and assess its suitability as dielectric insulating fluid in transformers. The effect of voltage polarities (positive and negative) and testing methods (rising-voltage, up-and-down and multiple-voltage) were investigated. The data obtained from all tests were analysed by Weibull distribution in order to determine the withstand voltages for each type of oils. It was found that the breakdown voltages of RBDPO and CO are comparable with MO under positive lightning impulse. Under negative lightning impulse, the breakdown voltage of MO is slightly higher than RBDPO and CO. There is no significant effect of testing methods and voltage polarities on lightning breakdown voltages of RBDPO and CO. Based on the statistical analysis, it is found that the breakdown voltages of RBDPO and CO at 1% probability are slightly lower than MO.
현재 합천 해인사에 보관되어 있는 고려속장경(일명 팔만대장경)은 역사적 가치나 규모면에 있어서 세계적인 문화재이나 아직도 어떤 수종으로 만들어졌는지 모르고 있다. 중요한 문화재이기 때문에 손상없이 비파괴적으로 수종을 추정하는 방법이 필요하다. 밀도를 알게 되면 수종을 추정하기 쉽다. 유전율식 목재수분계의 원리를 역으로 이용하면 함수율을 알고 있는 목재의 전건밀도를 얻을 수 있다는데 착안하여 연구를 수행하였다. 국내산 100여 개 수종, 122개 재감의 전건밀도를 치수법과 유전율식 목재수분계 추정법으로 구하여 두 계수의 상관관계와 회귀식을 찾았으며 문헌자료를 이용하여 회귀식의 유의성을 검정하였다. 치수법으로 측정한 전건밀도와 유전율식 목재수분계로 추정한 전건밀도는 매우 높은 상관관계를 나타냈다. 이 관계식을 이용하면 팔만대장경판의 전건밀도를 추정할 수 있으며 나아가 수종을 예측할 수 있을 것이다.
The electromigration phenomena and the characterizations of the conductor lifetime (Time-To-Failure, TTF) in Al-1%Si thin film interconnections under D.C. and Pulsed D.C. conditions were investigated . Meander type test patterns were fabricated with the dimensions of 21080$mu \textrm{m}$ length, 3$\mu\textrm{m}$ width, 0.7$\mu\textrm{m}$ thickness and the 0.1$\mu\textrm{m}$/0.8$\mu\textrm{m}$($SiO_2$/PSG)dielectric overlayer. The current densities of $2 \times10^6 A/\textrm{cm}^2$ and $1 \times10^7 A/\textrm{cm}^2$ were stressed in Al-1%Si thin film interconnection s under a D.C. condition. The peak current densities of $2 \times10^6 A/\textrm{cm}^2$ and $1 \times10^7 A/\textrm{cm}^2$ were also applied under a Pulsed D.C. condition at frequencies of 200KHz, 800KHz, 1MHz, and 4MHz with the duty factor of 0.5. THe time-to-failure under a Pulsed D.C.($TTF_{pulsed D.C}$) was appeared to be larger than that under a D.C. condition. It was found that the TTF under both a D.C. and a Pulsed D.C. condition. It was found that the TTF under both a D.C. and a Pulsed D.C. condition largely depends upon the appiled current densities respectively . This can be explained by a relaxation mechanism view due to a duty cycle under a Pulsed D.C. related to the wave on off. The relaxation phenomena during the pulsed off period result in the decayof excess vacancies generated in the Al-1%Si thin film interconnections because of the electrical and mechanical stress gradient . Hillocks and voids formed by an electromigration were observed by using a SEM (Scanning Electron Microscopy).
본 논문에서는 박막 필름의 유전율 측정이 가능한 슬랏을 갖는 도파관형 공진기를 제안하였으며, 시료에 의한 공진 주파수 천이 현상으로부터 유전율을 측정한다. 이를 위하여 공진기 한 쪽에 얇은 슬랏을 두고, 그 위에 부착된 시료에 의해 공진기 내부 전자기장 분포가 섭동되어 공진 주파수 천이 현상이 발생될 수 있도록 하였다. 유전율에 따른 공진 주파수 천이량은 수치 해석을 통하여 계산하였으며, 이를 기반으로 2~3 GHz 대역에서 $65{\mu}m$ 두께의 박막 필름 유전율을 측정하였다. 측정 결과, 유전율은 평균 $3.3492{\pm}0.0605$(표준오차)를 보였으며, 유전체 공진기나 도파관 프로브 방법과 같은 다른 측정법들과 상호 비교를 통해 제안 방법의 유효성을 검증하였다.
Although many studies have been carried out about binary gas mixtures with $SF_6$, few studies were presented about breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures. At present study the breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures in non-uniform field was performed. The experiments were carried out under AC voltage and standard lightning impulse(SLI) voltage. Breakdown characteristics were investigated for $SF_6/CF_4$ mixtures when AC voltages and standard lighting impulse voltage was applied in a needle-plane. The needle-plane electrode whose gap distance was 3 mm were used in a test chamber. $SF_6/CF_4$ mixtures contained from 0 to 100% $SF_6$ and the experimental gas pressure ranged from 0.1 to 0.5 MPa. The breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures in non-uniform field may be influenced by defects like needle-shaped protrusions. In case of slowly rising SLI voltage and AC voltage it is enhanced by corona-stabilization. This phenomena caused by the ion drift during streamer development and the resulting space-charge is investigated. In non-uniform field under negative SLI voltage the breakdown voltage was increase linearly but under positive SLI voltage the breakdown voltage increase non-linearly. The breakdown voltage in needle-plane electrode displayed N shape characteristics for increasing the content of $SF_6$ at AC voltage. $SF_6/CF_4$ mixture has good dielectric strength and arc-extinguishing properties than pure SF6. This paper presents experimental results on breakdown characteristics for various mixtures of $SF_6/CF_4$ at practical pressures. We could make an environment friendly gas insulation material with maintaining dielectric strength by combing $SF_6\;and\;CF_4$ which generates a lower lever of the global warming effect.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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