전기 펄스방전 횟수에 따른 철도노반의 다짐 영향 분석

이영민(Young Min Lee),사공명(Myung Sagong) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

KTX 등 고속열차의 등장은 기존 철도노선에 동적하중의 증가를 가져왔으며, 철도노반의 침하가 발생할 수 있는 원인중 하나가 됐다. 현재 콘크리트 궤도 하부의 침하된 지반을 보강할 적절한 방법이 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 콘크리트 궤도의 손상을 최소화 하면서 노반의 지지력을 확보 할 수 있는 방안으로 전기 펄스에너지를 이용하였다. 지중에서 펄스 방전을 일으켜, 그때 발생하는 충격파를 이용하여 지반을 다지고 펄스 방전 횟수를 늘림으로써 다짐에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 펄스 방전의 횟수 증가가 다짐에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. The advent of a rapid transit train such as KTX leads to the increase of dynamic load in a roadbed and the possibility of its settlement. Thus, actions should be taken to ground settlement which happens under the concrete orbit. In this research, the energy of electric pulses were used to reinforce bearing capacity of a roadbed and to minimize the damage of the concrete orbit. This research examines how the pulse discharges and their shock wave and the increase of pulse discharge rate influence the compaction of the ground. As a result, we verified the compaction effect on the basis of the increase of pulse discharge rate.

집진을 위한 정전분무의 방전 현상에 대한 연구

김소연(Soyeon Kim),조연주(Yeonjoo Cho),김민성(Minsung Kim) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.11

펄스 코로나 방전에 의한 페놀 분해에 미치는 운전변수의 영향

정재우,문지훈,박은옥,Chung, Jae-Woo,Moon, Ji-Hoon,Park, Eun-Ok 대한환경공학회 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.1

펄스 코로나 방전에서 인가전압, 용액 전도도, 전극 재질, 철염 주입 등의 운전변수가 페놀 분해에 미치는 영향에 관해 실험실 규모의 실험을 수행하였다. 인가전압이 증가할수록 높은 에너지를 가진 전자들에 의한 물 분자의 충돌분해 반응에 의한 OH 라디칼 생성량이 증가하므로 페놀 분해 속도를 증가시키며 실험된 조건에서의 용액 전도도 증가는 용액을 통한 전기장 강도를 감소시켜 페놀 분해 속도를 낮추는 것으로 나타났다. 방전 반응기로 주입된 철염($FeSO_4$)은 방전에 의해 생성된 과산화수소와 펜톤 유사 반응을 통해 OH 라디칼을 생성시켜 페놀 분해를 증가시키는 것으로 나타났다. 펄스 코로나 방전에 의한 페놀 분해의 중간 생성물질로 catechol과 hydroquinone이 검출되었으며 분석을 수행하지는 않았으나 유기산의 생성으로 인해 pH가 감소되고 전도도가 증가하는 현상이 관찰되었다. 철염이 주입된 조건에서 백금 전극은 3가 철이온($Fe^{3+}$)을 2가 철이온($Fe^{2+}$)으로 환원시킴으로써 페놀 분해 속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 산제일철($FeSO_4$) 0.5 mM이 주입된 조건에서 약 230 kJ의 방전 에너지가 유입될 때 거의 모든 페놀이 분해되었으며 약 29%의 총유기탄소(TOC) 제거효율을 얻을 수 있었다. Effects of operating parameters such as applied voltage, solution conductivity, ferrous ion concentration, electrode material on phenol degradation by pulsed corona discharges were investigated in laboratory scale experiments. The increase of applied voltage enhanced the phenol degradation by generating more energetic electrons. The solution conductivity inversely affected phenol removal rate in the tested ranges because the increase of conductivity decreased the electric field strength through the liquid phase. The addition of ferrous sulfate promoted the phenol degradation through the OH radical production by the Fentonlike reactions between ferrous ion and hydrogen peroxide generated by pulsed corona discharges. Catechol and hydroquinone were detected as primary intermediates of phenol degradation and the decrease of pH and the increase of conductivity were observed probably due to the generation of organic acids. Almost all of the initial phenol was disappeared and 29% of total organic corbon (TOC) was removed in the condition of 0.5 mM of ferrous sulfate after approximately 230 kJ of discharge energy transferred to the reactor.

침-평판 전극계에서 SF₆ 가스 압력에 따른 부분방전 패턴 분석

김민수(Min-Su Kim),정기우(Gi-Woo Jeong),길경석(Gyung-Suk Kil),박대원(Dae-Won Park) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

본 논문에서는 침-평판 전극계에서 SF₆ 가스 압력에 따른 부분방전 패턴에 대하여 기술하였다. 전극계는 곡률반경이 10 μm인 침 전극과 지름 80 mm, 두께 10 mm인 평판 전극으로 구성되며, 침 전극과 평판 전극의 거리는 3 mm로 제작하였다. 정밀저항을 전극계와 접지선 사이에 삽입하여 부분방전 펄스를 검출하였으며, 1 bar에서부터 5 bar까지 SF₆ 가스를 봉입시키고 각각의 압력에서 120주기 동안 부분방전 펄스의 위상분포를 분석하였다. 실험결과, 1 bar에서는 48°~128°, 222°~312°에 부분방전 펄스가 분포하였으며, 발생횟수는 1,622회로 측정되었다. 3 bar에서는 53°~120°, 5 bar에서는 45°~123°에 분포하였고, 발생횟수는 각각 214회와 123회로 측정되었다. This paper described the partial discharge (PD) pattern as a function of SF₆ gas pressure on needle-plane electrode system. Electrode system is consisted of a needle electrode with a radius curvature of 10 μm, and a plane electrode with diameter of 80 mm and thickness of 10 mm, and its gap between the needle and the plane electrode is 5 mm. We detect PD pulses by a 50ohm resistor which is located between the electrode system and a ground. Phase distributions of PD pulses were analyzed at 1 bar, 3 bar and 5 bar of SF₆ gas pressure. From the experimental results, PD pulses were appeared in ranges of 48°~128°, 222°~312° at 1 bar, in ranges of 53°~120° at 3 bar and in ranges of 45°~123° at 5 bar, respectively.

방전가공기의 효율적인 아크 검출과 제어방법

박양재 한국디지털정책학회 2018 디지털융복합연구 Vol.16 No.12

In this paper, propose an efficient arc detection and control method to achieve fast machining speed, improved precision and surface roughness in discharge machining, especially for carbide and hard material processing and metal processing using discharge phenomenon as energy. A single discharge waveform is divided into three sections of Td (Time-Delay), Ton (Time-on) and Toff (Time-off) and the gate control timing is simulated using the HDL language. In this paper, we analyze the effect of the gap between the electrode and the workpiece on the machining results by determining the operation of the servo mechanism by sampling the Td section through the comparator circuit. As a result of the analysis, the Td section of the formed waveform was more precisely sampled at a high speed and the results were improved when applied to the gap control between the electrode and the workpiece. 방전 현상을 에너지로 이용하여 금속을 가공하는, 특히 초경 및 난삭 소재의 가공과 정밀가공에 효과적인 방전가공 시 빠른 가공속도와 향상된 정밀도 및 면조도를 달성하기 위하여 효율적인 아크의 검출과 제어방법에 대해 연구하였다. 단일 방전 파형을 Td(Time-Delay), Ton(Time-on), Toff(Time-off)의 세 가지 구간으로 나누어 HDL 언어를 이용하여 게이트 제어 타이밍을 시뮬레이션 하고, 실제 방전가공기에 적용하여 파형을 실측하였으며, 비교기 회로를 통한 Td 구간의 샘플링을 통해 서보기구의 동작을 결정함으로써 전극과 가공물 간의 간격 제어와 가공 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 형성되는 파형의 Td 구간을 보다 정밀하게 고속으로 샘플링하여 이를 토대로 전극과 가공물 간의 gap 제어에 적용하였을 때 보다 향상된 결과를 나타내었다.

논문 : 고전압 펄스 방전을 이용한 지하수 관정 스크린 공막힘 재생법 연구

정경재 ( Kyoung Jae Chung ),이석근 ( Seok Geun Lee ),당정증 ( Jeong Jeung Dang ),최길환 ( Gil Hwan Choi ),황용석 ( Y S Hwang ),김철영 ( Chul Young Kim ),박영준 ( Young Jun Park ) 대한지질공학회 2013 지질공학 Vol.23 No.1

스크린 공막힘에 의하여 채수량이 감소된 지하수 관정은 여러 방법을 통하여 재생시켜주면 지하수 채수량을 개선시켜 관정의 수명을 연장할 수 있다. 본 논문에서는 화약이나 압축 유체를 사용하는 기존의 공막힘 재생기술을 대신할 수 있는 고전압 펄스 방전에 의한 지하수 관정 스크린 공막힘의 재생법에 대하여 연구하였다. 본 기술은 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 고전압의 전기에너지를 주입하여 이 때 전극 사이에서 발생하는 고온, 고압의 플라즈마의 팽창력에 의하여 발생하는 수중 충격파를 이용하는 기술로, 기존 기술 대비 취급이 용이하며 구조가 간단하고 충격압의 크기 조절이 용이하다는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 축전기 방전형 펄스 발생장치를 사용하여 약 200 J의 전기에너지를 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 주입함으로써 전극으로부터 6 cm 떨어진 곳에서 약 10.7MPa의 수중 충격압을 얻었다. 이 충격압의 크기는 축전기의 충전 전압을 바꿔줌으로써 손쉽게 조절이 가능하였으며, 다양한 전압에서의 실험을 통하여 방전 전류의 첨두치와 선형적인 관계를 갖고 있음을 알았다. 또한 지하수 관정에 사용되는 스크린과 유사한 시료에 대한 모의실험을 통하여 이 기술을 이용한 지하수 관정의 세척 가능성을 확인하였다. The application of appropriate rehabilitation methods can improve the efficiency of clogged wells and extend their life. In this paper, we study the feasibility of well cleaning using high-voltage pulsed discharge, in which electrical energy is used to produce impulsive pressure in water, in contrast to conventional methods that employ chemical or pneumatic energy sources. This technique utilizes the compressive shock wave generated by the expansive force of hot, dense plasma that is produced during a pulsed discharge in the gap between electrodes immersed in water. Compared with conventional techniques, this method is simple, and easy to handle and control. Using a capacitive pulsed power system with an electrical energy of 200 J, an impulsive pressure of 10.7 MPa is achieved at the position 6 cm away from the discharge gap. The amplitude of the impulsive pressure was easily controlled by adjusting the charging voltage of the capacitor and was almost linearly proportional to peak discharge current. The technique achieved good results in cleaning feasibility tests with mock-up specimens similar to clogged well screens.

고전압 방전 충격펄스를 이용한 유용광물 회수에 관한 실험적 연구

조상호 ( Sangho Cho ),정상선 ( Sangsun Jeong ) 대한화약발파공학회 2022 화약발파 Vol.40 No.1

고전압 방전에 의한 파분쇄기술 중 ED(Electrical pulse Disintegration)는 고체 내 절연파괴를 유도하여 고체 내 취약한 경계면을 분리하여 유가자원을 분리·회수하는 고효율 자원처리 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 고전압 방전에 의하여 고체 내 발생한 충격파가 황화광물 내 존재하는 아연광물의 단체분리특성을 분석하기 위하여, ED분쇄실험과 기계식 분쇄실험을 수행하고 분쇄산물에 대한 SEM-BSE 분석과 Microfocus X-Ray CT 분석을 수행하여 단체분리도를 비교하였다. Electrical pulse disintegration(ED) is known as an efficient technology for recovering valuable resources by inducing dielectric breakdown in solids to separate mineral interfaces in ores among the crushing technologies by high voltage discharge. In this study, ED crushing experiment and mechanical crushing experiment of sulfide minerals were performed, and SEM analysis and Microfocus X-Ray CT of the crushed product were performed in order to analyze the disintegration characteristics of zinc minerals exist in the sulfide minerals by the shock wave generated in the solid by high voltage discharge.

전극의 재료와 크기가 방전가공량에 미치는 영향

김희중 한국마린엔지니어링학회 1998 한국마린엔지니어링학회지 Vol.22 No.6

This study has been performed to investigate MRR(metal removal rate) surface roughness with various pulse-on duration using the copper and graphite electrode according to the electrode size on the heat treated STD 11 which is extensively used for metallic molding steel in the EDM. The results obtained are as follow ;a)MRR increases a lot when pulse-on duration is 100 $\mu{s}$ or less but MRR has little difference with pulse-on duration of 100 $\mu{s}$ or more b) According to the increase of Pulse-on duration the large the electrode size the more MRR c) Safe discharge is needed to make maximum of MRR and the metallic organization must be complicated for discharge induction. d) Actual machining time is longer than theoretical machining time at the short pulse-on duration because of skin effect of current. e) Graphite electrode needs the larger electric discharge energy than copper electrode to remove remained chips completely.

저밀도 폴리에틸렌에서 부시형 전기트리에 수반되는 부분방전 펄스의 특성

강성화,박영국,정수현,이광우,임기조 한국전기전자재료학회 1998 전기전자재료학회논문지 Vol.11 No.12

The correlation between the propagation of electrical tree and distributions of partial discharge(PD) pulses accompanying with electrical tree of bush type in low density polyethylene were discussed. We measured the growth of electrical tree by using optical microscope and PD data simultaneously. The PD data detected and analyzed were PD magnitude, repetition rate, average discharge power, average phase angle, and $\psi$-q-n distribution pattern. The average discharge power and repetition rate of PD had good linear relation with area of tree. Repetition rate and peak discharge magnitude and width of discharge phase angle increased with the tree.

펄스 코로나 방전에 의한 액체상 페놀 전환 특성

이현돈(Hyun Don Lee),정재우(Jae Woo Chung),조무현(Moo Hyun Cho) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.1